200Watt 12V til 220V DC-DC-omformer: 13 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:22

Hei alle sammen:)

Velkommen til denne instruksjonsfeltet, hvor jeg vil vise deg hvordan jeg lagde denne 12 til 220 volt DC-DC-omformeren med tilbakemelding for å stabilisere utgangsspenning og lavt batteri/ underspenning, uten å bruke noen mikrokontroller. Selv om utgangen er høy spenning DC (og ikke AC) kan vi kjøre LED -lamper, telefonladere og andre SMPS -baserte enheter fra denne enheten. Denne omformeren kan ikke kjøre noen induktiv eller transformatorbasert belastning som vekselstrømsmotor eller vifte.

For dette prosjektet vil jeg bruke den populære SG3525 PWM -kontroll -IC for å øke likestrømsspenningen og gi nødvendig tilbakemelding for å kontrollere utgangsspenningen. Dette prosjektet bruker veldig enkle komponenter, og noen av dem blir berget fra gamle datamaskinens strømforsyninger. La oss bygge!

Rekvisita

1. EI-33 ferrit-transformator med spole (du kan kjøpe denne fra din lokale elektronikkbutikk eller redde den fra en PC-strømforsyning)
2. IRF3205 MOSFETer - 2
3. 7809 spenningsregulator -1
4. SG3525 PWM -kontroller IC
5. OP07/ IC741/ eller annen operasjonsforsterker IC
6. Kondensator: 0.1uF (104)- 3
7. Kondensator: 0,001uF (102)- 1
8. Kondensator: 3,3uF 400V ikke-polær keramisk kondensator
9. Kondensator: 3,3uF 400V polær elektrolytisk kondensator (du kan bruke en høyere kapasitansverdi)
10. Kondensator: 47uF elektrolytisk
11. Kondensator: 470uF elektrolytisk
12. Motstand: 10K motstander-7
13. Motstand: 470K
14. Motstand: 560K
15. Motstand: 22 ohm - 2
16. Variabel motstand/ forhåndsinnstilling: 10K -2, 50K - 1
17. UF4007 hurtiggjenopprettingsdioder - 4
18. 16 -pinners IC -kontakt
19. 8 -pinners IC -kontakt
20. Skrueklemmer: 2
21. Kjøleribbe for montering av MOSFET og spenningsregulator (fra gammel datamaskin -PSU)
22. Perfboard eller Veroboard
23. Tilkobling av ledninger
24. Loddesett

Trinn 1: Samle de nødvendige komponentene

De fleste delene som trengs for å lage dette prosjektet er hentet fra en ikke -funksjonell datamaskinens strømforsyningsenhet. Du finner enkelt transformatoren og de raske likeretterdiodene fra en slik strømforsyning sammen med kondensatorer med høy spenning og kjøleribbe til MOSFETS

Trinn 2: Lag transformatoren i henhold til spesifikasjonene våre

Den viktigste delen for å få utgangsspenningen riktig er ved å sikre riktig transformatorviklingsforhold mellom primære og sekundære sider og også å sørge for at ledningene kan bære den nødvendige mengden strøm. Jeg har brukt en EI-33-kjerne sammen med spolen til dette formålet. Det er den samme transformatoren du får inne i en SMPS. Du kan også finne en EE-35-kjerne også.

Nå er målet vårt å øke inngangsspenningen på 12 volt til ca 250-300 volt, og for dette har jeg brukt 3+3 omdreininger i primæren med sentering og omtrent 75 omdreininger på sekundærsiden. Siden transformatorens primære side vil håndtere større strøm enn sekundærsiden, har jeg brukt 4 isolerte kobbertråder sammen for å lage en gruppe og deretter viklet den rundt spolen. Det er en 24 AWG ledning som jeg fikk fra en lokal maskinvarebutikk. Grunnen til å ta fire ledninger sammen for å lage en enkelt ledning er å redusere effekten av virvelstrømmer og lage en bedre strømbærer. primærviklingen består av 3 svinger hver med sentering.

Sekundærviklingen består av omtrent 75 omdreininger av enkel 23 AWG isolert kobbertråd.

Både primær- og sekundærviklingen isoleres med hverandre ved hjelp av isolerende tape viklet rundt spolen.

For detaljer om hvordan jeg laget transformatoren, se videoen på slutten av denne instruksjonsboken.

Trinn 3: Oscillator -scenen

SG3525 brukes til å generere alternative klokkepulser som brukes til alternativt å drive MOSFETS som skyver og trekker strøm gjennom transformatorens primære spoler og også for å gi tilbakemeldingskontroll for å stabilisere utgangsspenningen. Koblingsfrekvensen kan stilles inn ved hjelp av tidsmotstander og kondensatorer. For vår applikasjon vil vi ha en koblingsfrekvens på 50Khz som er satt av kondensator på 1nF på pin 5 og 10K motstand sammen med en variabel motstand på pin 6. Den variable motstanden hjelper til med å finjustere frekvensen.

For å få mer informasjon om hvordan SG3525 IC fungerer, her er en lenke til databladet til IC:

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

Trinn 4: Byttefasen

50Khz pulsutgang fra PWM -kontrolleren brukes til å drive MOSFET alternativt. Jeg har lagt til en liten 22 ohm strømbegrensende motstand til portterminalen til MOSFET sammen med en 10K nedtrekksmotstand for å tømme portkondensatoren. Vi kan også konfigurere SG3525 til å legge til en liten dødtid mellom bytte av MOSFET for å sikre at de aldri er PÅ samtidig. Dette gjøres ved å legge til en 33 ohm motstand mellom pinnene 5 og 7 på IC. Midttappingen av transformatoren er koblet til den positive forsyningen mens de to andre endene byttes ved hjelp av MOSFETene som periodisk forbinder banen til bakken.

Trinn 5: Utgangsfasen og tilbakemelding

Transformatorens utgang er et høyspent pulserende likestrømssignal som må utbedres og glattes ut. Dette gjøres ved å implementere en fullbro -likeretter ved hjelp av hurtige gjenopprettingsdioder UF4007. Deretter gir kondensatorbanker på 3,3uF hver (polære og ikke -polare hetter) en stabil DC -utgang uten krusninger. Man må sørge for at spenningsavlesningen til hettene er høy nok til å tåle og lagre den genererte spenningen.

For å implementere tilbakemeldingen jeg ga brukte et motstandsspenningsdeler -nettverk på 560KiloOhms og 50K variabel motstand, går utgangen til potensiometeren til inngangen til feilforsterkeren til SG3525, og dermed kan vi ved å justere potensiometeret få ønsket ønsket spenningsutgang.

Trinn 6: Implementering under spenningsbeskyttelse

Underspenningsbeskyttelsen utføres ved hjelp av en operasjonsforsterker i komparatormodus som sammenligner inngangskildespenningen med en fast referanse generert av SG3525 Vref -pinnen. Terskelen er justerbar ved hjelp av et 10K potensiometer. Så snart spenningen faller under den innstilte verdien, aktiveres Shutdown -funksjonen til PWM -kontrolleren og utgangsspenningen genereres ikke.

Trinn 7: Kretsdiagram

Dette er hele kretsdiagrammet for prosjektet med alle de tidligere nevnte konseptene diskutert.

Ok, nok av teoretisk del, la oss få skitne hendene!

Trinn 8: Test kretsen på brødbrett

Før du lodder alle komponentene på veroboard, er det viktig å sørge for at kretsen vår fungerer og tilbakemeldingsmekanismen fungerer som den skal.

ADVARSEL: Vær forsiktig når du håndterer høyspenninger eller kan gi deg et dødelig sjokk. Vær alltid oppmerksom på sikkerheten, og pass på at du ikke berører noen komponenter mens strømmen fortsatt er på. De elektrolytiske kondensatorene kan holde ladningen ganske lenge, så sørg for at den er fullstendig utladet.

Etter å ha observert utgangsspenningen, implementerte jeg lavspenningsavbruddet, og det fungerer fint.

Trinn 9: Bestem plassering av komponenter

Nå før vi begynner å starte loddeprosessen, er det viktig at vi fikser posisjonen til komponentene på en slik måte at vi må bruke minimale ledninger og relevante komponenter plasseres tett inntil hverandre slik at de lett kan kobles sammen og suger loddespor.

Trinn 10: Fortsetter loddeprosessen

I dette trinnet kan du se Jeg har plassert alle komponentene for bytteprogrammet. Jeg sørget for at sporene til MOSFETene er tykke for å bære høyere strøm. Prøv også å holde filterkondensatoren så nær IC som mulig.

Trinn 11: Lodding av transformatoren og tilbakemeldingssystemet

Det er nå på tide å fikse transformatoren og fikse komponentene for utbedring og tilbakemelding. Det er bemerkelsesverdig å nevne at mens lodding bør det tas hensyn til at høyspennings- og lavspenningssiden har god adskillelse og eventuelle shorts må unngås. Høy- og lavspenningssiden bør dele en felles grunn for at tilbakemeldingen skal fungere skikkelig.

Trinn 12: Fullfør modulen

Etter ca 2 timer med lodding og å sørge for at kretsen min var korrekt koblet til uten shorts, var modulen endelig ferdig!

Deretter justerte jeg frekvensen, utgangsspenningen og lavspenningsavbruddet ved hjelp av de tre potensiometrene.

Kretsen fungerer akkurat som forventet og gir en veldig stabil utgangsspenning.

Jeg har lykkes med å kjøre telefonen og bærbar lader med dette, siden de er SMPS -baserte enheter. Du kan enkelt kjøre små til mellomstore LED -lamper og ladere med denne enheten. Effektiviteten er også ganske akseptabel, fra 80 til 85 prosent. Den mest imponerende egenskapen er at strømforbruket på ingen måte er på omtrent 80-90 milliAmps alt takket være tilbakemelding og kontroll!

Jeg håper du liker denne opplæringen. Sørg for å dele dette med vennene dine og legg ut tilbakemeldinger og tvil i kommentarfeltet nedenfor.

Se videoen for hele byggeprosessen og arbeidet med modulen. Vurder å abonnere hvis du liker innholdet:)

Vi sees i neste!