Enkel DC - DC Boost -omformer med 555: 4 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:20

Det er ofte nyttig i en krets å ha høyere spenninger. Enten for å skaffe +ve og -ve skinner for en op -amp, for å drive summer, eller til og med et relé uten behov for et ekstra batteri.

Dette er en enkel 5V til 12V DC -omformer bygget med en 555 timer og et par 2N2222 transistorer. Dedikerte ICer eksisterer allerede for å utføre denne funksjonen, og de gjør det mye mer effektivt enn dette designet - dette prosjektet er morsomt å eksperimentere med og har en intuisjon for hvordan disse kretsene fungerer.

Trinn 1: Grunnleggende funksjon

Kretsen fungerer ved å lukke transistoren og effektivt jorde induktoren. Dette får en stor strøm til å strømme inn i induktoren. Når transistoren er åpen, kollapser magnetfeltet i induktoren og får spenningen til å stige, ofte mye høyere enn batterispenningen. Hvis spenningen som genereres er høyere enn spenningen som er lagret i kondensatoren, lukkes dioden og lar kondensatoren lades.

Ved å bruke en signalgenerator for å drive transistoren fant jeg ut at for komponentverdiene mine (deler som jeg reddet fra kassert elektronikk) trenger jeg en frekvens på rundt 220KHz for å generere 15V. Et tilbakemeldingsnettverk vil deretter kontrollere frekvensen for å prøve å opprettholde en jevn 12V ved forskjellige belastninger.

Trinn 2: Astable Circuit

Det finnes forskjellige 555 oscillatorkretser online, men jeg bygde min på denne måten.

Utgangen, pin 3, brukes til å lade og tømme en kondensator via en motstand. Spenningen på tvers av kondensatoren overvåkes for å veksle utgangspinnen.

Hvis du bruker en 6V forsyning, er det lett å se at forsterkerne har en 2V og en 4V referansespenning. Begge op-forsterkere overvåker kondensatorspenningen og dermed er pinnene (2 og 6) koblet sammen.

Hvis spenningen stiger over 4V, går den øverste forsterkeren høyt. Nullstill låsen, kondensatoren begynner å tømmes til den faller under 2V, da vil den nederste op-forsterkeren gå høyt og sette låsen. Nok en gang lader kondensatoren.

Den gule omfangssporingen viser at kondensatoren lades og tømmes, mens den blå kurven viser utgangspinnen 3 som genererer en firkantet bølge ved 190KHz.

Trinn 3: Tilbakemeldingssløyfen

Kravet til tilbakemeldingssløyfen er å senke frekvensen når utgangsspenningen blir for høy, og å øke frekvensen når spenningen blir for lav.

Den enkleste måten jeg kunne tenke meg å gjøre dette på, var ved å bruke en transistor for å tømme bort strøm under kondensatorladesyklusen.

I løpet av denne syklusen er utladningspinnen 7 aktiv lav, slik at utluftningskretsen kan stjele strøm fra kondensatoren.

Basisspenningen - 0,65V er tilstede på emitteren, denne spenningen over en fast R -motstand vil opprettholde en jevn strøm, som må komme fra kondensatorens ladestrøm, senke syklusen og senke frekvensen. Jo høyere spenning, jo mer bløder strømmen fra lading og jo lavere frekvens. Som passer nøyaktig våre krav.

Eksperimenter med komponentverdier, men jeg valgte 3K for grunnmotstanden av denne grunn:

På det laveste punktet sitter kondensatoren på omtrent 2V. Fra en 5V -forsyning betyr dette at 3V over 3K -motstanden begynner å lade kondensatoren med 1mA.

Med 1V forhåndsinnstilt på emitteren over en 3K motstand vil trekke 1/3 av strømmen, eller 333uA … som jeg trodde ville være en god blødningsstrøm. Basisspenningen kommer fra et potensiometer, som danner en spenningsdeler med spenningen vi ønsker å overvåke, dvs. 12V -utgangen. Siden potensiometeret er justerbart, er ikke emittermotstandsverdien kritisk. Jeg valgte et 20K potensiometer for dette.

Trinn 4: Fullført krets

Jeg hadde bare en overflatemonteringsdiode tilgjengelig som kan sees loddet til bunnen av brettet.

Kretsen ble testet fra en 5V forsyning fra en Arduino, og driver effektivt en 12V summer, likestrømsmotor, 12V relé eller en serie dioder uten behov for ekstern 12V forsyning.