DC-DC pretvarač 200Wat 12V do 220V: 13 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Zdravo svima:)

Dobrodošli u ovo uputstvo 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/ ispod napona, 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 su spašene iz starih računarskih izvora napajanja. Idemo graditi!

Supplies

1. EI-33 feritni transformator sa klekulicom (ovo možete kupiti u lokalnoj trgovini elektronike ili ga spasiti iz računarskog napajanja)
2. IRF3205 MOSFET -ovi - 2
3. 7809 regulator napona -1
4. SG3525 PWM kontroler IC
5. OP07/ IC741/ ili bilo koje drugo IC operativno pojačalo
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: 470uF elektrolitički
12. Otpornik: 10K otpornici-7
13. Otpornik: 470K
14. Otpornik: 560K
15. Otpornik: 22 Ohma - 2
16. Promenljivi otpornik/ unapred podešeno: 10K -2, 50K - 1
17. UF4007 diode za brzo oporavak - 4
18. 16 -polna IC utičnica
19. 8 -polna IC utičnica
20. Vijčani priključci: 2
21. Hladnjak za ugradnju MOSFET -a i regulatora napona (sa starog računarskog napajanja)
22. Perfboard ili Veroboard
23. Priključne žice
24. Komplet za lemljenje

Korak 1: Prikupljanje potrebnih komponenti

Većina dijelova potrebnih za izradu ovog projekta preuzeta je iz nefunkcionalne računarske 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 koristio 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 sa središnjim tapkanjem i oko 75 okretaja na sekundarnoj strani. Budući da primarna strana transformatora podnosi veću struju od sekundarne strane, upotrijebio sam 4 izolirane bakrene žice zajedno kako bih napravio grupu, a zatim je namotao oko bobine. To je žica od 24 AWG koju sam nabavio u lokalnoj trgovini željeza. Razlog za povezivanje 4 žice u jednu žicu je smanjenje efekata vrtložnih struja i stvaranje boljeg nosioca struje. primarni namot sastoji se od 3 zavoja sa centralnim navojem.

Sekundarni namot sastoji se od otprilike 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 naizmjeničnih taktnih impulsa koji se koriste za alternativno pokretanje MOSFET -ova koji guraju i povlače struju kroz primarne zavojnice transformatora, a također i za osiguravanje povratne sprege za stabilizaciju izlaznog napona. Frekvencija uključivanja može se podesiti 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 alternativno pokretanje 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 povezuju 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 grupe od po 3.3uF (polarne i nepolarne kape) pružaju stabilan DC izlaz bez talasa. Moramo se pobrinuti da očitanje napona kapica bude dovoljno visoko da tolerira i pohrani generirani napon.

Za implementaciju povratnih informacija koje sam dao koristi se mreža otpornika otpornika otpornika 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: Implementacija zaštite od napona

Zaštita od podnapona se vrši pomoću Operativnog pojačala u režimu komparatora koji upoređuje napon ulaznog izvora sa fiksnom referencom koju generiše SG3525 Vref pin. Prag se može podesiti pomoću 10K potenciometra. Čim napon padne ispod zadane vrijednosti, aktivira se funkcija isključivanja PWM kontrolera i izlazni napon se ne generira.

Korak 7: Dijagram kola

Ovo je cijeli dijagram projekta sa svim prethodno spomenutim konceptima o kojima je bilo riječi.

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 naše kolo i funkcionira 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. Elektrolitički kondenzatori mogu dugo držati naboj pa se pobrinite da je potpuno ispražnjen.

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

Korak 9: Odluka o postavljanju komponenti

Prije nego 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 sistema povratne sprege

Vrijeme je da popravite transformator i popravite komponente radi ispravljanja i povratnih informacija. 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 spojeve. 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 moje kolo ispravno ožičeno bez kratkih spojeva, modul je konačno bio dovršen!

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

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

Uspješno sam uspio pokrenuti punjač za telefon i laptop s ovim jer su to uređaji zasnovani na SMPS -u. S ovom jedinicom možete jednostavno pokrenuti male do srednje LED lampe i punjače. Efikasnost je također sasvim prihvatljiva, kreće se od oko 80 do 85 posto. Najimpresivnija karakteristika je da trenutna potrošnja bez opterećenja iznosi samo 80-90 miliAmp, zahvaljujući povratnim informacijama i kontroli!

Nadam se da vam se sviđa ovaj vodič. Podijelite ovo sa svojim prijateljima i ostavite 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 sledećem!