Bộ chuyển đổi DC-DC 200Watts 12V sang 220V: 13 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Chào mọi người:)

Chào mừng bạn đến với tài liệu hướng dẫn này, nơi tôi sẽ chỉ cho bạn cách tôi tạo ra bộ chuyển đổi DC-DC 12 vôn sang 220 vôn này với phản hồi để ổn định điện áp đầu ra và bảo vệ pin / điện áp thấp mà không cần sử dụng bất kỳ bộ vi điều khiển nào. Mặc dù đầu ra là điện áp cao DC (chứ không phải AC), chúng tôi có thể chạy Đèn LED, Bộ sạc điện thoại và các thiết bị dựa trên SMPS khác từ thiết bị này. Bộ chuyển đổi này không thể chạy bất kỳ tải dựa trên cảm ứng hoặc biến áp nào như động cơ AC hoặc quạt.

Đối với dự án này, tôi sẽ sử dụng IC điều khiển SG3525 PWM phổ biến để tăng điện áp DC và cung cấp phản hồi cần thiết để điều khiển điện áp đầu ra. Dự án này sử dụng các thành phần rất đơn giản và một số trong số chúng được tận dụng từ các bộ nguồn máy tính cũ. Hãy xây dựng!

Quân nhu

1. Biến áp ferit EI-33 có suốt chỉ (bạn có thể mua cái này từ cửa hàng điện tử địa phương hoặc lấy nó từ PSU máy tính)
2. IRF3205 MOSFET - 2
3. 7809 bộ điều chỉnh điện áp -1
4. IC điều khiển PWM SG3525
5. OP07 / IC741 / hoặc bất kỳ IC Khuếch đại Hoạt động nào khác
6. Tụ điện: 0,1uF (104) - 3
7. Tụ điện: 0,001uF (102) - 1
8. Tụ điện: Tụ gốm không phân cực 3,3uF 400V
9. Tụ điện: Tụ điện phân cực 3,3uF 400V (bạn có thể sử dụng giá trị điện dung cao hơn)
10. Tụ điện: điện phân 47uF
11. Tụ điện: 470uF điện phân
12. Điện trở: Điện trở 10K-7
13. Điện trở: 470K
14. Điện trở: 560K
15. Điện trở: 22 Ohms - 2
16. Điện trở biến đổi / Giá trị đặt trước: 10K -2, 50K - 1
17. Điốt phục hồi nhanh UF4007 - 4
18. Ổ cắm IC 16 chân
19. Ổ cắm IC 8 chân
20. Thiết bị đầu cuối vít: 2
21. Tản nhiệt để gắn MOSFET và bộ điều chỉnh điện áp (từ PSU máy tính cũ)
22. Perfboard hoặc Veroboard
23. Kết nối dây
24. Bộ hàn

Bước 1: Thu thập các thành phần được yêu cầu

Hầu hết các bộ phận cần thiết để thực hiện dự án này đã được lấy từ một bộ cấp nguồn máy tính không hoạt động. Bạn sẽ dễ dàng tìm thấy máy biến áp và các điốt chỉnh lưu nhanh từ nguồn điện như vậy cùng với các tụ điện định mức điện áp cao và bộ tản nhiệt cho MOSFETS

Bước 2: Chế tạo máy biến áp theo thông số kỹ thuật của chúng tôi

Phần quan trọng nhất của việc nhận đúng điện áp đầu ra là đảm bảo đúng tỷ lệ cuộn dây của máy biến áp của phía sơ cấp và thứ cấp và cũng để đảm bảo rằng các dây dẫn có thể mang lượng dòng điện cần thiết. Tôi đã sử dụng lõi EI-33 cùng với suốt chỉ cho mục đích này. Nó là cùng một máy biến áp mà bạn nhận được bên trong một SMPS. Bạn cũng có thể tìm thấy lõi EE-35.

Bây giờ mục tiêu của chúng tôi là tăng điện áp đầu vào 12 volt lên khoảng 250-300 volt và đối với điều này, tôi đã sử dụng 3 + 3 vòng trong sơ cấp với điều chỉnh trung tâm và khoảng 75 vòng ở phía thứ cấp. Vì phía sơ cấp của máy biến áp sẽ xử lý dòng điện lớn hơn phía thứ cấp, tôi đã sử dụng 4 dây đồng cách điện với nhau thành một nhóm và sau đó quấn nó xung quanh suốt chỉ. Đó là dây 24 AWG mà tôi nhận được từ một cửa hàng phần cứng địa phương. Lý do lấy 4 sợi dây lại với nhau để làm một sợi dây duy nhất là để giảm ảnh hưởng của dòng điện xoáy và tạo ra một hạt tải điện tốt hơn. cuộn sơ cấp gồm 3 vòng, mỗi vòng có nấc điều chỉnh ở giữa.

Cuộn thứ cấp bao gồm khoảng 75 vòng dây đồng cách điện 23 AWG.

Cả cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp đều được cách điện với nhau bằng cách sử dụng băng cách điện quấn quanh suốt chỉ.

Để biết chi tiết về cách chính xác tôi đã chế tạo máy biến áp, vui lòng tham khảo video ở cuối tài liệu hướng dẫn này.

Bước 3: Giai đoạn Dao động

SG3525 được sử dụng để tạo ra các xung đồng hồ thay thế được sử dụng để điều khiển MOSFETS thay thế, đẩy và kéo dòng điện qua các cuộn sơ cấp của máy biến áp và cũng để cung cấp điều khiển phản hồi để ổn định điện áp đầu ra. Tần số chuyển mạch có thể được đặt bằng cách sử dụng điện trở định thời và tụ điện. Đối với ứng dụng của chúng tôi, chúng tôi sẽ có tần số chuyển đổi là 50Khz được đặt bởi tụ điện 1nF trên chân 5 và điện trở 10K cùng với một biến trở ở chân 6. Biến trở giúp điều chỉnh tần số.

Để biết thêm chi tiết về hoạt động của IC SG3525, đây là liên kết đến bảng dữ liệu của IC:

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

Bước 4: Giai đoạn chuyển đổi

Đầu ra xung 50Khz từ bộ điều khiển PWM được sử dụng để điều khiển MOSFETs. Tôi đã thêm một điện trở giới hạn dòng 22 ohm nhỏ vào cực cổng của MOSFET cùng với một điện trở kéo xuống 10K để xả tụ cổng. chúng ta cũng có thể cấu hình SG3525 để thêm một khoảng thời gian chết nhỏ giữa việc chuyển đổi MOSFET để đảm bảo rằng chúng không bao giờ BẬT cùng một lúc. Điều này được thực hiện bằng cách thêm một điện trở 33 ohm giữa các chân 5 và 7 của IC. Điều chỉnh trung tâm của máy biến áp được kết nối với nguồn cung cấp tích cực trong khi hai đầu còn lại được chuyển mạch bằng cách sử dụng MOSFETs kết nối định kỳ đường dẫn xuống đất.

Bước 5: Giai đoạn đầu ra và phản hồi

Đầu ra của máy biến áp là tín hiệu DC xung điện áp cao cần được chỉnh lưu và làm mịn. Điều này được thực hiện bằng cách thực hiện một bộ chỉnh lưu toàn cầu sử dụng điốt phục hồi nhanh UF4007. Sau đó, các khối tụ điện 3,3uF mỗi khối (mũ cực và không cực) cung cấp đầu ra DC ổn định không có bất kỳ gợn sóng nào. Người ta phải đảm bảo rằng số đọc điện áp của nắp đủ cao để chịu đựng và lưu trữ điện áp được tạo ra.

Để thực hiện phản hồi, tôi đã sử dụng mạng phân áp điện trở 560KiloOhms và biến trở 50K, đầu ra của chiết áp đi đến đầu vào của bộ khuếch đại lỗi SG3525 và do đó bằng cách điều chỉnh chiết áp, chúng ta có thể nhận được đầu ra điện áp mong muốn.

Bước 6: Thực hiện bảo vệ điện áp

Bảo vệ điện áp thấp được thực hiện bằng cách sử dụng Bộ khuếch đại hoạt động ở chế độ so sánh so sánh điện áp nguồn đầu vào với tham chiếu cố định được tạo bởi chân SG3525 Vref. Ngưỡng có thể điều chỉnh bằng cách sử dụng chiết áp 10K. Ngay sau khi điện áp giảm xuống dưới giá trị cài đặt, tính năng Tắt máy của bộ điều khiển PWM được kích hoạt và điện áp đầu ra không được tạo ra.

Bước 7: Sơ đồ mạch

Đây là toàn bộ sơ đồ mạch của dự án với tất cả các khái niệm đã đề cập trước đó đã được thảo luận.

Được rồi, đủ phần lý thuyết, bây giờ chúng ta hãy làm bẩn tay!

Bước 8: Kiểm tra mạch trên Breadboard

Trước khi hàn tất cả các thành phần trên veroboard, điều cần thiết là phải đảm bảo rằng mạch của chúng ta hoạt động và cơ chế phản hồi hoạt động bình thường.

CẢNH BÁO: hãy cẩn thận trong việc xử lý điện áp cao hoặc có thể gây cho bạn một cú sốc gây chết người. Luôn ghi nhớ an toàn và đảm bảo rằng bạn không chạm vào bất kỳ thành phần nào trong khi nguồn điện vẫn đang bật. Các tụ điện có thể giữ điện tích trong một khoảng thời gian khá lâu, vì vậy hãy đảm bảo rằng nó đã được xả hoàn toàn.

Sau khi quan sát thành công điện áp đầu ra, tôi đã thực hiện cắt điện áp thấp và nó hoạt động tốt.

Bước 9: Quyết định vị trí của các thành phần

Bây giờ trước khi chúng ta bắt đầu quá trình hàn, điều quan trọng là chúng ta phải cố định vị trí của các thành phần theo cách mà chúng ta phải sử dụng dây tối thiểu và các thành phần liên quan được đặt gần nhau để chúng có thể dễ dàng kết nối với các vết hàn.

Bước 10: Tiếp tục quá trình hàn

Trong bước này, bạn có thể thấy tôi đã đặt tất cả các thành phần cho ứng dụng chuyển đổi. tôi đảm bảo rằng các dấu vết của MOSFET dày để mang dòng điện cao hơn. Ngoài ra, cố gắng giữ tụ lọc càng gần IC càng tốt.

Bước 11: Hàn hệ thống biến áp và phản hồi

Bây giờ là lúc sửa chữa máy biến áp và sửa chữa các thành phần để chỉnh lưu và phản hồi. Điều đáng chú ý là trong khi hàn, cần cẩn thận rằng phía điện áp cao và điện áp thấp có sự tách biệt tốt và bất kỳ sự cố ngắn nào cần phải tránh. Phía điện áp cao và thấp nên chia sẻ điểm chung để phản hồi hoạt động tốt.

Bước 12: Hoàn thiện mô-đun

Sau khoảng 2 giờ hàn và đảm bảo rằng mạch của tôi được nối dây chính xác mà không có chập, cuối cùng thì mô-đun đã hoàn thành!

Sau đó, tôi điều chỉnh tần số, điện áp đầu ra và cắt điện áp thấp bằng cách sử dụng ba chiết áp.

Mạch hoạt động đúng như mong đợi và cho điện áp đầu ra rất ổn định.

Tôi đã quản lý thành công bộ sạc điện thoại và máy tính xách tay của mình với bộ sạc này vì chúng là thiết bị dựa trên SMPS. Bạn có thể dễ dàng chạy các bộ sạc và đèn LED nhỏ đến trung bình với thiết bị này. Hiệu quả cũng khá chấp nhận được, dao động từ khoảng 80 đến 85 phần trăm. Tính năng ấn tượng nhất là khi không tải, mức tiêu thụ hiện tại chỉ khoảng 80-90 milliAmps, tất cả đều nhờ vào phản hồi và điều khiển!

Tôi hy vọng bạn thích hướng dẫn này. Đảm bảo chia sẻ điều này với bạn bè của bạn và gửi phản hồi cũng như nghi ngờ của bạn trong phần bình luận bên dưới.

Mời các bạn xem video để biết toàn bộ quá trình xây dựng và hoạt động của module. Cân nhắc đăng ký nếu bạn thích nội dung:)

Tôi sẽ gặp bạn trong một tiếp theo!