Pretvarač DC-DC u 12W na 220V 200W, 13 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:34

Pozdrav svima:)

Dobrodošli u ovaj instruktor gdje ću vam pokazati kako sam napravio ovaj DC-DC pretvarač od 12 volti do 220 volti sa povratnom spregom za stabilizaciju izlaznog napona i zaštitu od niske baterije/ podnapona, bez upotrebe bilo kakvog mikrokontrolera. Iako je izlaz visokonaponski istosmjerni (a ne izmjenični), s ove jedinice možemo pokretati LED lampe, punjače za telefone i druge SMPS uređaje. Ovaj pretvarač ne može pokretati induktivno opterećenje ili opterećenje zasnovano na transformatoru, poput motora naizmjenične struje ili ventilatora.

Za ovaj projekt koristit ću popularnu SG3525 PWM upravljačku IC za pojačavanje istosmjernog napona i pružanje potrebne povratne informacije za kontrolu izlaznog napona. Ovaj projekt koristi vrlo jednostavne komponente, a neke od njih su spašene iz starih napajanja računala. Idemo graditi!

Pribor

1. Feritni transformator EI-33 s klekulicom (ovo možete kupiti u lokalnoj trgovini elektronike ili ga spasiti s računala)
2. IRF3205 MOSFET -ovi - 2
3. 7809 regulator napona -1
4. SG3525 PWM kontroler IC
5. OP07/ IC741/ ili bilo koje drugo IC operacijskog pojačala
6. Kondenzator: 0,1 uF (104)- 3
7. Kondenzator: 0,001uF (102)- 1
8. Kondenzator: 3.3uF 400V nepolarni keramički kondenzator
9. Kondenzator: 3.3uF 400V polarni elektrolitički kondenzator (možete koristiti veću vrijednost kapacitivnosti)
10. Kondenzator: 47uF elektrolitički
11. Kondenzator: elektrolitički 470uF
12. Otpornik: 10K otpornika-7
13. Otpornik: 470K
14. Otpornik: 560K
15. Otpornik: 22 Ohma - 2
16. Promjenljivi otpornik/ unaprijed postavljeno: 10K -2, 50K - 1
17. UF4007 diode za brzo oporavak - 4
18. 16 -polna IC utičnica
19. 8 -polna IC utičnica
20. Vijčani spojevi: 2
21. Hladnjak za ugradnju MOSFET -a i regulatora napona (sa starog računala PSU)
22. Perfboard ili Veroboard
23. Spajanje žica
24. Komplet za lemljenje

Korak 1: Prikupljanje potrebnih komponenti

Većina dijelova potrebnih za izradu ovog projekta preuzeta je iz nefunkcionalne računalne jedinice za napajanje. Lako ćete pronaći transformator i diode za brzo ispravljanje iz takvog izvora napajanja, zajedno s visokonaponskim kondenzatorima i hladnjakom za MOSFET -ove

Korak 2: Izrada transformatora prema našim specifikacijama

Najvažniji dio postizanja ispravnog izlaznog napona je osiguravanje ispravnog omjera namota transformatora primarne i sekundarne strane, kao i osiguravanje da žice mogu nositi potrebnu količinu struje. U tu sam svrhu upotrijebio jezgru EI-33 zajedno s bobinom. To je isti transformator koji dobijete unutar SMPS -a. Možda ćete pronaći i jezgru EE-35.

Sada nam je cilj povećati ulazni napon od 12 volti na otprilike 250-300 volti, a za to sam koristio 3+3 zavoja u primarnom s središnjim tapkanjem i oko 75 okretaja na sekundarnoj strani. Budući da primarna strana transformatora podnosi veću struju od sekundarne, upotrijebio sam 4 izolirane bakrene žice zajedno kako bih napravio skupinu, a zatim je namotao oko bobine. To je žica od 24 AWG koju sam nabavio u lokalnoj trgovini željeza. Razlog za povezivanje 4 žice kako bi se napravila jedna žica je smanjenje učinaka vrtložnih struja i bolji prijenosnik struje. primarni namot sastoji se od 3 zavoja sa središnjim urezivanjem.

Sekundarni namot sastoji se od oko 75 zavoja pojedinačne bakrene žice izolirane 23 AWG.

I primarni i sekundarni namot međusobno su izolirani izolacijskom trakom namotanom oko špulice.

Za detalje o tome kako sam točno napravio transformator, pogledajte video na kraju ovog uputstva.

Korak 3: Faza oscilatora

SG3525 se koristi za generiranje izmjeničnih taktnih impulsa koji se koriste za alternativni pogon MOSFET -ova koji guraju i povlače struju kroz primarne zavojnice transformatora, a također i za osiguravanje povratne sprege za stabilizaciju izlaznog napona. Uklopna frekvencija može se postaviti pomoću vremenskih otpornika i kondenzatora. Za našu primjenu imat ćemo sklopnu frekvenciju od 50Khz koja je podešena kondenzatorom od 1nF na pin 5 i 10K otporniku zajedno s promjenjivim otpornikom na pinu 6. Promjenjivi otpornik pomaže u finom podešavanju frekvencije.

Za više detalja o radu SG3525 IC -a, ovdje je veza do podatkovne tablice IC -a:

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

Korak 4: Faza prebacivanja

Impulsni izlaz od 50Khz iz PWM kontrolera koristi se za alternativni pogon MOSFET -ova. Dodao sam mali otpornik za ograničavanje struje od 22 ohma na stezaljku vrata MOSFET -a zajedno sa otpornikom od 10K za pražnjenje kondenzatora. također možemo konfigurirati SG3525 da doda malo vrijeme mrtvog toka između uključivanja MOSFET -a kako bi bili sigurni da nikada nisu uključeni u isto vrijeme. To se postiže dodavanjem otpornika od 33 ohma između pinova 5 i 7 IC -a. Središnji priključak transformatora spojen je na pozitivno napajanje, dok se druga dva kraja prebacuju pomoću MOSFET -ova koji povremeno spajaju put sa masom.

Korak 5: Izlazna faza i povratne informacije

Izlaz transformatora je visokonaponski impulsni istosmjerni signal koji treba ispraviti i izravnati. To se postiže implementacijom punog ispravljača mosta pomoću dioda za brzo oporavak UF4007. Tada kondenzatorske baterije od po 3,3 uF (polarne i nepolarne kape) pružaju stabilan istosmjerni izlaz bez ikakvih talasa. Moramo se pobrinuti da očitanje napona kapica bude dovoljno visoko da podnese i pohrani generirani napon.

Za provedbu povratnih informacija koje sam dao koristi se otpornički otpornik s mrežom razdjelnika napona od 560KiloOhms i 50K promjenjivog otpornika, izlaz potenciometra ide na ulaz pojačala greške SG3525 i na taj način podešavanjem potenciometra možemo dobiti željeni izlaz napona.

Korak 6: Provedba zaštite od napona

Zaštita od podnapona vrši se pomoću Operativnog pojačala u usporednom načinu rada koji uspoređuje napon ulaznog izvora s fiksnom referencom koju generira pin SG3525 Vref. Prag se može podesiti pomoću 10K potenciometra. Čim napon padne ispod zadane vrijednosti, aktivira se značajka isključivanja PWM kontrolera, a izlazni napon se ne generira.

Korak 7: Dijagram kruga

Ovo je cijeli dijagram projekta sa svim prethodno spomenutim konceptima koji su razmatrani.

U redu, dosta teorijskog dijela, ajmo sada zaprljati ruke!

Korak 8: Testiranje kruga na pločici

Prije lemljenja svih komponenti na veroboard -u, važno je provjeriti radi li naš krug i radi li mehanizam povratne sprege.

UPOZORENJE: Budite oprezni pri rukovanju visokim naponom ili vam mogu izazvati smrtonosni udar. Uvijek imajte na umu sigurnost i pazite da ne dodirnete nijednu komponentu dok je napajanje još uključeno. Elektrolitski kondenzatori mogu dugo držati naboj pa provjerite je li potpuno ispražnjen.

Nakon uspješnog promatranja izlaznog napona, implementirao sam niskonaponski prekid i on radi dobro.

Korak 9: Odluka o postavljanju komponenti

Prije nego što započnemo s postupkom lemljenja, važno je popraviti položaj komponenti na takav način da moramo koristiti minimalne žice, a relevantne komponente postaviti blizu jedna na drugu tako da se mogu lako spojiti tučeći tragove lemljenja.

Korak 10: Nastavak procesa lemljenja

U ovom koraku možete vidjeti da sam postavio sve komponente za aplikaciju prebacivanja. pobrinuo sam se da tragovi do MOSFET -ova budu debeli kako bi nosili veće struje. Također, pokušajte držati kondenzator filtera što bliže IC -u.

Korak 11: Lemljenje transformatora i povratnog sustava

Vrijeme je da popravite transformator i popravite komponente za ispravljanje i povratne informacije. Važno je napomenuti da pri lemljenju treba voditi računa da visokonaponska i niskonaponska strana imaju dobro razdvajanje i da se moraju izbjeći bilo kakve kratke hlače. Visoko i niskonaponska strana trebala bi imati zajedničko uporište kako bi povratne informacije radile ispravno.

Korak 12: Dovršavanje modula

Nakon otprilike 2 sata lemljenja i provjere da je moj krug ispravno ožičen bez kratkih spojeva, modul je konačno bio dovršen!

Zatim sam pomoću tri potenciometra prilagodio frekvenciju, izlazni napon i graničnu vrijednost niskog napona.

Krug radi kako se očekuje i daje vrlo stabilan izlazni napon.

Uspješno sam uspio pokrenuti punjač za telefon i prijenosno računalo jer su to uređaji temeljeni na SMPS -u. S ovom jedinicom možete jednostavno pokrenuti male do srednje LED svjetiljke i punjače. Učinkovitost je također sasvim prihvatljiva, u rasponu od oko 80 do 85 posto. Najupečatljivija značajka je da bez opterećenja trenutna potrošnja iznosi samo 80-90 miliAmp zahvaljujući povratnim informacijama i kontroli!

Nadam se da vam se sviđa ovaj vodič. Podijelite ovo sa svojim prijateljima i objavite svoje povratne informacije i nedoumice u donjem odjeljku komentara.

Molimo pogledajte video za cijeli proces izgradnje i rad modula. Pretplatite se ako vam se sviđa sadržaj:)

Vidimo se u sljedećem!