DC-DC HV Boost Converter: 7 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:44

1 žingsnis: Įvadas ir elektronika

Kaip veikia „Boost Converter“? Pagrindinis principas: padidinimo keitiklis veikia dviem etapais: įjungtas ir išjungtas. Įjungimo etape puslaidininkinis jungiklis yra laidus, o induktoriuje, kuris sukuria elektromagnetinį lauką, kaupiasi srovė, šis laukas kaupia energiją. Išjungimo stadijoje pusiau laidus jungiklis neveikia ir elektromagnetinis laukas žlunga. Kai laukas žlunga, jame kaupiama energija negali išeiti per puslaidininkinį jungiklį, todėl jis eina per diodą ir į apkrovą/kondensatorių esant daug aukštesnei įtampai. Tai atsitinka kelis tūkstančius kartų per sekundę per impulsus iš NE555 laikmačio lusto ir rezultatas yra tai, kad iš žemos įtampos šaltinio galima įkrauti aukštos įtampos kondensatorių. Žemiau pateikiama pagalba tiems, kurie gerai nežino elektronikos. R-rezistorius VR kintamasis rezistorius (dar vadinamas potenciometru) Baterija nešiojamoms programoms) Kai kurios diagramos ir diagramos pateikiamos toliau, kad padėtų jums toliau.

_

2 žingsnis: „Protoboard Boost Converter 500V“

Šis padidinimo keitiklis skirtas tiems, kurie turi vidutinę elektronikos patirtį.

Jei turite išteklių, rekomenduoju padaryti šio įrenginio spausdintinės plokštės versiją, nes ji yra paprastesnė, mažesnė ir rečiau sugenda. Tačiau nedvejodami sukurkite protoboard versiją, jei erdvė nėra problema.

Ši grandinė užima mažiausiai 1,75 "x 1,5" x 1 "ir gali veikti nuo 8,4 V iki 31,2 V. Saugiai (grandinei) įvesti ir išvesti ne daugiau kaip 500 V. Rekomenduoju bent 12 V akumuliatoriaus įvestį.

PAVOJUS AUKŠTAS ĮTAMPAS Šis prietaisas gali išmesti mirtiną įtampą, o jūsų įkrauti kondensatoriai gali laikyti mirtinus krūvius valandoms. Naudodami naudokite elektriko pirštines ir apsauginius akinius ir imkitės visų saugos priemonių

Specifikacijos:

Projekto kaina: -17 USD + pristatymo pelė -5 USD + pristatymo „Coilcraft PCV -2-394-05L“(sekite nuorodą ir įveskite pirkimo dalies numerį) -Vidutinė bendra kaina su pristatymu -35 USD -

Matmenys: 1.75 "x 1.5" x 1 "Įėjimo įtampa: 8.4V - 31.2V Išėjimo įtampos diapazonas: 100V - 500V Išėjimo galia:

- 12 V įvestis ne daugiau kaip 36 W +-20% įkrautas 290J kondensatorių bankas per 8 s

Išėjimo galia matuojama naudojant 1-2 12V 34Ah švino rūgštines baterijas, užtikrinančias beveik pastovios įtampos šaltinį

Pagrindinis akumuliatorių energijos suvartojimo apribojimas yra akumuliatorių paketai ESR

--- Norėdami gauti geriausius rezultatus, naudokite didelės srovės nominalias baterijas arba baterijas, skirtas „Power RC“įrenginiams --- „NiCd“yra geriausi (išskyrus „Li-poly“). Toliau nurodytoms baterijoms galima apskaičiuoti maksimalią galią = Vidinis pasipriešinimas

NiCD/NiMH 12V AAA ESR = 350-400mOhm 28-30W 12V AA ESR = 150-300mOhm 31-34W 24V AAA ESR = 700-800mOhm 60-80W 24V AA ESR = 300-600mOhm 75-85W

Įspėjimas-per daug srovės iš akumuliatorių gali sumažėti akumuliatoriaus talpa, tarnavimo laikas ir perkaisti, stebėkite baterijų temperatūrą.

Pastaba: „Protoboard“skylėse nėra MOSFET ir diodų kaiščių, išgręžus 1/32 skylę, tai išsprendžiama, nors gali tekti lituoti laidus prie gretimų trinkelių.

3 žingsnis: „Protoboard Boost Converter 500V“dalys

Įrankiai:

• Lituoklis
• Elektrinis lydmetalis (pageidautina kanifolijos šerdis 0,032 ")
• Antistatinis riešo diržas
• Elektriko pirštinės
• Apsauginiai akiniai

Medžiagos:-„Protoboard“(nuoroda yra mano naudojama protoboard, „Protoboard“rinkiniai) Iš „Mouser“įsigytos dalys: U2-įtampos reguliatorius-akumuliatoriaus įvesties dalies numeris-nuo 8.4V iki 12V LF60CV-12V iki 13.2V LD1086V90-13.2V iki 16.8V LM7809ACT- Nuo 16,8 V iki 26,4 V LM7812ACT-26,4 V iki 31,2 V LM317 Bet koks TO-220 (R1 = 500 omų R2 = 5,5 k omų) Žr. Duomenų lapą-patikrinkite, ar LM317 išvestis yra 15 V ir CT naudoja įtampos vertę pagal tai: akumuliatoriaus įtampa ………. C3 yra keraminis diskas arba MLCC švinas 5% -20% arba nuo -20% iki +80% ---- CT yra keraminis diskas arba MLCC švino 1% -10% ---- Visi rezistoriai, išskyrus Rdiv1, yra 1/10W ar daugiau --- 2 8-DIP lizdai-C1- 0.33uF (330nF) arba daugiau-C2-10uF-C3- 0.01uF (10nF) -CB1- Bet koks kondensatorių bankas, kurį norite įkrauti-CT- 0.022uF (22nF) -LEDPWR- rodo, kad maitinimas yra įjungtas-LEDREG- rodo, kad norima įtampa yra R eowed-LEDGATE-rodo, kad NE555 tiekia įtampą į MOSFET-R1, R2, R3-1kOhm (= 12V) 1% -5% -RA- 15kOhm (2% arba geriau) -RB- 10kOhm (2% arba geriau)- Rdiv1- 1MOhm (2% ar geresnis, 1/4 W ar didesnis) -Rdiv2- Reguliatoriaus naudojama vertė (2% ar geresnė) LF60CV 11kOhmLD1086V90 16kOhmLM7809ACT 16kOhmLM7812ACT 22.3kOhmLM317 28kOhm-SW1- 1 U1 1 (tas pats lustas)- LM393AN-U3- SE555P-VR1- 10 kOhm potenciometras (daugiasukis bus tikslesnis) -M1- FCA47N60 (F) -D1- RURG3060 (naudokite RURG30120, jei tai jūsų pirmasis elektroninis projektas) L1- „Coilcraft PCV-2-394-05L“(vadovaukitės nuoroda ir įveskite gaminio numerį, kad nusipirktumėte) PIN kodo skaičiai yra ant schemos. Spustelėkite „i“, esančią schemos viršuje, kad gautumėte didesnį atsisiuntimą

4 žingsnis: PCB Boost Converter 500V

Jei turite išteklių, primygtinai siūlau jums padaryti šį spausdintinės plokštės stiprinimo keitiklį, o ne protoboardinį. Pasirinktinio PCB gamyba bus kompaktiškesnė ir atrodys daug geriau. Ši grandinė užima tik 1 5/8 col. Šios versijos dydis taip pat gali būti sumažintas iki 1 5/8 "x 1 1/4" x 3/8 ", jei induktorius yra pastatytas atokiau nuo jūsų grandinės, kaip tai įtikinama daugelyje šovinių. Parodyta paveikslėlyje žemiau. PAVOJUS AUKŠTAS ĮTAMPAS Šis prietaisas gali išmesti mirtiną įtampą, o įkrauti kondensatoriai gali laikyti mirtinus mokesčius valandų valandas, dirbdami dėvėkite elektriko pirštines ir apsauginius akinius ir imkitės visų atsargumo priemonių. Specifikacijos: Projekto kaina: - 20 USD + pristatymo pelė - 5 USD + pristatymas „Coilcraft PCV-2-394-05L“(vadovaukitės nuoroda ir įveskite pirkimo dalies numerį)-> = 15 USD + pristatymas MPJA-vidutinės bendros siuntimo išlaidos-<50 USD-įvesties įtampa: nuo 8,4 V iki 31,2 V išėjimo įtampos diapazonas: 100V - 500V Išėjimo galia: - BANDYMAS 1-12V įėjimas 48W maks. +-20% Įkrautas 290J kondensatorių bankas per 6s TBD išėjimo galia, išmatuota naudojant 1–2 12 V 34 Ah švino rūgštines baterijas, užtikrinančias beveik pastovios įtampos šaltinį Kiekvienas bandymas buvo atliktas 5 kartus, iš kurių geriausias yra parodytas. Pagrindinis akumuliatorių energijos suvartojimo apribojimas yra akumuliatorių paketai ESR --- Norėdami gauti geriausius rezultatus, naudokite didelės srovės nominalias baterijas arba baterijas, skirtas „Power RC“įrenginiams --- „NiCd“yra geriausi (išskyrus Li- Šioms baterijoms galima apskaičiuoti apskaičiuotą didžiausią galią. ESR = lygiavertė serijos varža = vidinis pasipriešinimas Galima naudoti šarminius elementus, tačiau primygtinai rekomenduoju įkraunamas didelės srovės baterijas. Galima naudoti žemesnę įtampą, tačiau tikimasi mažesnės galios. NiCD/NiMH 12V AAA ESR = 350-400mOhm 28-30W 12V AA ESR = 150-300mOhm 31-34W 24V AAA ESR = 700-800mOhm 60-80W 24V AA ESR = 300-600mOhm 75-85W Įspėjimas-per daug srovės iš akumuliatoriai gali sutrumpinti jų talpą, tarnavimo laiką ir perkaisti, bandydami stebėkite akumuliatoriaus temperatūrą.

5 veiksmas: 500 V PCB stiprintuvo keitiklio dalys

Įrankiai:

• Lituoklis
• Elektrinis lydmetalis (pageidautina kanifolijos šerdis 0,032 ")
• Antistatinis riešo diržas
• Elektriko pirštinės
• Apsauginiai akiniai
• Bet koks nuotėkio nepralaidus kelių užraktų sandarinimo plastikinis arba stiklo indas (pavyzdys)

Medžiagos: MPJA arba „Amazon“:

• FERRIC CHLORIDE (įsigykite didesnį paketą, jei planuojate gaminti daugiau plokščių)
• 2 iš RESIST PEN arba Industrial Sharpie
• VARO KLAIDOS LENTA (šiam projektui pasirinkite 3 x 5, 4 x 6 arba 6 x 9)

Dalys, pirktos iš „Mouser“: C1, C2, C3 ir CT naudokite įtampos vertę pagal tai: akumuliatoriaus įtampa ………. Baterijos įvesties dalies numeris: nuo 8,4 V iki 12 V LF60ABDT-12V iki 13,2 V LF90ABDT-13,2 V iki 16,8 V MC7809E-16,8 V iki 26,4 V MC7812E-26,4 V iki 31,2 V LM317M (R1 = 500 omų R2 = 5,5 k Ohm)- C2 tipas pagal naudojamą reguliatorių: --LF60ABDT elektrolitinisLF90ABDT elektrolitinisMC7809E keraminisMC7812E keraminisLM317M elektrolitinis-C1, C3, C4 ir C5 yra MLCC SMD/SMT 5% -20%, arba nuo -20% iki +80% ---- CT yra MLCC SMD/SMT 1% -10% ---- Visi rezistoriai, išskyrus Rdiv1, yra 1/10W arba didesni-4 skaitmenų skaičius po vertės yra dydis (ty 0805 arba 1210) -C1-10uF 1210-C2- 10uF 1210- C3- 0.22uF (220nF) 0805-C4- 0.01uF (10nF) 0805-C5- 0.01uF (10nF) 0805-CB1- Bet koks kondensatorių bankas, kurį norite įkrauti-CT- 0.022uF (22nF) 0805-LEDPWR- rodo galią yra pritaikytas 1206-LEDREG- rodo, kad pasiekiama norima įtampa 1206-LEDGATE- rodo, kad NE555 tiekia įtampą e MOSFET 1206-R1, R2, R3-1kOhm (= 12V) 1% -5% 0805-RA- 15kOhm (2% arba geriau) 0805-RB- 10kOhm (2% ar geriau) 0805-Rdiv1- 1MOhm (2%) ar geresnis, 1/4W ar didesnis) 1206-Rdiv2- 0805 Naudojama reguliatoriaus vertė (2% ar geresnė) LF60ABDT 11kOhmLF90ABDT 16kOhmMC7809E 16kOhmMC7812E 22.3kOhmLM317M 28kOhm-SW1- Įvertinta esant didesnei nei įvesties įtampai esant 5-6A (U) Lustas)-LM393AM SOIC-8-U3- SE555D SOIC-8-VR1- 10 kOhm potenciometras (daugiasukis bus tikslesnis) -M1- FCA47N60 (F) -D1- RURG3060 (jei tai yra vienas iš jūsų, naudokite RURG30120 pirmieji elektroniniai projektai) „Coilcraft“: -L1- „Coilcraft PCV-2-394-05L“(Norėdami nusipirkti, vadovaukitės nuoroda ir įveskite dalies numerį) PIN kodo skaičiai yra ant schemos, paspauskite „i“DIDESNIO SCHEMATIKOS VIRŠUJE ATSISIŲSTI GALIMĄ PERŽIŪRĄ

6 žingsnis: 500 V PCB stiprintuvo keitiklis

Pirmasis žingsnis kuriant PCB yra suprojektuoti savo PCB plokštę naudojant „DipTrace“(spustelėkite nuorodą ir atsisiųskite nemokamą „DipTrace 2“programinę įrangą). Taip pat galite naudoti toliau pateiktose nuotraukose pavaizduotą PCB išdėstymą. Kitas žingsnis - gauti dizainą ant PCB, tai galite padaryti dviem būdais: naudodamiesi lazeriniu spausdintuvu (greitas, lengvas, o jei rasite skolinamąjį, rekomenduoju) ir rankinis atsekimas (LABAI LAIKAS) - LAZERINIO Spausdintuvo ir rašaliniai spausdintuvai nedirbs šios nuorodos, kad išmoktumėte Kaip pasidaryti PCB plokštę Įrankiai:

• Variu plakiruotas
• Pramoninio laipsnio arba atsparus nuolatinis žymeklis (pramoninės klasės „Sharpie“galima rasti „Lowes“)
• Lygintuvas / lyginimo lenta
• Etchant (geležies chloridas)
• Bet koks nuotėkio nepralaidus kelių užraktų sandarinimo plastikinis arba stiklo indas (pavyzdys)

Jei atsitiktinai turite lazerinį spausdintuvą, tiesiog įsigykite katalogą, telefonų knygą ar laikraščio popierių. Tai pigaus popieriaus rūšis, kuri yra labai lengva ir, svarbiausia, subyra vandenyje, išbandykite popieriaus lapą vandenyje, kad įsitikintumėte. Reikės priklijuoti popierių prie įprasto spausdintuvo tiekimo lapo (parodyta paveikslėlyje žemiau) Įklijuokite jį tik prie lapo viršaus, įsitikinkite, kad jis yra kuo plokščiau prie spausdintuvo lapo, kad tiekti per spausdintuvą jis nesusiglamžo. Atsisiųskite žemiau esantį failą („Boost Converter“, SMT2) (turėsite atsisiųsti nemokamą „DipTrace 2“programinę įrangą). Atidarykite failą ir spustelėkite Spausdinimo peržiūra po FILE. Įsitikinkite, kad objektų parinktys yra tokios, kaip parodyta paveikslėlyje, ir pažymėtas veidrodžio langelis. Spustelėkite Spausdinti, Spausdinimo lange pasirinkite Ypatybės. Ypatybių lange pasirinkite grafikos skirtuką, o tamsos aikštėje - Tamsu. Įdėkite popierių su pigiu popieriumi, įklijuotu į spausdintuvą, ir spustelėkite Spausdinti. Jūsų popierius turėtų atrodyti kaip 5 paveiksle. Naudokite tai, kad nustatytumėte savo PCB dydį ir supjaustytumėte varį, padengtą „Dremel“arba stalo pjūklu, lėtai pjaustydami. Įjunkite lygintuvą ir uždėkite aukščiausią nustatymą (dažniausiai medvilninį), palaukite, kol jis įkais … Kol laukiate, kruopščiai nuvalykite variu aptrauktą gabalėlį karštu vandeniu ir muilu, kruopščiai išdžiovinkite gabalėlį. Kai jūsų lygintuvas pagaliau įkaista, padėkite varį ant lyginimo lentos varine puse į viršų. Iškirpkite lazeriu atspausdintą maketą taip, kad jis atitiktų variu dengto gabalo dydį. Padėkite popieriaus lapą dažų puse žemyn ir padėkite lygintuvą žemyn ant popieriaus ir vario. Nuspauskite žemomis jėgomis ir palaukite kelias minutes. Dabar varis ir popierius turėtų būti suklijuoti. Įdėkite gabalėlį, kuris bus karštas, į indą su šiltu muiluotu vandeniu ir palaukite penkias minutes. Palaukę paimkite gabalėlį ir paleiskite jį po šiltu vandeniu ir švelniai patrinkite popieriaus viršų, kol liks tik dažai. Palieskite maketą savo nuolatiniu žymekliu. EITI Į KITĄ ŽINGSNĮ- RANKŲ PASKYRIMAS- Vario apdangalas- Įbrėžimas- Pramoninis laipsnis arba atsparus nuolatinis žymeklis (pramoninį laipsnį galima rasti Lowes, sunku rasti, gali tekti paklausti, kur jis yra, jei radote kur nors kitur, praneškite man Aš galiu jį paskelbti)- Plastikinis konteineris Išspausdinkite 6 paveikslą dideliu mastu, naudokite savo dalis kaip nuorodas ir kuo geriau nubrėžkite pėdsakus nuolatiniu žymekliu. Tai bus nuobodu, todėl būkite pasirengę praleisti keletą pusvalandžių atlikdami net paprastus pėdsakus. Atrodo paprasčiau, taip nėra. EITI Į KITĄ ŽINGSNĮ

7 žingsnis: paskutinės problemos

Žemiau yra paveikslėlis, kaip apmokestinti kelis bankus, kad jei vienas iškrautų, kiti ne.