200 Watt 12V - 220V DC-DC Dönüştürücü: 13 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:18

Herkese merhaba:)

Herhangi bir mikrodenetleyici kullanmadan, çıkış voltajını ve düşük pil/düşük voltaj korumasını stabilize etmek için bu 12 volt ila 220 volt DC-DC dönüştürücüyü nasıl yaptığımı göstereceğim bu talimata hoş geldiniz. Çıkış yüksek voltajlı DC olsa da (AC değil) LED Lambaları, Telefon Şarj Cihazlarını ve diğer SMPS tabanlı cihazları bu üniteden çalıştırabiliriz. Bu dönüştürücü, AC motor veya fan gibi herhangi bir endüktif veya transformatör tabanlı yükü çalıştıramaz.

Bu proje için, DC voltajını yükseltmek ve çıkış voltajını kontrol etmek için gerekli geri bildirimi sağlamak için popüler SG3525 PWM kontrol IC'sini kullanacağım. Bu proje çok basit bileşenler kullanıyor ve bazıları eski bilgisayar güç kaynaklarından kurtarılıyor. Hadi inşa edelim!

Gereçler

1. Bobinli EI-33 ferrit transformatör (bunu yerel elektronik mağazanızdan satın alabilir veya bir bilgisayar PSU'dan kurtarabilirsiniz)
2. IRF3205 MOSFET'ler - 2
3. 7809 voltaj regülatörü -1
4. SG3525 PWM denetleyici entegresi
5. OP07/ IC741/ veya başka herhangi bir Operasyonel Yükseltici IC
6. Kapasitör: 0.1uF(104)- 3
7. Kapasitör: 0.001uF(102)- 1
8. Kondansatör: 3.3uF 400V polar olmayan seramik kondansatör
9. Kondansatör: 3.3uF 400V polar elektrolitik kapasitör (daha yüksek bir kapasitans değeri kullanabilirsiniz)
10. Kapasitör: 47uF elektrolitik
11. Kapasitör: 470uF elektrolitik
12. Direnç: 10K dirençler-7
13. Direnç: 470K
14. Direnç: 560K
15. Direnç: 22 Ohm - 2
16. Değişken Direnç/ Ön Ayar: 10K -2, 50K - 1
17. UF4007 hızlı kurtarma diyotları - 4
18. 16 pinli IC soketi
19. 8 pinli IC soketi
20. Vidalı terminaller: 2
21. MOSFET ve voltaj regülatörünün montajı için soğutucu (eski bilgisayar PSU'dan)
22. Perfboard veya Veroboard
23. Bağlantı telleri
24. Lehimleme kiti

Adım 1: Gerekli Bileşenlerin Toplanması

Bu projeyi yapmak için gereken parçaların çoğu, işlevsel olmayan bir bilgisayar güç kaynağı ünitesinden alınmıştır. MOSFETS için yüksek voltajlı kapasitörler ve soğutucu ile birlikte bu tür güç kaynağından transformatör ve hızlı doğrultucu diyotları kolayca bulacaksınız.

Adım 2: Transformatörü Spesifikasyonumuza Göre Yapmak

Çıkış gerilimini doğru tutmanın en önemli kısmı, primer ve sekonder tarafların doğru trafo sargı oranlarının sağlanması ve ayrıca tellerin gerekli miktarda akımı taşıyabilmesidir. Bu amaçla bobin ile birlikte bir EI-33 çekirdeği kullandım. Bir SMPS'nin içine girdiğiniz transformatörün aynısıdır. Ayrıca bir EE-35 çekirdeği de bulabilirsiniz.

Şimdi amacımız 12 voltluk giriş voltajını yaklaşık 250-300 volta yükseltmek ve bunun için merkezde kılavuz çekme ile birincilde 3+3 dönüş ve ikincil tarafta yaklaşık 75 dönüş kullandım. Transformatörün primer tarafı sekonder taraftan daha fazla akım taşıyacağı için 4 izoleli bakır teli bir araya getirerek grup yaptım ve sonra bobin etrafına sardım. Yerel bir hırdavatçıdan aldığım 24 AWG'lik bir kablo. Tek bir tel yapmak için 4 telin bir araya getirilmesinin nedeni girdap akımlarının etkilerini azaltmak ve daha iyi bir akım taşıyıcısı yapmaktır. birincil sargı, her biri merkez vuruşlu 3 turdan oluşur.

İkincil sargı, yaklaşık 75 tur tek 23 AWG yalıtımlı bakır telden oluşur.

Hem birincil hem de ikincil sargı, bobin etrafına sarılmış yalıtım bandı kullanılarak birbirleriyle yalıtılır.

Transformatörü tam olarak nasıl yaptığımla ilgili ayrıntılar için lütfen bu talimatın sonundaki videoya bakın.

Adım 3: Osilatör Aşaması

SG3525, transformatörün birincil bobinleri boyunca akımı iten ve çeken MOSFET'leri alternatif olarak sürmek ve ayrıca çıkış voltajını stabilize etmek için geri besleme kontrolü sağlamak için kullanılan alternatif saat darbeleri üretmek için kullanılır. Anahtarlama frekansı, zamanlama dirençleri ve kapasitörler kullanılarak ayarlanabilir. Uygulamamız için, pin 5 ve 10K direnç üzerindeki 1nF'lik kondansatör ve pin 6'daki değişken bir direnç tarafından ayarlanan 50Khz'lik bir anahtarlama frekansına sahip olacağız. Değişken direnç, frekansın ince ayarlanmasına yardımcı olur.

SG3525 IC'nin çalışması hakkında daha fazla ayrıntı almak için, IC'nin veri sayfasına bir bağlantı:

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

Adım 4: Geçiş Aşaması

PWM kontrolöründen 50Khz darbe çıkışı alternatif olarak MOSFET'leri sürmek için kullanılır. Kapı kapasitörünü boşaltmak için MOSFET'in kapı terminaline 10K aşağı çekme direnci ile birlikte 22 ohm'luk küçük bir akım sınırlama direnci ekledim. SG3525'i, aynı anda asla AÇIK olmadıklarından emin olmak için MOSFET'in değiştirilmesi arasında küçük bir ölü zaman ekleyecek şekilde de yapılandırabiliriz. Bu, IC'nin 5 ve 7 pinleri arasına 33 ohm'luk bir direnç eklenerek yapılır. Transformatörün orta ucu pozitif kaynağa bağlanırken diğer iki ucu, yolu periyodik olarak toprağa bağlayan MOSFET'ler kullanılarak değiştirilir.

Adım 5: Çıktı Aşaması ve Geri Bildirim

Transformatörün çıkışı, düzeltilmesi ve düzeltilmesi gereken yüksek voltajlı darbeli DC sinyalidir. Bu, hızlı kurtarma diyotları UF4007 kullanılarak tam köprü doğrultucu uygulanarak yapılır. Ardından, her biri 3,3 uF'lik kapasitör bankaları (polar ve polar olmayan kapaklar), herhangi bir dalgalanma içermeyen kararlı bir DC çıkışı sağlar. Kapakların voltaj okumasının, üretilen voltajı tolere edecek ve depolayacak kadar yüksek olduğundan emin olunmalıdır.

Verdiğim geri beslemeyi uygulamak için 560KiloOhms direnç voltaj bölücü ağı ve 50K değişken direnç kullandım, potansiyometrenin çıkışı SG3525'in hata yükselticisinin girişine gidiyor ve böylece potansiyometreyi ayarlayarak istediğimiz voltaj çıkışını elde edebiliyoruz.

Adım 6: Gerilim Koruması Altında Uygulama

Düşük voltaj koruması, giriş kaynak voltajını SG3525 Vref pini tarafından oluşturulan sabit bir referansla karşılaştıran karşılaştırıcı modunda bir Operasyonel Amplifikatör kullanılarak yapılır. Eşik, 10K potansiyometre kullanılarak ayarlanabilir. Voltaj ayarlanan değerin altına düşer düşmez PWM kontrolörün Shutdown özelliği devreye girer ve çıkış voltajı oluşmaz.

Adım 7: Devre Şeması

Bu, daha önce bahsedilen tüm kavramların tartışıldığı projenin tüm devre şemasıdır.

Tamam, bu kadar teorik kısım, şimdi ellerimizi kirletelim!

Adım 8: Devreyi Breadboard Üzerinde Test Etme

Tüm bileşenleri veroboard üzerinde lehimlemeden önce devremizin çalıştığından ve geri besleme mekanizmasının düzgün çalıştığından emin olmak önemlidir.

UYARI: Yüksek voltajlarla çalışırken dikkatli olun, aksi takdirde size ölümcül bir şok verebilir. Güvenliği her zaman aklınızda bulundurun ve güç açıkken herhangi bir bileşene dokunmadığınızdan emin olun. Elektrolitik kapasitörler yükü oldukça uzun süre tutabilir, bu nedenle tamamen boşaldığından emin olun.

Çıkış voltajını başarılı bir şekilde gözlemledikten sonra düşük voltaj kesmeyi uyguladım ve iyi çalışıyor.

Adım 9: Bileşenlerin Yerleştirilmesine Karar Verme

Şimdi lehimleme işlemine başlamadan önce, bileşenlerin konumunu, minimum kablo kullanmamız gerekecek şekilde sabitlememiz ve ilgili bileşenlerin, lehim izlerine kolayca bağlanabilecekleri şekilde birbirine yakın yerleştirilmesi önemlidir.

Adım 10: Lehimleme İşlemine Devam Etme

Bu adımda, anahtarlama uygulaması için tüm bileşenleri yerleştirdiğimi görebilirsiniz. Daha yüksek akımlar taşımak için MOSFET'lere giden izlerin kalın olduğundan emin oldum. Ayrıca, filtre kapasitörünü mümkün olduğunca IC'ye yakın tutmaya çalışın.

Adım 11: Transformatör ve Geri Besleme Sisteminin Lehimlenmesi

Şimdi trafoyu düzeltmenin ve bileşenleri düzeltme ve geri bildirim için düzeltmenin zamanı geldi. Lehimleme sırasında yüksek voltaj ve alçak voltaj tarafının iyi bir şekilde ayrıldığına ve herhangi bir kısa devreden kaçınılması gerektiğine dikkat edilmelidir. Geri beslemenin düzgün çalışması için yüksek ve alçak gerilim tarafı ortak bir zemini paylaşmalıdır.

Adım 12: Modülün Tamamlanması

Yaklaşık 2 saatlik lehimlemeden ve devremin kısa devre olmadan doğru şekilde bağlandığından emin olduktan sonra, modül nihayet tamamlandı!

Sonra üç potansiyometreyi kullanarak frekansı, çıkış voltajını ve düşük voltaj kesmesini ayarladım.

Devre beklendiği gibi çalışır ve çok kararlı bir çıkış voltajı verir.

SMPS tabanlı cihazlar oldukları için telefonumu ve dizüstü bilgisayar şarj cihazımı bununla başarıyla çalıştırmayı başardım. Bu ünite ile küçük ve orta boy LED lambaları ve şarj cihazlarını kolayca çalıştırabilirsiniz. Verimlilik de oldukça kabul edilebilir, yüzde 80 ila 85 arasında değişiyor. En etkileyici özellik, geri besleme ve kontrol sayesinde yüksüz durumdaki mevcut tüketimin yaklaşık 80-90 miliAmp olmasıdır!

Umarım bu öğreticiyi beğenirsiniz. Bunu arkadaşlarınızla paylaştığınızdan ve geri bildiriminizi ve şüphelerinizi aşağıdaki yorum bölümünde paylaştığınızdan emin olun.

Modülün tüm yapım süreci ve çalışması için lütfen videoyu izleyin. İçeriği beğendiyseniz abone olmayı düşünün:)

Bir sonrakinde görüşürüz!