Απλός μετατροπέας ενίσχυσης DC - DC χρησιμοποιώντας 555: 4 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Συχνά είναι χρήσιμο σε ένα κύκλωμα να έχουμε υψηλότερες τάσεις. Είτε για την παροχή +ve και -ve σιδηροτροχιών για ένα op -amp, για την οδήγηση βομβητών, ή ακόμα και ένα ρελέ χωρίς την ανάγκη πρόσθετης μπαταρίας.

Αυτός είναι ένας απλός μετατροπέας 5V σε 12V DC, κατασκευασμένος με χρονοδιακόπτη 555 και δύο τρανζίστορ 2N2222. Υπάρχουν ήδη αφιερωμένα IC για την εκτέλεση αυτής της λειτουργίας και το κάνουν πολύ πιο αποτελεσματικά από αυτό το σχέδιο - αυτό το έργο είναι διασκεδαστικό να πειραματίζεστε και να έχετε μια διαίσθηση για το πώς λειτουργούν αυτά τα κυκλώματα.

Βήμα 1: Βασική λειτουργία

Το κύκλωμα λειτουργεί κλείνοντας το τρανζίστορ, γειώνοντας αποτελεσματικά τον επαγωγέα. Αυτό προκαλεί τη ροή ενός μεγάλου ρεύματος στον επαγωγέα. Όταν το τρανζίστορ είναι ανοιχτό, το μαγνητικό πεδίο καταρρέει στον επαγωγέα προκαλώντας αύξηση της τάσης, συχνά πολύ υψηλότερη από την τάση της μπαταρίας. Εάν η τάση που παράγεται είναι υψηλότερη από την τάση που είναι αποθηκευμένη στον πυκνωτή, η δίοδος κλείνει και επιτρέπει στον πυκνωτή να φορτιστεί.

Χρησιμοποιώντας μια γεννήτρια σήματος για να οδηγήσω το τρανζίστορ διαπίστωσα ότι για τις τιμές των εξαρτημάτων μου (μέρη που διέσωσα από απορριμμένα ηλεκτρονικά) χρειάζομαι μια συχνότητα περίπου 220KHz για να δημιουργήσω 15V. Ένα δίκτυο ανατροφοδότησης θα ελέγξει στη συνέχεια τη συχνότητα για να προσπαθήσει να διατηρήσει ένα σταθερό 12V σε διάφορα φορτία.

Βήμα 2: Σταθερό κύκλωμα

Υπάρχουν διάφορα κυκλώματα ταλαντωτών 555 στο διαδίκτυο, αλλά έφτιαξα το δικό μου με αυτόν τον τρόπο.

Η έξοδος, ακίδα 3, χρησιμοποιείται για τη φόρτιση και την εκφόρτιση ενός πυκνωτή μέσω αντίστασης. Η τάση στον πυκνωτή παρακολουθείται για εναλλαγή του πείρου εξόδου.

Εάν χρησιμοποιείτε τροφοδοσία 6V είναι εύκολο να δείτε ότι οι ενισχυτές έχουν τάση αναφοράς 2V και 4V. Και οι δύο ενισχυτές παρακολουθούν την τάση του πυκνωτή και έτσι οι ακίδες (2 και 6) συνδέονται μεταξύ τους.

Εάν η τάση ανέβει πάνω από 4V, ο κορυφαίος ενισχυτής ανεβαίνει ψηλά Επανατοποθετήστε το μάνδαλο, ο πυκνωτής αρχίζει να εκφορτίζεται μέχρι να πέσει κάτω από τα 2V, οπότε ο κάτω ενισχυτής θα ανέβει ψηλά και ρυθμίστε το μάνδαλο. Για άλλη μια φορά φορτίζετε τον πυκνωτή.

Το κίτρινο ίχνος εμβέλειας δείχνει τον πυκνωτή να φορτίζει και να αποφορτίζεται ενώ το μπλε ίχνος δείχνει τον πείρο εξόδου 3 που δημιουργεί ένα τετραγωνικό κύμα στα 190KHz.

Βήμα 3: Ο κύκλος σχολίων

Η απαίτηση για τον βρόχο ανάδρασης είναι να μειωθεί η συχνότητα όταν η τάση εξόδου γίνει πολύ υψηλή και να αυξηθεί η συχνότητα όταν η τάση είναι πολύ χαμηλή.

Ο ευκολότερος τρόπος που θα μπορούσα να σκεφτώ για να το κάνω αυτό ήταν χρησιμοποιώντας ένα τρανζίστορ για να εξαφανίσει το ρεύμα κατά τη διάρκεια του κύκλου φόρτισης του πυκνωτή.

Κατά τη διάρκεια αυτού του κύκλου, ο πείρος DISCHARGE 7 είναι ενεργός χαμηλά, επιτρέποντας στο κύκλωμα εξαέρωσης να κλέψει ρεύμα από τον πυκνωτή.

Η βασική τάση - 0,65V υπάρχει στον εκπομπό, αυτή η τάση πάνω από μια σταθερή αντίσταση R θα διατηρήσει ένα σταθερό ρεύμα, το οποίο πρέπει να προέρχεται από το ρεύμα φόρτισης του πυκνωτή, επιβραδύνοντας τον κύκλο και μειώνοντας τη συχνότητα. Όσο υψηλότερη είναι η τάση, τόσο περισσότερο ρεύμα απομακρύνεται από τη φόρτιση και τόσο χαμηλότερη είναι η συχνότητα. Το οποίο ταιριάζει ακριβώς στις απαιτήσεις μας.

Πειραματιστείτε με τιμές εξαρτημάτων, αλλά επέλεξα 3Κ για την αντίσταση βάσης για αυτόν τον λόγο:

Στο χαμηλότερο σημείο του ο πυκνωτής κάθεται περίπου στα 2V. Από τροφοδοσία 5V αυτό σημαίνει ότι 3V στην αντίσταση 3K θα αρχίσει να φορτίζει τον πυκνωτή με 1mA.

Με προεπιλεγμένο 1V στον πομπό σε αντίσταση 3Κ θα αντλήσει το 1/3 του ρεύματος, ή 333uA … που νόμιζα ότι θα ήταν καλό ρεύμα αιμορραγίας. Η βασική τάση προέρχεται από ένα ποτενσιόμετρο, σχηματίζοντας ένα διαχωριστή τάσης με την τάση που επιθυμούμε να παρακολουθήσουμε, δηλαδή την έξοδο 12V. Καθώς το ποτενσιόμετρο είναι ρυθμιζόμενο, η τιμή της αντίστασης εκπομπής δεν είναι κρίσιμη. Διάλεξα ένα ποτενσιόμετρο 20K για αυτό.

Βήμα 4: Ολοκληρωμένο κύκλωμα

Είχα διαθέσιμη μόνο μια δίοδο επιφανειακής τοποθέτησης, η οποία φαίνεται κολλημένη στο κάτω μέρος της σανίδας.

Το κύκλωμα δοκιμάστηκε από μια τροφοδοσία 5V από ένα Arduino και οδηγεί αποτελεσματικά έναν βομβητή 12V, DC κινητήρα, ρελέ 12V ή μια σειρά διόδων χωρίς να χρειάζεται εξωτερική τροφοδοσία 12V.