DC-DC HV Boost Converter: 7 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:38

1 -кадам: Operation and Electronics Intro

Boost Converter кантип иштейт? Негизги принцип: Күчөткүч алмаштыргыч эки этапта иштейт, ON жана OFF. ON баскычында Жарым өткөргүч которгуч өткөрөт жана ток электромагниттик талааны өндүргөн индуктордо пайда болот, бул талаа энергияны сактайт. ӨЧҮРҮҮ баскычында Жарым өткөргүч өткөргүч өткөрбөйт жана электромагниттик талаа кулайт. Талаа кыйраганда, анда сакталган энергия жарым өткөргүч аркылуу качып кете албайт, андыктан диод аркылуу өтүп, бир топ жогорку чыңалуудагы жүктөө/конденсаторго кирет. Бул NE555 таймер чипинин импульстары аркылуу секундасына бир нече миң жолу болот жана натыйжа төмөнкү вольттуу булактан жогорку вольттогу конденсаторду кубаттай алат. Төмөндө электрониканы жакшы билбегендер үчүн кээ бир жардамдар бар. R-Resistor VR-Variable Resistor (ошондой эле потенциометр деп аталат) B-Battery V-Voltage S-Capacitor D-Diode L-Inductor U / IC-Integrated Circuit Q-Transistor / IGBT M-MOSFET GND- Ground Портативдүү тиркемелер үчүн батарея) Кээ бир диаграммалар жана диаграммалар сизге жардам берүү үчүн төмөндө көрсөтүлгөн.

_

2 -кадам: Protoboard Boost Converter 500V

Бул күчөткүч алмаштыргыч орто электроника тажрыйбасы барлар үчүн.

Эгерде сизде ресурстар бар болсо, мен бул түзмөктүн басылган схемасын чыгарууну сунуштайм, анткени ал жөнөкөй, кичирээк жана иштебей калышы мүмкүн. Бирок, мейкиндик көйгөй болбосо, протоборддук версиясын чыгаруудан тартынбаңыз.

Бул схема минималдуу 1.75 "x 1.5" x 1 "ды ээлейт жана 8.4Vдан 31.2Vга чейин иштей алат. Киргизүү жана чыгаруу 500V максималдуу коопсуз (схема үчүн). Мен жок дегенде 12 В батареяны киргизүүнү сунуштайм.

КОРКУНУЧТУУ ЧЫКТУУЛУК Бул аппарат өлүмгө алып келүүчү чыңалууларды өчүрө алат жана сиз заряддаган конденсаторлор өлүмчүл заряддарды бир нече саатка чейин сактай алат, Иштеп жатканда электриктердин кол каптарын жана коопсуздук көз айнектерин кийип, бардык коопсуздук чараларын көрүңүз.

Мүнөздөмөлөр:

Долбоордун баасы: -$ 17 + Жеткирүү Mouser -$ 5 + Жеткирүү Coilcraft PCV -2-394-05L (Шилтемеге өтүп, бөлүк номерин териңиз) -Жеткирүү менен орточо жалпы наркы -$ 35 -

Өлчөмдөрү: 1.75 "x 1.5" x 1 "Киргизүү чыңалуусу: 8.4V - 31.2V Чыгыш чыңалуу диапазону: 100V - 500V Чыгуу кубаты:

- 12V Input 36W максималдуу +-20% Заряддалган 290J Capacitor Bank 8s- 24V Input 92W максималдуу +-20% Charged 1468J Capacitor Bank in 16s

Чыгуу кубаты чындыгында туруктуу чыңалуу булагы үчүн 1-2 12V 34Ah коргошун кислотасы менен өлчөнөт.

Батареяларыңыздан канча кубат алса болоорунун негизги чектөөсү - батарейки пакеттери ESR

--- Мыкты жыйынтыктар үчүн жогорку токтун бааланган батареялары же Power RC түзмөктөрү үчүн арналган батареялар колдонулат --- NiCd эң жакшы (Li-polyдөн башка) Кийинки Батареялар үчүн Болжолдуу Максималдуу Күч ESR = Эквиваленттик Сериялар Каршылыгы тартылышы мүмкүн = Ички каршылык

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

Эскертүү-Батареяларыңыздан өтө көп ток тартуу ал жердеги кубаттуулукту, өмүрдү кыскартып, батарейкаңыздын ашыкча ысыгына алып келиши мүмкүн, Батареяларыңыздын температурасын көзөмөлдөңүз.

Эскертүү: Protoboard тешиктери MOSFET жана Diode төөнөгүчтөрүнө туура келбейт, 1/32 тешик бургулоо муну чечет, бирок сиз коргошундарды жанаша төшөктөргө ширетишиңиз мүмкүн.

3 -кадам: Protoboard Boost Converter 500V бөлүктөрү

Куралдар:

• Кандооч
• Электр Solder (Rosin Core 0.032 "артыкчылыктуу)
• Антистатикалык билек боо
• Электрик Колкаптары
• Коопсуздук көз айнеги

Материалдар:-Protoboard (Шилтеме-бул мен колдонгон protoboard, Protoboard Sets) Mouserден алынган бөлүктөр: U2- Чыңалуу жөнгө салуучусу -Батареяны киргизүү бөлүк саны-8.4Vдан 12V LF60CV-12Vга 13.2V LD1086V90-13.2Vдан 16.8V LM7809ACT- 16.8V-26.4V LM7812ACT-26.4V to 31.2V LM317 to TO 220, жана КТ буга ылайык чыңалуу рейтингин колдонот: Батарея чыңалуусу ………. Конденсатордун номиналдуу чыңалуусу = 16В капкак = 25V капкак = 50V капкак-C2 түрү колдонулган жөнгө салуучуга ылайык: --LF60CV электролиттикLD1086V90 электролиттикLM7809ACT керамикалыкLM7812ACT керамикалыкLM317 жана электролитикалык C3 керамикалык диск же MLCC жетелейт 5% -20%, же -20% дан +80% га чейин-CT керамикалык диск же MLCC жетелейт 1% -10% ---- Rdiv1ден башка бардык резисторлор 1/10W же андан көп --- 2 8-DIP Sockets-C1- 0.33uF (330nF) же More-C2- 10uF-C3- 0.01uF (10nF) -CB1- Заряддоону каалаган каалаган Capacitor Bank-CT- 0.022uF (22nF) -LEDPWR- Күч колдонулганын көрсөтөт-LEDREG- Керектүү чыңалуу R экенин көрсөтөт eached-LEDGATE- NE555 чыңалуусун MOSFET-R1, R2, R3-1kOhm (= 12V) 1% -5% -RA- 15kOhm (2% же андан жакшы) -RB- 10kOhm (2% же андан жакшы) көрсөтөт- Rdiv1- 1MOhm (2% же жакшыраак, 1/4W же андан чоң) -Rdiv2- Regulator Used Value (2% or Better) LF60CV 11kOhmLD1086V90 16kOhmLM7809ACT 16kOhmLM7812ACT 22.3kOhmLM317 SV жана Uk-Uk үчүн 5-6km 1 (Ошол эле чип)- LM393AN-U3- SE555P-VR1- 10kOhm потенциометр (көп бурулуш тагыраак болот) -M1- FCA47N60 (F) -D1- RURG3060 (бул биринчи электрондук долбооруңуз болсо RURG30120 колдонуңуз) Coilcraft: L1- Coilcraft PCV-2-394-05L (Шилтемени ээрчип, бөлүктүн номерин териңиз) ПИН САНАРЛАРЫ СХЕМАТИКАДА ЧЫГАРЫЛЫП КӨРҮЛҮШҮ ҮЧҮН "i" ЖАЗЫЛАТ

4 -кадам: PCB Boost Converter 500V

Эгерде сизде ресурстар болсо, анда мен сизди протоболдун ордуна бул Басып чыгарылган схеманы Boost конверторун жасоону сунуштайм. Ыңгайлаштырылган ПХБ жасоо бир топ компактураак болот жана сырткы көрүнүшү жакшыраак болот. Бул схема 1 5/8 "x 1 1/4" x 1 "гана ээлейт жана 8.4Vдан 31.2Vга чейин иштей алат жана максималдуу кубаттуулугу 500Vга чейин коопсуз болот. Эгерде сиз максималдуу күчкө ээ болсоңуз, жок дегенде 12V Батареяны колдонууну сунуштайм. Бул версиянын өлчөмү, эгерде индуктор сиздин чынжырыңыздан алысыраак жайгаштырылган болсо, 1 5/8 "x 1 1/4" x 3/8 "чейин кыскарышы мүмкүн, анткени ал көпчүлүк ынандыруу үчүн. Төмөндө Сүрөттө көрсөтүлгөн. КОРКУНУЧТУУ ЖОГОРУЛУК Бул аппарат өлүмгө алып келүүчү чыңалууларды кое алат жана сиз заряддаган конденсаторлор бир нече саат бою өлүмгө алып келүүчү заряддарды сактай алат, иштеп жатканда электрик мээлейлерин жана коопсуздук көз айнектерин кийип, бардык коопсуздук чараларын көрөт. $ 5 + Жеткирүү Coilcraft PCV-2-394-05L (Сатып алуу үчүн бөлүктүн номерине шилтемени териңиз)-> = $ 15 + Жеткирүү MPJA-Жеткирүү менен орточо жалпы наркы-<$ 50-- Киргизүү чыңалуусу: 8.4Vдан 31.2ге чейин V Output Voltage Range: 100V 500V Output Power: - TEST 1-12V Киргизүү 48W макс +-20% Заряддалган 290J Конденсатор Банк 6s - TEST 2 - 12V Input 45W max +-20% Заряддалган 1160J Capacitor Bank 26s - 24V Input TBD Чыгуу Кубаты 1-2 Вольт 34Ах Коргошун Кислотасы Батареялары менен Өлчөнөт Виртуалдуу Туруктуу Чыңалуу Булагы үчүн Ар бир тест 5 жолу жасалды, мыктылары көрсөтүлгөн. Батареяларыңыздан канча кубат алса болоорунун эң чоң чектөөсү-бул ESR Батарея Топтому --- Эң жакшы натыйжа үчүн жогорку токтун бааланган батареялары же Power RC түзмөктөрүнө арналган батареялар --- NiCd эң жакшы (Li- поли) Кийинки Батареялар үчүн Болжолдуу Максималдуу Күчтү тартса болот ESR = Эквиваленттик Сериялар Каршылыгы = Ички Каршылык Алкалинди колдонсо болот, бирок мен кубатталып туруучу жогорку токтун номиналдуу батареяларын сунуштайм. Төмөнкү чыңалууларды колдонсо болот, бирок Төмөнкү кубаттуулукту күтөт. 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 Өтө көп ток Сиздин батарейкаларыңыз кубаттуулукту, өмүрдү кыскартып, батарейкаңыздын ысып кетишине алып келиши мүмкүн, сыноо учурунда батареяңыздын температурасын көзөмөлдөңүз.

5 -кадам: PCB Boost Converter 500V бөлүктөрү

Куралдар:

• Кандооч
• Электр Solder (Rosin Core 0.032 "артыкчылыктуу)
• Антистатикалык билек боо
• Электрик Колкаптары
• Коопсуздук көз айнеги
• Ар кандай Leak Proof Multiple Lock Seal Plastic же Glass Container (Мисал)

Материалдар: MPJA же Amazon:

• ФЕРРИК ХЛОРИД (эгер сиз көбүрөөк электр такталарын жасоону пландап жатсаңыз, чоңураак пакетти алыңыз)
• 2 RESIST PEN же Industrial Sharpie ар бири
• COPPER CLAD BOARD (Бул долбоор үчүн 3 x 5, 4 x 6 же 6 x 9 тандаңыз)

Mouserден сатып алынган бөлүктөр: C1, C2, C3 жана CT үчүн чыңалуу рейтингин колдонушат: Батарея чыңалуусу ………. Конденсатордун чыңалуусу = 16V Cap = 25V Cap = 50V CapU2- Voltage Regulator- DPAK (TO-252) Батареянын кирүүчү бөлүгүнүн саны-8.4Vдан 12Vга чейин LF60ABDT-12Vдан 13.2Vга чейин LF90ABDT-13.2Vдан 16.8Vга чейин MC7809E-16.8Vдан 26.4Vга чейин MC7812E-26.4Vдан 31.2Vга чейин LM317M (R1 = 500 Ом R2 = 5.5 к Ом)- Колдонулган регуляторго ылайык C2 түрү: --LF60ABDT ElectrolyticLF90ABDT ElectrolyticMC7809E CeramicMC7812E CeramicLM317M Electrolytic-- C1, C3, C4 жана C5 MLCC SMD/SMT 5% -20%, же -20% дан +80% га чейин-CT MLCC SMD/SMT 1% -10% ---- Rdiv1ден башка бардык резисторлор 1/10W же андан көп-4 цифралуу сандын мааниси кийин (б.а. 0805 же 1210) -C1-10uF 1210-C2- 10uF 1210- C3- 0.22uF (220nF) 0805-C4- 0.01uF (10nF) 0805-C5- 0.01uF (10nF) 0805-CB1- Заряддоону каалаган каалаган Capacitor Bank-CT- 0.022uF (22nF) 0805-LEDPWR- Power көрсөткүчү Колдонулат 1206-LEDREG- Керектүү чыңалууга жетет 1206-LEDGATE- NE555 чыңалуусун th e MOSFET 1206-R1, R2, R3-1kOhm (= 12V) 1% -5% 0805-RA- 15kOhm (2% же жакшыраак) 0805-RB- 10kOhm (2% же жакшыраак) 0805-Rdiv1- 1MOhm (2%) же жакшыраак, 1/4W же андан чоң) 1206-Rdiv2- 0805 Регулятордун колдонулган мааниси (2% же жакшыраак) LF60ABDT 11kOhmLF90ABDT 16kOhmMC7809E 16kOhmMC7812E 22.3kOhmLM317M 28kOhm-SW1-U1 үчүн чоңураак Chip)-LM393AM SOIC-8-U3- SE555D SOIC-8-VR1- 10kOhm Потенциометр (Көп бурулуш тагыраак болот) -M1- FCA47N60 (F) -D1- RURG3060 (Сураныч, бул сиздики болсо, RURG30120 колдонуңуз) биринчи электрондук долбоорлор) Coilcraft: -L1- Coilcraft PCV-2-394-05L (Шилтемени ээрчиңиз жана бөлүктүн номерин териңиз) ПИН-НОМЕРЛЕР Схематикалык баскычта "i" ЧЫНДЫГЫ ҮЧҮН ЧЫКТЫ ЖАКШЫ КӨРҮҮНҮ ЖҮКТӨП АЛУУ

6 -кадам: PCB Boost Converter 500V Курулушу

ПХБнын курулушундагы биринчи кадам DipTraceтин жардамы менен ПКБ тактаңызды иштеп чыгуу (шилтемени басыңыз жана DipTrace 2 бекер программасын жүктөп алыңыз) Сиз дагы төмөндөгү сүрөттөрдө көрсөтүлгөн ПКБнын жайгашуусун колдоно аласыз. Кийинки кадам Дизайнды ПХБга алуу, Сиз муну эки жол менен жасай аласыз: Лазердик принтерди колдонуу (Тез, Оңой, жана эгерде сиз карыз алууну сунуштасаңыз, мен сунуштайм) жана Кол менен издөө (Өтө УБАКЫТ КЕРЕК) - ЛАЗЕРДИК ПРИНТЕР -ТҮРДҮК ЖЕТКИЧТҮҮ БАЙЛАНЫШЧЫЛАР БУЛ ЛИНКТИ ИШТЕБЕЙТ ПКБ КАРТАСЫН КАНТИП КЫЛУУ КЕРЕК Куралдар:

• Copper Clad
• Өнөр жай даражасы же туруктуу маркерге туруштук бер (Sharpie өнөр жай баасын Лоусадан тапса болот)
• Үтүк / үтүктөө тактасы
• Etchant (темир хлориди)
• Ар кандай Leak Proof Multiple Lock Seal Plastic же Glass Container (Мисал)

Эгерде сизде лазердик принтер болсо, анда каталогду, телефондук китепти же гезит кагазын алыңыз. Бул арзан кагаздын түрү, бул абдан жеңил жана эң негизгиси сууга түшүп кетет, ынануу үчүн бир кагазды сууда сынап көрүңүз. Сиз кагазды кадимки принтердин түрмөк баракчасына скотч менен жабышыңыз керек (Төмөндөгү сүрөттө көрсөтүлгөн) Сиз аны барактын үстүнө скотч менен жабышыңыз керек, ал принтер баракчасына мүмкүн болушунча жалпак экенин текшериңиз. принтер аркылуу өткөрүңүз, ал кыйрабайт. Төмөндөгү файлды жүктөп алыңыз (Boost Converter, SMT2) (Сиз DipTrace 2 бекер программасын жүктөп алышыңыз керек). Файлды ачыңыз жана Файлдын астындагы Алдын ала Көрүүнү чыкылдатыңыз. Объекттердин Тандоолору Сүрөттө көрсөтүлгөндөй экенине жана Күзгү кутучасы текшерилгенине ынангыла. Басуу баскычын чыкылдатыңыз, Басып чыгаруу терезесинен Касиеттерди тандаңыз. Касиеттер терезесинен графикалык өтмөктү жана Караңгылык аянтында КАРаңгы дегенди тандаңыз. Кагазды принтерге чапталган арзан кагаз менен азыктандырыңыз жана Басып чыгаруу баскычын басыңыз. Муну ПКБңыздын өлчөмүн өлчөө үчүн колдонуңуз жана жез капкагыңызды Dremel же стол менен аралыңыз, акырындык менен кесиңиз. Үтүгүңүздү күйгүзүңүз жана эң жогорку деңгээлге коюңуз (көбүнчө Пахта), Анын ысышын күтө туруңуз … Жез капталган бөлүгүн ысык суу жана самын менен жакшылап тазалаңыз. Үтүгүңүз биротоло ысытылганда, жез капталганыңызды жез капталын өйдө каратып үтүктөөчү тактага коюңуз. Жез менен капталган кесимдин көлөмүнө ылайык LASER басылган макетин кесип алыңыз. Кагаз тонерди ылдый каратып, үтүктү кагаз менен жез капталган жерге тегиз кылып коюңуз. Орточо күч менен түртүп, бир нече мүнөт күтө туруңуз. Жез менен капталган кагаз эми бири -бирине жабышышы керек. Кесимди жылуу самындуу сууга куюп, ЫСЫК болот жана беш мүнөт күтө туруңуз. Күткөндөн кийин, Бөлүктү алып, жылуу суунун астында иштетип, тонер калганга чейин кагаздын үстүн акырын сүртүңүз. Туруктуу маркер менен Макетти басыңыз. КИЙИНКИ КАДАМГА КОЛ КОЮП КӨРҮҮ Мен муну жаза алам)- Пластикалык контейнер 6-сүрөттү чоң масштабда басып чыгарыңыз, бөлүктөрүңүздү шилтеме катары колдонуңуз жана изиңизди туруктуу маркер менен колдон келишинче чийиңиз. Бул түйшүктүү болот, андыктан жөнөкөй издерди жасоо үчүн бир нече жарым саатты өткөрүүгө даяр болуңуз. Жөнөкөй окшойт, андай эмес. КИЙИНКИ КАДАМГА КЕТҮҮ

7 -кадам: Акыркы маселелер

Төмөндө бир нече банкты кантип толтуруу керектиги сүрөттөлгөн, бирөөсү бошотулса, башкалары төлөбөйт.