Jednoduchý prevodník DC - DC Boost pomocou krokov 555: 4

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2025-01-23 15:05

V obvode je často užitočné mať vyššie napätie. Buď na poskytnutie kladných a záporných koľajníc pre operačný zosilňovač, na ovládanie bzučiakov, alebo dokonca relé bez potreby ďalšej batérie.

Jedná sa o jednoduchý prevodník 5 V na 12 V DC vyrobený pomocou časovača 555 a niekoľkých tranzistorov 2N2222. Na výkon tejto funkcie už existujú špecializované integrované obvody, ktoré ich robia oveľa efektívnejšie než tento dizajn - s týmto projektom je zábavné experimentovať a mať intuíciu, ako tieto obvody fungujú.

Krok 1: Základná funkcia

Obvod funguje uzavretím tranzistora a účinným uzemnením induktora. To spôsobuje, že do induktora prúdi veľký prúd. Keď je tranzistor otvorený, magnetické pole sa zrúti v induktore a spôsobuje zvýšenie napätia, často oveľa vyššie ako napätie batérie. Ak je generované napätie vyššie ako napätie uložené v kondenzátore, dióda sa zatvorí a umožní kondenzátoru nabitie.

Použitím generátora signálu na pohon tranzistora som zistil, že na hodnoty komponentov (časti, ktoré som zachránil z vyradenej elektroniky) potrebujem na generovanie 15 V frekvenciu približne 220 kHz. Sieť so spätnou väzbou potom bude ovládať frekvenciu, aby sa snažila udržiavať stabilné napätie 12V pri rôznych zaťaženiach.

Krok 2: Astabilný obvod

Online je rôznych 555 oscilátorových obvodov, ale svoj som postavil týmto spôsobom.

Výstup, kolík 3, slúži na nabíjanie a vybíjanie kondenzátora cez odpor. Napätie na kondenzátore sa monitoruje, aby sa prepol výstupný kolík.

Ak použijete napájanie 6 V, je ľahké vidieť, že operačné zosilňovače majú referenčné napätie 2 V a 4 V. Oba operačné zosilňovače monitorujú napätie kondenzátora, a preto sú kolíky (2 a 6) zapojené dohromady.

Ak napätie stúpne nad 4 V, horný operačný zosilňovač sa zvýši. V západke sa kondenzátor začne vybíjať, až kým neklesne pod 2 V, v tomto bode sa spodný operačný zosilňovač zvýši a nastavte západku. Ešte raz nabite kondenzátor.

Žltá stopa rozsahu ukazuje nabíjanie a vybíjanie kondenzátora, zatiaľ čo modrá ukazuje výstupný kolík 3 generujúci štvorcovú vlnu pri 190 kHz.

Krok 3: Slučka spätnej väzby

Požiadavka na spätnoväzbovú slučku je znížiť frekvenciu, keď je výstupné napätie príliš vysoké, a zvýšiť frekvenciu, keď je napätie príliš nízke.

Najľahšie ma to napadlo pomocou tranzistora na odvádzanie prúdu počas cyklu nabíjania kondenzátora.

Počas tohto cyklu je kolík 7 VYBÍJANIA aktívny nízko, čo umožňuje zvodovému obvodu ukradnúť prúd z kondenzátora.

Na vysielači je prítomné základné napätie - 0,65 V, toto napätie na pevnom rezistore R bude udržiavať stály prúd, ktorý musí vychádzať z nabíjacieho prúdu kondenzátora, spomaľovania cyklu a znižovania frekvencie. Čím vyššie je napätie, tým viac prúdu uniká z nabíjania a tým je frekvencia nižšia. Čo presne vyhovuje našim požiadavkám.

Experimentujte s hodnotami komponentov, ale pre základný odpor som vybral 3K z tohto dôvodu:

V najnižšom bode je kondenzátor zhruba na 2V. Z 5V zdroja to znamená, že 3V na 3K odpore začne nabíjať kondenzátor 1mA.

Pri prednastavení 1 V na vysielači cez 3K odpor bude odoberať 1/3 prúdu alebo 333uA … čo som si myslel, že by bol dobrý zvodový prúd. Základné napätie pochádza z potenciometra, ktorý tvorí delič napätia s napätím, ktoré chceme monitorovať, tj. Výstupom 12V. Pretože je potenciometer nastaviteľný, hodnota odporu emitora nie je kritická. Na to som vybral 20K potenciometer.

Krok 4: Hotový obvod

K dispozícii som mal iba diódu pre povrchovú montáž, ktorú je možné spájkovať so spodnou časťou dosky.

Obvod bol testovaný z 5V zdroja od Arduina a efektívne poháňa 12 V bzučiak, jednosmerný motor, 12 V relé alebo sériu diód bez potreby externého napájania 12 V.