Bộ chuyển đổi DC - DC Boost đơn giản sử dụng 555: 4 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Nó thường hữu ích trong mạch có điện áp cao hơn. Cung cấp đường ray + ve và -ve cho op-amp, để điều khiển bộ rung hoặc thậm chí là một rơle mà không cần thêm pin.

Đây là một bộ chuyển đổi DC 5V sang 12V đơn giản được xây dựng bằng cách sử dụng bộ hẹn giờ 555 và một vài bóng bán dẫn 2N2222. Các vi mạch chuyên dụng đã tồn tại để thực hiện chức năng này và chúng hoạt động hiệu quả hơn nhiều so với thiết kế này - dự án này rất thú vị khi thử nghiệm và có trực giác về cách các mạch này hoạt động.

Bước 1: Chức năng cơ bản

Mạch hoạt động bằng cách đóng bóng bán dẫn, nối đất hiệu quả cho cuộn cảm. Điều này gây ra một dòng điện lớn chạy vào cuộn cảm. Khi bóng bán dẫn mở, từ trường sụp đổ trong cuộn cảm làm cho điện áp tăng lên, thường cao hơn nhiều so với điện áp của pin. Nếu điện áp được tạo ra cao hơn điện áp được lưu trữ trong tụ điện, diode sẽ đóng lại và cho phép tụ điện tích điện.

Sử dụng bộ tạo tín hiệu để điều khiển bóng bán dẫn, tôi thấy rằng đối với các giá trị linh kiện của mình (các bộ phận mà tôi tận dụng được từ các thiết bị điện tử đã bỏ đi), tôi cần tần số khoảng 220KHz để tạo ra 15V. Một mạng phản hồi sau đó sẽ điều khiển tần số để cố gắng duy trì một mức 12V ổn định ở các tải khác nhau.

Bước 2: Mạch linh hoạt

Có rất nhiều mạch dao động 555 khác nhau trên mạng, nhưng tôi đã xây dựng theo cách này.

Đầu ra, chân 3, được sử dụng để sạc và xả tụ điện thông qua một điện trở. Điện áp trên tụ điện được theo dõi để chuyển đổi chân đầu ra.

Nếu sử dụng nguồn 6V, có thể dễ dàng thấy các op-amps có điện áp tham chiếu 2V và 4V. Cả hai op-amps đều theo dõi điện áp của tụ điện và do đó các chân (2 và 6) được nối dây với nhau.

Nếu điện áp tăng trên 4V, op-amp trên cùng tăng cao Lắp lại chốt, tụ điện bắt đầu phóng điện cho đến khi giảm xuống dưới 2V, lúc này op-amp phía dưới sẽ tăng cao và Đặt chốt. Một lần nữa sạc tụ điện.

Dấu vết phạm vi màu vàng cho thấy tụ điện đang sạc và xả trong khi dấu vết màu xanh lam cho thấy chân đầu ra 3 tạo ra sóng vuông ở tần số 190KHz.

Bước 3: Vòng lặp phản hồi

Yêu cầu đối với vòng phản hồi là giảm tần số khi điện áp đầu ra quá cao và tăng tần số khi điện áp quá thấp.

Cách dễ nhất mà tôi có thể nghĩ ra để làm điều này là sử dụng một bóng bán dẫn để loại bỏ dòng điện trong chu kỳ sạc tụ điện.

Trong chu kỳ này, chân XÓA 7 hoạt động ở mức thấp, cho phép mạch chảy máu ăn cắp dòng điện từ tụ điện.

Điện áp cơ bản - 0,65V hiện diện tại bộ phát, điện áp này trên một điện trở R cố định sẽ duy trì một dòng điện ổn định, dòng điện này phải đến từ dòng nạp tụ điện, làm chậm chu kỳ và giảm tần số. Điện áp càng cao, dòng điện chạy ra khỏi quá trình sạc càng nhiều và tần số càng thấp. Điều đó phù hợp với yêu cầu của chúng tôi một cách chính xác.

Thử nghiệm với các giá trị thành phần, nhưng tôi đã chọn 3K cho điện trở cơ bản vì lý do này:

Tại điểm thấp nhất, tụ điện có giá trị khoảng 2V. Từ nguồn cung cấp 5V, điều này có nghĩa là 3V trên điện trở 3K sẽ bắt đầu sạc tụ điện với 1mA.

Với 1V đặt trước tại bộ phát trên một điện trở 3K sẽ tạo ra 1/3 dòng điện, hoặc 333uA… mà tôi nghĩ sẽ là một dòng chảy tốt. Điện áp cơ bản đến từ một chiết áp, tạo thành một bộ chia điện áp với điện áp mà chúng ta muốn theo dõi, tức là đầu ra 12V. Vì chiết áp có thể điều chỉnh nên giá trị điện trở bộ phát không quan trọng. Tôi đã chọn một chiết áp 20K cho việc này.

Bước 4: Hoàn thành mạch

Tôi chỉ có một diode gắn trên bề mặt có thể được hàn vào đáy bảng.

Mạch đã được thử nghiệm từ nguồn cung cấp 5V từ Arduino và điều khiển hiệu quả bộ rung 12V, động cơ DC, rơle 12V hoặc một loạt điốt mà không cần nguồn cung cấp 12V bên ngoài.