Convertor DC-DC HV Boost: 7 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

Pasul 1: Introducere în funcționare și electronică

Cum funcționează un convertor Boost? Principal de bază: un convertor boost funcționează în două etape, ON și OFF. În etapa ON, comutatorul semiconductor conduce și se acumulează curent în inductor, producând un câmp electromagnetic, acest câmp stochează energie. În starea OFF, comutatorul semiconductiv nu conduce și câmpul electromagnetic se prăbușește. Când câmpul se prăbușește, energia stocată în acesta nu poate scăpa prin comutatorul semiconductiv, astfel încât trece prin diodă și în sarcină / condensator la o tensiune mult mai mare. Acest lucru se întâmplă de câteva mii de ori pe secundă prin intermediul impulsurilor de pe cipul NE555 Timer Chip și rezultatul este posibilitatea de a încărca un condensator de înaltă tensiune de la o sursă de joasă tensiune. Mai jos este un ajutor pentru cei care nu cunosc bine electronica. R-rezistor VR-rezistor variabil (denumit și potențiometru) B-baterie sursă de tensiune V condensator D-diodă L-inductor U / IC-circuit integrat Q-tranzistor / IGBT M-MOSFET GND-masă (terminal negativ al Baterie pentru aplicații portabile) Unele diagrame și diagrame sunt prezentate mai jos pentru a vă ajuta în continuare.

_ VISITAȚI SITE-UL MEU PENTRU MAI MULTE PROIECTE: SISTEME EXPERIMENTALE VIITOARE

Pasul 2: Protoboard Boost Converter 500V

Acest convertor boost este pentru cei cu experiență electronică moderată.

Dacă aveți resursele, vă recomand să creați versiunea plăcii cu circuite imprimate a acestui dispozitiv, deoarece este mai simplă, mai mică și este mai puțin probabil să eșueze. Cu toate acestea, nu ezitați să faceți versiunea protoboard dacă spațiul nu este o problemă.

Acest circuit ocupă minimum 1,75 "x 1,5" x 1 "și poate funcționa de la 8,4V la 31,2V Intrare și ieșire maxim 500V în siguranță (pentru circuit). Recomand cel puțin o intrare de baterie de 12V.

PERICOL DE TENSIUNE ÎNALTĂ Acest dispozitiv poate elimina tensiuni letale, iar condensatorii pe care îi încărcați pot stoca încărcături letale ore în șir. Vă rugăm să purtați mănuși electriciste și ochelari de siguranță în timpul funcționării și să luați toate măsurile de siguranță

Specificații:

Costul proiectului: - 17 USD + Expediere Mouser - 5 USD + Expediere Coilcraft PCV-2-394-05L (Urmați linkul și tastați numărul piesei de cumpărat) - Costul total mediu cu expediere - 35 USD -

Dimensiuni: 1,75 "x 1,5" x 1 "Tensiune de intrare: 8,4V la 31,2V Gama de tensiune de ieșire: 100V la 500V Putere de ieșire:

- 12V intrare 36W maxim + -20% încărcat 290J Capacitor Bank în 8s - 24V Intrare 92W maxim + -20% încărcat 1468J Capacitor Bank în 16s

Puterea de ieșire măsurată cu 1-2 baterii de 12V 34Ah plumb acid pentru o sursă de tensiune practic constantă

Limita majoră a cantității de energie care poate fi extrasă din bateriile dvs. este acumulatorul ESR

--- Pentru cele mai bune rezultate utilizate baterii cu curent ridicat sau Baterii destinate dispozitivelor de putere RC --- NiCd sunt cele mai bune (cu excepția Li-poli) Pentru următoarele baterii se poate extrage o putere maximă estimată ESR = rezistență de serie echivalentă = Rezistență internă

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

Avertisment - Atrageți prea mult curent din bateriile dvs. poate reduce capacitatea, durata de viață și poate cauza supraîncălzirea bateriei, monitorizați temperatura bateriilor.

Notă: găurile Protoboard nu se potrivesc pinilor MOSFET și Diode, găurind o gaură 1/32 rezolvă acest lucru, deși este posibil să trebuiască să lipiți cablurile pe tampoane adiacente.

Pasul 3: Protoboard Boost Converter 500V Parts

Instrumente:

• Ciocan de lipit
• Sudură electrică (miez colofon 0,032 "preferat)
• Curea antistatică pentru încheietura mâinii
• Mănuși de electrician
• Ochelari de protectie

Materiale: - Protoboard (Link-ul este protoboardul pe care l-am folosit, seturi Protoboard) Piese cumpărate de la Mouser: U2- Regulator de tensiune - Număr de intrare baterie-8.4V la 12V LF60CV-12V la 13.2V LD1086V90-13.2V la 16.8V LM7809ACT- 16,8V la 26,4V LM7812ACT-26,4V la 31,2V LM317 Orice TO-220 (R1 = 500 Ohm R2 = 5,5 k Ohm) Consultați fișa tehnică --- Verificați dacă ieșirea este de 15V pentru LM317 --- Pentru C1, C2, C3 și CT utilizează o tensiune nominală în funcție de aceasta: Tensiunea bateriei ……. Tensiunea nominală a condensatorului = 16V Cap = 25V Cap = 50V Cap-- C2 Type In conformitate cu regulatorul utilizat: --LF60CV ElectrolyticLD1086V90 ElectrolyticLM7809ACT CeramicLM7812ACT CeramicLM317 Electrolytic-- C1 and C3 sunt discuri ceramice sau plumb MLCC 5% -20%, sau -20% până la + 80% ---- CT este disc ceramic sau plumb MLCC 1% -10% ---- Toate rezistoarele, cu excepția Rdiv1, sunt 1 / 10W sau mai mare --- 2 prize 8-DIP-C1- 0.33uF (330nF) sau More-C2- 10uF-C3- 0.01uF (10nF) -CB1- Orice bancă de condensatori pe care doriți să o încărcați-CT- 0.022uF (22nF) -LEDPWR- Indică puterea aplicată-LEDREG- Indică tensiunea dorită este R eached-LEDGATE- Indică că NE555 alimentează tensiunea către MOSFET-R1, R2, R3 - 1kOhm (= 12V) 1% -5% -RA- 15kOhm (2% sau mai bine) -RB- 10kOhm (2% sau mai bine) - Rdiv1- 1MOhm (2% sau mai bine, 1 / 4W sau mai mare) -Rdiv2- Valoare utilizată de regulator (2% sau mai bine) LF60CV 11kOhmLD1086V90 16kOhmLM7809ACT 16kOhmLM7812ACT 22.3kOhmLM317 28kOhm-SW1- Rated pentru tensiune de intrare și 5-U1 și tensiune de intrare. 1 (același cip) - LM393AN-U3- SE555P-VR1- Potențiometru 10kOhm (Multi-turn va fi mai precis) -M1- FCA47N60 (F) -D1- RURG3060 (Utilizați RURG30120 dacă acesta este primul dvs. proiect electronic) Coilcraft: L1- Coilcraft PCV-2-394-05L (Urmați linkul și tastați numărul piesei pentru a cumpăra) NUMERELE PIN SUNT PE SCHEMATIC Faceți clic pe „i” ÎN partea de sus a schemei pentru o vizualizare mai mare descărcabilă

Pasul 4: PCB Boost Converter 500V

Dacă aveți resursele, vă sugerez cu tărie să faceți acest convertor Boost pentru circuite imprimate în locul celui protoboard. Realizarea unui PCB personalizat va fi mai compact și va avea un aspect mult mai bun. Acest circuit ocupă doar 1 5/8 "x 1 1/4" x 1 "și poate funcționa de la 8,4V la 31,2V și poate ieși cu maxim 500V în siguranță. Vă recomandăm să utilizați cel puțin o baterie de 12V dacă obiectivul este puterea maximă Dimensiunea acestei versiuni poate fi, de asemenea, redusă la 1 5/8 "x 1 1/4" x 3/8 "dacă inductorul este plasat departe de circuitul dvs., așa cum este în majoritatea pistolelor pentru a convinge. Afișat în imaginea de mai jos. PERICOL DE TENSIUNE ÎNALTĂ Acest dispozitiv poate scoate tensiuni letale, iar condensatoarele pe care le încărcați pot stoca încărcături letale ore întregi, purtați mănuși de electrician și ochelari de siguranță în timp ce funcționați și luați toate măsurile de siguranță Specificații: Costul proiectului: - 20 USD + transport Mouser - 5 $ + Expediere Coilcraft PCV-2-394-05L (Urmați linkul și introduceți numărul piesei pentru a cumpăra) -> = 15 USD + Expediere MPJA - Costul total mediu cu expediere - <50 USD - Tensiune de intrare: 8,4V până la 31,2 Gama de tensiune de ieșire V: 100V până la 500V Putere de ieșire: - TEST 1-12V Intrare 48W max + -20% Încărcat 290J Capacitor Bank în 6s - TEST 2 - 12V Intrare 45W max + -20% Încărcat 1160J Capacitor Bank în 26s - 24V Intrare Puterea de ieșire TBD măsurată cu 1-2 baterii de 12V 34Ah plumb acid pentru o sursă de tensiune practic constantă Fiecare test a fost făcut de 5 ori, dintre care se arată cea mai bună. Limita majoră a cantității de energie care poate fi preluată de la bateriile dvs. este acumulatorul ESR --- Pentru cele mai bune rezultate, bateriile cu curent ridicat sau bateriile destinate dispozitivelor Power RC --- NiCd sunt cele mai bune (cu excepția Li- poli) Pentru bateriile următoare se poate extrage o putere maximă estimată ESR = rezistență echivalentă a seriei = rezistență internă Se poate folosi alcalin, dar recomand cu tărie bateriile reîncărcabile cu curent mare. Se pot utiliza tensiuni mai mici, dar așteptați o putere mai mică. 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 Avertizare-Extragerea prea mult curent din bateriile dvs. pot reduce capacitatea, durata de viață și pot provoca supraîncălzirea bateriilor, monitorizați temperatura bateriei atunci când testați.

Pasul 5: PCB Boost Converter 500V Parts

Instrumente:

• Ciocan de lipit
• Sudură electrică (miez colofon 0,032 "preferat)
• Curea antistatică pentru încheietura mâinii
• Mănuși de electrician
• Ochelari de protectie
• Orice recipient de plastic sau sticlă cu etanșare multiplă, rezistent la scurgeri (exemplu)

Materiale: MPJA sau Amazon:

• CLORURĂ FERICĂ (obțineți un pachet mai mare dacă intenționați să faceți mai multe plăci de circuite)
• 2 fiecare din RESIST PEN sau Industrial Sharpie
• PLACĂ ÎNCUBRATĂ DE ARAMĂ (Alegeți un 3 x 5, 4 x 6 sau 6 x 9 pentru acest proiect)

Piese cumpărate de la Mouser: Pentru C1, C2, C3 și CT, utilizați o tensiune nominală în conformitate cu aceasta: Tensiunea bateriei ……. Tensiunea nominală a condensatorului = 16V Cap = 25V Cap = 50V CapU2- Voltage Regulator - DPAK (TO-252) Număr de intrare baterie-8.4V la 12V LF60ABDT-12V la 13.2V LF90ABDT-13.2V la 16.8V MC7809E-16.8V la 26.4V MC7812E-26.4V la 31.2V LM317M (R1 = 500 Ohm R2 = 5,5 k Ohm) - Tipul C2 în conformitate cu regulatorul utilizat: - LF60ABDT electrolitic LF90ABDT electroliticMC7809E CeramicMC7812E CeramicLM317M electrolitic - C1, C3, C4 și C5 sunt MLCC SMD / SMT 5% -20%, sau -20% până la + 80% ---- CT este MLCC SMD / SMT 1% -10% ---- Toate rezistoarele, cu excepția Rdiv1, sunt 1 / 10W sau mai mari --4 cifre Numărul după valoarea este dimensiunea (de exemplu, 0805 sau 1210) -C1-10uF 1210-C2- 10uF 1210- C3- 0.22uF (220nF) 0805-C4- 0.01uF (10nF) 0805-C5- 0.01uF (10nF) 0805-CB1- Orice bancă de condensatori pe care doriți să o încărcați-CT- 0.022uF (22nF) 0805-LEDPWR- Indică puterea este aplicat 1206-LEDREG- Indică tensiunea dorită este atinsă 1206-LEDGATE- Indică NE555 alimentează tensiunea e MOSFET 1206-R1, R2, R3-1kOhm (= 12V) 1% -5% 0805-RA- 15kOhm (2% sau mai bine) 0805-RB- 10kOhm (2% sau mai bine) 0805-Rdiv1- 1MOhm (2% sau mai bine, 1 / 4W sau mai mult) 1206-Rdiv2- 0805 Regulator folosit Valoare (2% sau mai bine) LF60ABDT 11kOhmLF90ABDT 16kOhmMC7809E 16kOhmMC7812E 22,3kOhmLM317M 28kOhm-SW1- Rated 5 Chip) - LM393AM SOIC-8-U3- SE555D SOIC-8-VR1- 10kOhm Potentiometer (Multi-turn va fi mai precis) -M1- FCA47N60 (F) -D1- RURG3060 (Vă rugăm să utilizați RURG30120 dacă acesta este unul dintre primele proiecte electronice) Coilcraft: -L1- Coilcraft PCV-2-394-05L (Urmați linkul și tastați numărul piesei pentru a cumpăra) NUMERELE PIN SUNT ÎN SCHEMATIC Faceți clic pe „i” ÎN partea de sus a schemei pentru un număr mai mare DESCARCĂ VIZUALIZAREA ABILĂ

Pasul 6: PCB Boost Converter 500V Construcție

Primul pas în construcția PCB este de a proiecta placa PCB utilizând DipTrace (faceți clic pe link și descărcați freeware-ul DipTrace 2) Puteți utiliza, de asemenea, aspectul PCB prezentat în imaginile de mai jos. Pasul următor este de a obține designul pe PCB, puteți face acest lucru în două moduri: Folosind o imprimantă laser (rapidă, ușoară și, dacă puteți găsi una de împrumutat, o recomand) și urmărirea manuală (consum de foarte mult timp) - IMPRIMANTE LASER-IMPRIMANTE JET Link-uri nu vor funcționa în acest link pentru a învăța CUM SE REALIZEAZĂ O PLACĂ DE PCB

• Îmbrăcat în cupru
• Marker Industrial Grade or Resist Permanent (Industrial Grade Sharpie se găsește la Lowes)
• Fier / Masă de călcat
• Etchant (clorură ferică)
• Orice recipient de plastic sau sticlă cu etanșare multiplă, rezistent la scurgeri (exemplu)

Dacă aveți o imprimantă laser, obțineți pur și simplu niște catalog, agendă telefonică sau hârtie de ziar. Acesta este tipul de hârtie ieftină care este foarte ușoară și cel mai important se destramă în apă, testați o bucată de hârtie în apă pentru a vă asigura. Va trebui să lipiți hârtia pe o foaie obișnuită de alimentare a imprimantei (prezentată în imaginea de mai jos) Trebuie doar să o lipiți cu bandă în partea superioară a foii, asigurați-vă că este cât mai plată posibilă pentru foaia imprimantei, astfel încât atunci când este alimentarea prin imprimantă nu se restrânge. Descărcați fișierul de mai jos (Boost Converter, SMT2) (va trebui să descărcați freeware-ul DipTrace 2). Deschideți fișierul și faceți clic pe Previzualizare imprimare sub FIȘIER. Asigurați-vă că Selecțiile de obiecte sunt așa cum se arată în imagine și căsuța Oglindă este bifată. Faceți clic pe Imprimare, în fereastra de tipărire selectați Proprietăți. În fereastra Proprietăți, selectați fila grafică și în Piața întunericului, selectați întuneric. Introduceți hârtia cu hârtia ieftină lipită pe ea în imprimantă și faceți clic pe Imprimare. Hârtia dvs. ar trebui să arate ca în imaginea a 5-a. Utilizați acest lucru pentru a vă dimensiona PCB-ul și tăiați-vă îmbrăcat în cupru cu un ferăstrău Dremel sau de masă, tăiați încet. Porniți fierul de călcat și puneți-l pe cea mai înaltă setare (de obicei, din bumbac), așteptați să se încălzească … În timp ce așteptați, curățați bine bucata îmbrăcată în cupru cu apă fierbinte și săpun, uscați bine bucata. Când fierul de călcat este în cele din urmă încălzit, așezați-vă îmbrăcat în cupru pe o masă de călcat cu partea de cupru cu fața în sus. Tăiați aspectul imprimat LASER astfel încât să fie de dimensiunea piesei îmbrăcate în cupru. Așezați bucata de toner de hârtie cu fața în jos și așezați fierul în jos pe hârtie și acoperit cu cupru. Împingeți cu forța moderată și așteptați câteva minute. Hârtia îmbrăcată în cupru și hârtia ar trebui acum lipite împreună. Așezați piesa, va fi CALDĂ, într-un recipient cu apă caldă cu săpun și așteptați cinci minute. După așteptare, luați Piesa și rulați-o sub apă caldă și frecați ușor partea de sus a hârtiei până când nu mai rămâne decât tonerul. Atingeți aspectul cu marcatorul permanent. Mergeți la următorul pas - urmărirea mâinilor - îmbrăcat în cupru - etchant - grad industrial sau marcaj permanent de rezistență (grad industrial poate fi găsit la Lowes, este greu de găsit este posibil să întrebați unde este, dacă îl găsiți în altă parte, spuneți-mi acest lucru Pot să-l postez) - Plastic Container Imprimați imaginea a 6-a la scară largă, folosiți-vă piesele ca referințe și desenați urmele cu markerul dvs. permanent cât de bine puteți. Acest lucru va fi plictisitor, așa că fiți pregătiți să petreceți câteva jumătate de oră făcând chiar și urmele simple. Pare mai simplu nu, nu este. GO LA PASUL URMĂTOR

Pasul 7: Probleme finale

Mai jos este o imagine a modului de încărcare a mai multor bănci, astfel încât, dacă unul este descărcat, ceilalți nu.