ตัวแปลง DC-DC ขนาด 200 วัตต์ 12V เป็น 220V: 13 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

สวัสดีทุกคน:)

ยินดีต้อนรับสู่คำแนะนำนี้ที่ฉันจะแสดงให้คุณเห็นว่าฉันสร้างตัวแปลง DC-DC ขนาด 12 โวลต์เป็น 220 โวลต์พร้อมข้อเสนอแนะเพื่อรักษาเสถียรภาพของแรงดันเอาต์พุตและการป้องกันแบตเตอรี่ต่ำ / แรงดันต่ำโดยไม่ต้องใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ แม้ว่าเอาต์พุตจะเป็น DC ไฟฟ้าแรงสูง (ไม่ใช่ไฟฟ้ากระแสสลับ) เราก็สามารถใช้หลอดไฟ LED, ที่ชาร์จโทรศัพท์ และอุปกรณ์ที่ใช้ SMPS อื่นๆ จากเครื่องนี้ได้ ตัวแปลงนี้ไม่สามารถเรียกใช้โหลดแบบอุปนัยหรือหม้อแปลงเช่นมอเตอร์ AC หรือพัดลม

สำหรับโครงการนี้ ฉันจะใช้ IC ควบคุม SG3525 PWM ที่เป็นที่นิยมเพื่อเพิ่มแรงดัน DC และให้ข้อเสนอแนะที่จำเป็นในการควบคุมแรงดันเอาต์พุต โปรเจ็กต์นี้ใช้ส่วนประกอบที่ง่ายมาก และบางส่วนได้รับการกู้คืนจากแหล่งจ่ายไฟของคอมพิวเตอร์เครื่องเก่า มาสร้างกัน!

เสบียง

1. หม้อแปลงเฟอร์ไรต์ EI-33 พร้อมกระสวย (คุณสามารถซื้อได้จากร้านขายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในพื้นที่ของคุณหรือกอบกู้จากแหล่งจ่ายไฟของคอมพิวเตอร์)
2. IRF3205 MOSFETs - 2
3. 7809 ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า -1
4. SG3525 ตัวควบคุม PWM IC
5. OP07/ IC741/ หรือวงจรขยายสัญญาณปฏิบัติการอื่นใด IC
6. ตัวเก็บประจุ: 0.1uF (104) - 3
7. ตัวเก็บประจุ: 0.001uF (102) - 1
8. ตัวเก็บประจุ: ตัวเก็บประจุเซรามิกไม่มีขั้ว 3.3uF 400V
9. ตัวเก็บประจุ: ตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์ขั้ว 3.3uF 400V (คุณสามารถใช้ค่าความจุที่สูงขึ้นได้)
10. ตัวเก็บประจุ: 47uF อิเล็กโทรไลต์
11. ตัวเก็บประจุ: 470uF อิเล็กโทรไลต์
12. ตัวต้านทาน: ตัวต้านทาน 10K-7
13. ตัวต้านทาน: 470K
14. ตัวต้านทาน: 560K
15. ตัวต้านทาน: 22 โอห์ม - 2
16. ตัวต้านทานปรับค่าได้/ ค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้า: 10K -2, 50K - 1
17. UF4007 ไดโอดกู้คืนอย่างรวดเร็ว - 4
18. ซ็อกเก็ต IC 16 พิน
19. ซ็อกเก็ตไอซี 8 พิน
20. ขั้วเกลียว: 2
21. ฮีทซิงค์สำหรับติดตั้ง MOSFET และตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า (จาก PSU ของคอมพิวเตอร์เครื่องเก่า)
22. Perfboard หรือ Veroboard
23. สายต่อ
24. ชุดบัดกรี

ขั้นตอนที่ 1: รวบรวมส่วนประกอบที่ต้องการ

ชิ้นส่วนส่วนใหญ่ที่จำเป็นในการทำโครงการนี้ถูกนำมาจากหน่วยจ่ายไฟของคอมพิวเตอร์ที่ไม่ทำงาน คุณจะพบหม้อแปลงไฟฟ้าและไดโอดเรียงกระแสอย่างรวดเร็วจากแหล่งจ่ายไฟดังกล่าวพร้อมกับตัวเก็บประจุพิกัดแรงดันสูงและฮีทซิงค์สำหรับ MOSFETS ได้อย่างง่ายดาย

ขั้นตอนที่ 2: การสร้างหม้อแปลงตามข้อกำหนดของเรา

ส่วนที่สำคัญที่สุดในการได้รับแรงดันไฟขาออกที่ถูกต้องคือการตรวจสอบอัตราส่วนขดลวดของหม้อแปลงไฟฟ้าที่ถูกต้องของด้านหลักและด้านรอง และเพื่อให้แน่ใจว่าสายไฟสามารถรับกระแสไฟได้ตามที่ต้องการ ฉันใช้แกน EI-33 ร่วมกับกระสวยเพื่อการนี้ เป็นหม้อแปลงชนิดเดียวกับที่คุณได้รับภายใน SMPS คุณอาจพบแกน EE-35 เช่นกัน

ตอนนี้เป้าหมายของเราคือเพิ่มแรงดันไฟฟ้าขาเข้า 12 โวลต์เป็นประมาณ 250-300 โวลต์ และสำหรับสิ่งนี้ ฉันใช้รอบหลัก 3+3 รอบโดยแตะตรงกลางและประมาณ 75 รอบในฝั่งทุติยภูมิ เนื่องจากด้านหลักของหม้อแปลงไฟฟ้าจะรับกระแสได้มากกว่าด้านทุติยภูมิ ฉันจึงใช้สายทองแดงหุ้มฉนวน 4 เส้นมารวมกันเป็นกลุ่มแล้วพันรอบกระสวย มันเป็นลวด 24 AWG ที่ฉันได้รับจากร้านฮาร์ดแวร์ในพื้นที่ เหตุผลที่นำสาย 4 เส้นมารวมกันเป็นเส้นเดียวคือการลดผลกระทบของกระแสน้ำวนและทำให้ตัวพากระแสไฟดีขึ้น ขดลวดปฐมภูมิประกอบด้วย 3 รอบแต่ละรอบด้วยการกรีดตรงกลาง

ขดลวดทุติยภูมิประกอบด้วยลวดทองแดงหุ้มฉนวน 23 AWG เดี่ยวประมาณ 75 รอบ

ทั้งขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิหุ้มฉนวนซึ่งกันและกันโดยใช้เทปพันสายไฟพันรอบไส้กระสวย

สำหรับรายละเอียดว่าฉันทำหม้อแปลงได้อย่างไร โปรดดูวิดีโอที่ส่วนท้ายของคำแนะนำนี้

ขั้นตอนที่ 3: เวทีออสซิลเลเตอร์

SG3525 ใช้เพื่อสร้างพัลส์นาฬิกาสำรองซึ่งใช้ในการขับเคลื่อน MOSFETs ซึ่งผลักและดึงกระแสผ่านขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้า และสำหรับการควบคุมป้อนกลับเพื่อให้แรงดันเอาต์พุตคงที่ ความถี่สวิตชิ่งสามารถตั้งค่าได้โดยใช้ตัวต้านทานเวลาและตัวเก็บประจุ สำหรับการใช้งานของเรา เราจะมีความถี่สวิตชิ่ง 50Khz ซึ่งกำหนดโดยตัวเก็บประจุ 1nF บนตัวต้านทานพิน 5 และ 10K พร้อมกับตัวต้านทานปรับค่าได้ที่พิน 6 ตัวต้านทานปรับค่าได้ช่วยปรับความถี่ได้อย่างละเอียด

หากต้องการทราบรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับการทำงานของ SG3525 IC ให้ไปที่ลิงก์ไปยังแผ่นข้อมูลของ IC:

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

ขั้นตอนที่ 4: ขั้นตอนการสลับ

เอาต์พุตพัลส์ 50Khz จากตัวควบคุม PWM ใช้เพื่อขับเคลื่อน MOSFET อีกทางหนึ่ง ฉันได้เพิ่มตัวต้านทาน จำกัด กระแส 22 โอห์มขนาดเล็กไปที่เทอร์มินัลเกทของ MOSFET พร้อมกับตัวต้านทานแบบดึงลง 10K เพื่อปล่อยตัวเก็บประจุเกท นอกจากนี้เรายังสามารถกำหนดค่า SG3525 ให้เพิ่มเวลาตายเล็กน้อยระหว่างการสลับ MOSFET เพื่อให้แน่ใจว่าจะไม่เปิดพร้อมกัน ทำได้โดยการเพิ่มตัวต้านทาน 33 โอห์มระหว่างพิน 5 และ 7 ของไอซี การต๊าปตรงกลางของหม้อแปลงนั้นเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายที่เป็นบวก ในขณะที่ปลายอีกสองข้างจะถูกสลับโดยใช้ MOSFET ซึ่งเชื่อมต่อเส้นทางกับกราวด์เป็นระยะ

ขั้นตอนที่ 5: ขั้นตอนการส่งออกและผลตอบรับ

เอาต์พุตของหม้อแปลงไฟฟ้าเป็นสัญญาณ DC แบบพัลซิ่งไฟฟ้าแรงสูงซึ่งต้องได้รับการแก้ไขและทำให้เรียบ ทำได้โดยใช้วงจรเรียงกระแสแบบเต็มบริดจ์โดยใช้ไดโอดกู้คืนอย่างรวดเร็ว UF4007 จากนั้นธนาคารตัวเก็บประจุที่ 3.3uF แต่ละตัว (แคปแบบมีขั้วและแบบไม่มีขั้ว) ให้เอาต์พุต DC ที่เสถียรปราศจากการกระเพื่อมใดๆ ต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าการอ่านค่าแรงดันไฟฟ้าของแคปนั้นสูงพอที่จะทนต่อและเก็บแรงดันไฟฟ้าที่สร้างขึ้นได้

สำหรับการใช้งานข้อเสนอแนะที่ฉันให้ไว้ใช้เครือข่ายตัวแบ่งแรงดันตัวต้านทานที่ 560KiloOhms และตัวต้านทานตัวแปร 50K เอาต์พุตของโพเทนชิออมเตอร์ไปที่อินพุตของแอมพลิฟายเออร์ข้อผิดพลาดของ SG3525 และด้วยการปรับโพเทนชิออมิเตอร์เราจะได้เอาต์พุตแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการ

ขั้นตอนที่ 6: การใช้งานภายใต้การป้องกันแรงดันไฟฟ้า

การป้องกันแรงดันไฟต่ำทำได้โดยใช้ Operational Amplifier ในโหมดตัวเปรียบเทียบ ซึ่งจะเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าของแหล่งอินพุตกับค่าอ้างอิงคงที่ที่สร้างโดยพิน SG3525 Vref เกณฑ์สามารถปรับได้โดยใช้โพเทนชิออมิเตอร์ 10K ทันทีที่แรงดันไฟฟ้าตกต่ำกว่าค่าที่ตั้งไว้ คุณลักษณะการปิดระบบของตัวควบคุม PWM จะเปิดใช้งานและแรงดันไฟฟ้าขาออกจะไม่ถูกสร้างขึ้น

ขั้นตอนที่ 7: แผนภาพวงจร

นี่คือแผนภาพวงจรทั้งหมดของโครงการโดยมีแนวคิดที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ทั้งหมดที่กล่าวถึง

เอาล่ะ พอเป็นภาคทฤษฎีแล้ว มาทำให้มือของเราสกปรกกันเถอะ !

ขั้นตอนที่ 8: ทดสอบวงจรบนเขียงหั่นขนม

ก่อนที่จะบัดกรีส่วนประกอบทั้งหมดบน veroboard จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าวงจรของเราทำงานและกลไกป้อนกลับทำงานอย่างถูกต้อง

คำเตือน: ระวังในการจัดการกับไฟฟ้าแรงสูงหรืออาจทำให้คุณช็อกได้ คำนึงถึงความปลอดภัยเสมอและอย่าสัมผัสส่วนประกอบใดๆ ในขณะที่เครื่องยังเปิดอยู่ ตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลต์สามารถเก็บประจุไว้ได้ค่อนข้างนาน ดังนั้นตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้คายประจุจนหมด

หลังจากสังเกตแรงดันไฟเอาท์พุตสำเร็จแล้ว ฉันจึงใช้ตัวตัดแรงดันต่ำและทำงานได้ดี

ขั้นตอนที่ 9: ตัดสินใจจัดวางส่วนประกอบ

ก่อนที่เราจะเริ่มต้นกระบวนการบัดกรี เป็นสิ่งสำคัญที่เราจะต้องแก้ไขตำแหน่งของส่วนประกอบในลักษณะที่เราต้องใช้สายไฟน้อยที่สุดและวางส่วนประกอบที่เกี่ยวข้องไว้ใกล้กันเพื่อให้สามารถต่อรอยประสานได้อย่างง่ายดาย

ขั้นตอนที่ 10: ดำเนินการกระบวนการบัดกรีต่อไป

ในขั้นตอนนี้ คุณจะเห็นว่าฉันได้วางส่วนประกอบทั้งหมดสำหรับแอปพลิเคชันการสลับแล้ว ฉันแน่ใจว่าร่องรอยของ MOSFET นั้นหนาเพื่อที่จะรับกระแสที่สูงขึ้น นอกจากนี้ พยายามเก็บตัวเก็บประจุตัวกรองให้ใกล้กับ IC มากที่สุด

ขั้นตอนที่ 11: การบัดกรี Transformer และ Feedback System

ถึงเวลาแล้วที่จะซ่อมหม้อแปลงและแก้ไขส่วนประกอบสำหรับการแก้ไขและข้อเสนอแนะ เป็นที่น่าสังเกตว่าในขณะที่ควรใช้ความระมัดระวังในการบัดกรีว่าด้านแรงดันสูงและแรงดันต่ำมีการแยกที่ดีและหลีกเลี่ยงกางเกงขาสั้นใด ๆ ด้านไฟฟ้าแรงสูงและต่ำควรมีพื้นร่วมเพื่อให้ผลป้อนกลับทำงานได้อย่างถูกต้อง

ขั้นตอนที่ 12: จบโมดูล

หลังจากบัดกรีประมาณ 2 ชั่วโมงและตรวจดูให้แน่ใจว่าวงจรของฉันต่อสายอย่างถูกต้องโดยไม่มีการลัดวงจร ในที่สุดโมดูลก็เสร็จสมบูรณ์!

จากนั้นฉันก็ปรับความถี่ แรงดันไฟขาออก และจุดตัดแรงดันต่ำโดยใช้โพเทนชิโอมิเตอร์สามตัว

วงจรทำงานตามที่คาดไว้และให้แรงดันไฟขาออกที่เสถียรมาก

ฉันจัดการโทรศัพท์และที่ชาร์จแล็ปท็อปได้สำเร็จเนื่องจากเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ SMPS คุณสามารถใช้หลอดไฟ LED และที่ชาร์จขนาดเล็กถึงขนาดกลางได้อย่างง่ายดายด้วยอุปกรณ์นี้ ประสิทธิภาพยังค่อนข้างยอมรับได้ตั้งแต่ประมาณ 80 ถึง 85 เปอร์เซ็นต์ คุณลักษณะที่น่าประทับใจที่สุดคือเมื่อไม่มีการโหลด การใช้กระแสไฟจะอยู่ที่ประมาณ 80-90 มิลลิแอมป์ ต้องขอบคุณข้อเสนอแนะและการควบคุมทั้งหมด!

ฉันหวังว่าคุณจะชอบบทช่วยสอนนี้ อย่าลืมแชร์สิ่งนี้กับเพื่อน ๆ ของคุณและโพสต์ความคิดเห็นและข้อสงสัยของคุณในส่วนความคิดเห็นด้านล่าง

โปรดดูวิดีโอสำหรับกระบวนการสร้างทั้งหมดและการทำงานของโมดูล พิจารณาสมัครหากคุณชอบเนื้อหา:)

เจอกันใหม่ตอนหน้าค่ะ!