200 watin 12V-220V DC-DC-muunnin: 13 vaihetta (kuvien kanssa)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Hei kaikki:)

Tervetuloa tähän opettavaiseen, jossa näytän sinulle, miten tein tämän 12 voltin 220 voltin DC-DC-muuntimen, jossa on palautetta vakauttamaan lähtöjännite ja alhainen akku-/ alijännitesuoja ilman mikro-ohjainta. Vaikka lähtö on suurjännite DC (eikä AC), voimme käyttää LED -lamppuja, puhelinlatureita ja muita SMPS -pohjaisia laitteita tästä laitteesta. Tämä muunnin ei voi käyttää induktiivista tai muuntajapohjaista kuormaa, kuten vaihtovirtamoottoria tai tuuletinta.

Tässä projektissa käytän suosittua SG3525 PWM -ohjauspiiriä DC -jännitteen nostamiseksi ja tarvittavan palautteen antamiseksi lähtöjännitteen ohjaamiseksi. Tämä projekti käyttää hyvin yksinkertaisia komponentteja, ja osa niistä on pelastettu vanhoista tietokoneen virtalähteistä. Aloitetaan rakentaminen!

Tarvikkeet

1. EI-33 ferriittimuuntaja, jossa on puola (voit ostaa tämän paikallisesta elektroniikkaliikkeestä tai pelastaa sen tietokoneen virtalähteestä)
2. IRF3205 MOSFETit - 2
3. 7809 jännitesäädin -1
4. SG3525 PWM -ohjaimen IC
5. OP07/ IC741/ tai mikä tahansa muu operatiivisen vahvistimen IC
6. Kondensaattori: 0,1uF (104)- 3
7. Kondensaattori: 0.001uF (102)- 1
8. Kondensaattori: 3.3uF 400V ei-polaarinen keraaminen kondensaattori
9. Kondensaattori: 3.3uF 400V polaarinen elektrolyyttikondensaattori (voit käyttää suurempaa kapasitanssiarvoa)
10. Kondensaattori: 47uF elektrolyyttinen
11. Kondensaattori: 470uF elektrolyyttinen
12. Vastus: 10K vastukset-7
13. Vastus: 470K
14. Vastus: 560K
15. Vastus: 22 ohmia - 2
16. Muuttuva vastus/ esiasetus: 10K -2, 50K - 1
17. UF4007 nopea palautusdiodi - 4
18. 16 -nastainen IC -liitäntä
19. 8 -nastainen IC -liitäntä
20. Ruuviliittimet: 2
21. Jäähdytyselementti MOSFETin ja jännitesäätimen asennukseen (vanhasta tietokoneen virtalähteestä)
22. Perfboard tai Veroboard
23. Johtojen yhdistäminen
24. Juotosarja

Vaihe 1: Vaadittujen komponenttien kerääminen

Suurin osa tämän projektin tekemiseen tarvittavista osista on otettu toimimattomasta tietokoneen virtalähteestä. Löydät helposti muuntajan ja nopeat tasasuuntausdiodit tällaisesta virtalähteestä sekä korkeajännitekondensaattorit ja MOSFETS -jäähdytyselementin

Vaihe 2: Muuntajan tekeminen erittelymme mukaisesti

Tärkein osa lähtöjännitteen saamiseksi oikeaan on varmistaa oikea muuntajan käämityssuhde ensiö- ja toisiopuolilta sekä varmistaa, että johdot voivat kantaa tarvittavan määrän virtaa. Olen käyttänyt EI-33-ydintä yhdessä puolan kanssa tähän tarkoitukseen. Se on sama muuntaja, jonka saat SMPS: n sisään. Löydät myös EE-35-ytimen.

Tavoitteemme on nyt nostaa 12 voltin tulojännite noin 250- 300 volttiin, ja tätä varten olen käyttänyt 3+3 kierrosta ensiöasennossa keskiönapautuksella ja noin 75 kierrosta toisiopuolella. Koska muuntajan ensisijainen puoli käsittelee suurempaa virtaa kuin toisiopuoli, olen käyttänyt 4 eristettyä kuparilankaa yhdessä ryhmän muodostamiseksi ja käärittänyt sen sitten puolan ympärille. Se on 24 AWG: n johto, jonka sain paikallisesta rautakaupasta. Syy siihen, että 4 johtoa yhdistetään yhdeksi johtimeksi, on pyörrevirtojen vaikutusten vähentäminen ja paremman virrankuluttajan tekeminen. ensiökäämi koostuu kolmesta kierrosta, joissa on keskiönapa.

Toisiokäämi koostuu noin 75 kierrosta yksittäisestä 23 AWG eristetystä kuparilangasta.

Sekä ensiö- että toisiokäämi on eristetty toisistaan puolan ympärille kierretyllä eristysteipillä.

Lisätietoja muuntajan valmistamisesta on tämän ohjeen lopussa olevassa videossa.

Vaihe 3: Oskillaattorivaihe

SG3525: tä käytetään generoimaan vaihtoehtoisia kellopulsseja, joita käytetään vaihtoehtoisesti ohjaamaan MOSFETS -laitteita, jotka työntävät ja vetävät virtaa muuntajan primäärikäämien läpi, ja myös takaisinkytkennän ohjaamiseksi lähtöjännitteen vakauttamiseksi. Kytkentätaajuus voidaan asettaa ajoitusvastuksilla ja kondensaattoreilla. Sovelluksessamme meillä on kytkentätaajuus 50Khz, jonka kondensaattori asettaa 1nF nastassa 5 ja 10K vastuksessa sekä muuttuva vastus nastassa 6. Muuttuva vastus auttaa hienosäätämään taajuutta.

Jos haluat lisätietoja SG3525 -piirin toiminnasta, tässä on linkki IC: n tietolomakkeeseen:

www.st.com/resource/en/datasheet/sg2525.pd…

Vaihe 4: Vaihtovaihe

PWM -ohjaimen 50 kHz: n pulssilähtöä käytetään vaihtoehtoisesti MOSFETien ohjaamiseen. Olen lisännyt pienen 22 ohmin virranrajoitusvastuksen MOSFETin porttiliittimeen yhdessä 10K: n alasvetovastuksen kanssa hilakondensaattorin purkamiseksi. Voimme myös määrittää SG3525: n lisäämään pienen kuolleen ajan MOSFETin kytkemisen välillä varmistaaksemme, että ne eivät koskaan ole päällä samanaikaisesti. Tämä tehdään lisäämällä 33 ohmin vastus IC: n nastojen 5 ja 7 väliin. Muuntajan keskikierteitys on kytketty positiiviseen syöttöön, kun taas kaksi muuta päätä kytketään MOSFET -laitteilla, jotka yhdistävät ajoittain polun maahan.

Vaihe 5: Lähtövaihe ja palaute

Muuntajan lähtö on suurjännitteinen pulssitettu DC -signaali, joka on korjattava ja tasoitettava. Tämä tehdään ottamalla käyttöön täysi silta -tasasuuntaaja käyttämällä nopeita palautusdiodeja UF4007. Sitten 3,3 uF: n kondensaattoripanokset (napa- ja ei -polaariset korkit) tarjoavat vakaan DC -lähdön ilman väreilyä. On varmistettava, että korkkien jännitteen lukema on riittävän korkea kestämään ja varastoimaan syntyvää jännitettä.

Annetun palautteen toteuttamiseen käytettiin 560KiloOhms: n vastuksen jännitteenjakajaverkkoa ja 50K: n muuttuvaa vastusta, potentiometrin ulostulo menee SG3525: n virhevahvistimen tuloon ja siten säätämällä potentiometriä voimme saada halutun jännitelähdön.

Vaihe 6: Jännitesuojauksen käyttöönotto

Alijännitesuojaus suoritetaan operatiivisella vahvistimella vertailutilassa, joka vertaa tulolähteen jännitettä SG3525 Vref -tapin generoimaan kiinteään ohjearvoon. Kynnys on säädettävissä 10K potentiometrillä. Heti kun jännite laskee alle asetetun arvon, PWM -ohjaimen sammutustoiminto aktivoituu ja lähtöjännitettä ei synny.

Vaihe 7: Piirikaavio

Tämä on koko piirikaavio projektista, jossa käsitellään kaikkia aiemmin mainittuja käsitteitä.

Okei, riittää teoreettisesta osasta, nyt saamme kätemme likainen!

Vaihe 8: Piirin testaus leipälevyllä

Ennen kuin juotat kaikki veroboardin komponentit, on tärkeää varmistaa, että piirimme toimii ja palautusmekanismi toimii oikein.

VAROITUS: ole varovainen käsitellessäsi korkeita jännitteitä tai ne voivat aiheuttaa tappavan iskun. Muista aina turvallisuus ja varmista, ettet kosketa mitään osia, kun virta on vielä päällä. Elektrolyyttikondensaattorit voivat pitää varausta jonkin aikaa, joten varmista, että se on täysin tyhjä.

Kun olen tarkkaillut lähtöjännitettä, toteutin pienjännitekatkaisun ja se toimii hyvin.

Vaihe 9: Päätä komponenttien sijoittelusta

Ennen kuin aloitamme juotosprosessin, on tärkeää, että kiinnitämme komponenttien asennon siten, että joudumme käyttämään mahdollisimman vähän johtoja ja asiaankuuluvat komponentit on sijoitettu lähelle toisiaan niin, että ne voidaan helposti yhdistää juotosjälkiä vastaan.

Vaihe 10: Juotosprosessin jatkaminen

Tässä vaiheessa näet, että olen sijoittanut kaikki komponentit kytkösovellukseen. varmistin, että jäljet MOSFET -laitteisiin ovat paksuja, jotta ne voisivat kantaa suurempia virtauksia. Yritä myös pitää suodatinkondensaattori mahdollisimman lähellä IC: tä.

Vaihe 11: Muuntajan ja palautejärjestelmän juottaminen

Nyt on aika korjata muuntaja ja korjata osat korjausta ja palautetta varten. On huomionarvoista mainita, että juottamisen aikana on huolehdittava siitä, että suurjännite- ja pienjännitepuolella on hyvä erotus ja kaikkia oikosulkuja on vältettävä. Korkea- ja pienjännitepuolen pitäisi olla yhteinen, jotta palaute toimisi oikein.

Vaihe 12: Moduulin viimeistely

Noin 2 tunnin juottamisen jälkeen ja sen varmistamisen jälkeen, että piirini on kytketty oikein ilman oikosulkuja, moduuli oli vihdoin valmis!

Sitten säädin taajuutta, lähtöjännitettä ja pienjännitekatkaisua kolmella potentiometrillä.

Piiri toimii odotetusti ja antaa erittäin vakaan lähtöjännitteen.

Olen onnistunut käyttämään puhelinta ja kannettavan laturia tällä, koska ne ovat SMPS -pohjaisia laitteita. Tällä laitteella voit käyttää pieniä ja keskisuuria LED -lamppuja ja latureita. Tehokkuus on myös varsin hyväksyttävä, vaihteluväli noin 80-85 prosenttia. Vaikuttavin ominaisuus on, että ilman kuormaa virrankulutus on vain noin 80-90 milliampeeria palautteen ja ohjauksen ansiosta!

Toivottavasti pidät tästä opetusohjelmasta. Muista jakaa tämä ystäviesi kanssa ja lähettää palautteesi ja epäilyksesi alla olevaan kommenttiosaan.

Katso videolta koko rakennusprosessi ja moduulin toiminta. Harkitse tilaamista, jos pidät sisällöstä:)

Nähdään seuraavassa!