Simple DC - DC Boost Converter โดยใช้ 555: 4 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:02

มักจะมีประโยชน์ในวงจรที่มีแรงดันไฟฟ้าสูง ไม่ว่าจะเป็นการจัดหาราง +ve และ -ve สำหรับ op-amp เพื่อขับเสียงกริ่ง หรือแม้แต่รีเลย์โดยไม่ต้องใช้แบตเตอรี่เพิ่มเติม

นี่คือตัวแปลง DC 5V เป็น 12V อย่างง่ายที่สร้างขึ้นโดยใช้ตัวจับเวลา 555 และทรานซิสเตอร์ 2N2222 สองสามตัว ไอซีเฉพาะมีอยู่แล้วเพื่อทำหน้าที่นี้ และพวกเขามีประสิทธิภาพมากกว่าการออกแบบนี้มาก - โปรเจ็กต์นี้สนุกกับการทดลองและมีสัญชาตญาณว่าวงจรเหล่านี้ทำงานอย่างไร

ขั้นตอนที่ 1: ฟังก์ชันพื้นฐาน

วงจรทำงานโดยการปิดทรานซิสเตอร์เพื่อต่อสายดินของตัวเหนี่ยวนำอย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้กระแสขนาดใหญ่ไหลเข้าสู่ตัวเหนี่ยวนำ เมื่อทรานซิสเตอร์เปิดอยู่ สนามแม่เหล็กจะยุบตัวในตัวเหนี่ยวนำ ทำให้แรงดันไฟฟ้าสูงขึ้น ซึ่งมักจะสูงกว่าแรงดันแบตเตอรี่มาก หากแรงดันไฟฟ้าที่สร้างขึ้นสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าที่เก็บไว้ในตัวเก็บประจุ ไดโอดจะปิดลงและทำให้ตัวเก็บประจุสามารถชาร์จได้

การใช้เครื่องกำเนิดสัญญาณเพื่อขับเคลื่อนทรานซิสเตอร์ ฉันพบว่าสำหรับค่าส่วนประกอบของฉัน (ชิ้นส่วนที่ฉันกู้คืนจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ถูกทิ้ง) ฉันต้องการความถี่ประมาณ 220KHz เพื่อสร้าง 15V เครือข่ายข้อเสนอแนะจะควบคุมความถี่เพื่อพยายามรักษาระดับ 12V ให้คงที่ที่โหลดต่างๆ

ขั้นตอนที่ 2: Astable Circuit

มีวงจรออสซิลเลเตอร์ 555 แบบออนไลน์ แต่ฉันสร้างของฉันด้วยวิธีนี้

เอาต์พุตพิน 3 ใช้เพื่อชาร์จและคายประจุตัวเก็บประจุผ่านตัวต้านทาน แรงดันไฟฟ้าที่ข้ามตัวเก็บประจุจะถูกตรวจสอบเพื่อสลับพินเอาต์พุต

หากใช้แหล่งจ่ายไฟ 6V จะเห็นได้ง่ายว่า op-amps มีแรงดันอ้างอิง 2V และ 4V op-amps ทั้งสองกำลังตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุและทำให้หมุด (2 และ 6) ต่อเข้าด้วยกัน

หากแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเหนือ 4V op-amp ด้านบนจะสูง รีเซ็ตในสลัก ตัวเก็บประจุจะเริ่มคายประจุจนต่ำกว่า 2V ที่จุดที่ op-amp ด้านล่างจะสูงขึ้นและตั้งค่าสลัก ชาร์จตัวเก็บประจุอีกครั้ง

การติดตามขอบเขตสีเหลืองแสดงการชาร์จและการคายประจุของตัวเก็บประจุ ในขณะที่เส้นสีน้ำเงินแสดงพินเอาต์พุต 3 ที่สร้างคลื่นสี่เหลี่ยมที่ 190KHz

ขั้นตอนที่ 3: ลูปคำติชม

ข้อกำหนดสำหรับลูปป้อนกลับคือการลดความถี่เมื่อแรงดันเอาต์พุตสูงเกินไป และเพิ่มความถี่เมื่อแรงดันไฟฟ้าต่ำเกินไป

วิธีที่ง่ายที่สุดที่ฉันคิดได้คือการใช้ทรานซิสเตอร์เพื่อไล่กระแสไฟออกในระหว่างรอบการชาร์จตัวเก็บประจุ

ในระหว่างรอบนี้ พิน DISCHARGE 7 จะทำงานในระดับต่ำ ทำให้วงจรเลือดออกสามารถขโมยกระแสจากตัวเก็บประจุได้

แรงดันฐาน - 0.65V มีอยู่ที่อีซีแอล แรงดันไฟฟ้านี้เหนือตัวต้านทาน R คงที่จะรักษากระแสคงที่ ซึ่งจะต้องมาจากตัวเก็บประจุที่ชาร์จกระแสไฟ ทำให้วงจรช้าลงและลดความถี่ลง ยิ่งแรงดันไฟฟ้าสูงเท่าใด กระแสไฟก็จะไหลออกจากการชาร์จมากขึ้นเท่านั้น และความถี่ก็จะยิ่งต่ำลง ซึ่งตรงกับความต้องการของเราอย่างแน่นอน

ทดลองกับค่าส่วนประกอบ แต่ฉันเลือก 3K สำหรับตัวต้านทานพื้นฐานด้วยเหตุนี้:

ที่จุดต่ำสุด ตัวเก็บประจุจะอยู่ที่ประมาณ 2V จากแหล่งจ่ายไฟ 5V หมายความว่า 3V ทั่วตัวต้านทาน 3K จะเริ่มชาร์จตัวเก็บประจุด้วย 1mA

ด้วยค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้า 1V ที่อีซีแอลบนตัวต้านทาน 3K จะดึง 1/3 ของกระแสหรือ 333uA… ซึ่งฉันคิดว่าจะเป็นกระแสไฟตกที่ดี แรงดันไฟพื้นฐานมาจากโพเทนชิออมิเตอร์ ซึ่งสร้างตัวแบ่งแรงดันด้วยแรงดันที่เราต้องการตรวจสอบ เช่น เอาต์พุต 12V เนื่องจากโพเทนชิออมิเตอร์ปรับได้ ค่าตัวต้านทานอีซีแอลจึงไม่สำคัญ ฉันเลือกโพเทนชิออมิเตอร์ 20K สำหรับสิ่งนี้

ขั้นตอนที่ 4: วงจรที่สมบูรณ์

ฉันมีไดโอดยึดพื้นผิวเท่านั้นที่สามารถเห็นการบัดกรีที่ด้านล่างของบอร์ด

วงจรได้รับการทดสอบจากแหล่งจ่ายไฟ 5V จาก Arduino และขับออด 12V, มอเตอร์ DC, รีเลย์ 12V หรือชุดไดโอดได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่ต้องใช้แหล่งจ่ายไฟ 12V ภายนอก