Bộ chuyển đổi DC-DC HV Boost: 7 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Bước 1: Giới thiệu về Vận hành và Điện tử

A Boost Converter hoạt động như thế nào? Nguyên tắc cơ bản: Một bộ chuyển đổi tăng cường hoạt động ở hai giai đoạn, BẬT và TẮT. Trong giai đoạn BẬT, Công tắc bán dẫn đang dẫn và dòng điện tích tụ trong cuộn cảm tạo ra trường điện từ, trường này lưu trữ năng lượng. Trong giai đoạn TẮT, Công tắc bán dẫn không dẫn điện và trường điện từ bị sập. Khi trường sụp đổ, năng lượng tích trữ trong nó không thể thoát ra ngoài qua Bộ chuyển mạch bán dẫn nên nó đi qua diode và đi vào tải / Tụ điện ở điện áp cao hơn nhiều. Điều này xảy ra vài nghìn lần một giây thông qua các xung từ Chip hẹn giờ NE555 và kết quả là có thể sạc tụ điện có điện áp cao từ nguồn điện áp thấp. Dưới đây là một số trợ giúp cho những bạn không rành về điện tử. R-Điện trở VR-Điện trở biến đổi (còn được gọi là một chiết áp) B-Pin V-Nguồn điện áp C-Tụ điện D-Diode L-Cuộn cảm U / IC-Mạch tích hợp Q-Transistor / IGBT M-MOSFET GND- Ground (Cực âm của Pin cho các ứng dụng di động) Một số Sơ đồ và Biểu đồ được hiển thị bên dưới để giúp bạn thêm.

_ TRUY CẬP TRANG WEB CỦA TÔI ĐỂ BIẾT CÁC DỰ ÁN KHÁC: CÁC HỆ THỐNG THỰC NGHIỆM TRONG TƯƠNG LAI

Bước 2: Bộ chuyển đổi Protoboard Boost 500V

Bộ chuyển đổi tăng cường này dành cho những người có kinh nghiệm điện tử vừa phải.

Nếu bạn có đủ tài nguyên, tôi khuyên bạn nên tạo phiên bản bảng mạch in của thiết bị này vì nó đơn giản hơn, nhỏ hơn và ít khả năng bị lỗi hơn. Tuy nhiên, hãy thoải mái tạo phiên bản protoboard nếu dung lượng không phải là vấn đề.

Mạch này chiếm tối thiểu 1,75 "x 1,5" x 1 "và có thể hoạt động từ 8,4V đến 31,2V Đầu vào và đầu ra tối đa 500V một cách an toàn (đối với mạch). Tôi khuyên bạn nên có ít nhất đầu vào pin 12V.

ĐIỆN ÁP CAO NGUY HIỂM Thiết bị này có thể tạo ra điện áp gây chết người và các tụ điện bạn sạc có thể lưu trữ điện tích gây chết người trong nhiều giờ, Vui lòng đeo Găng tay thợ điện và Kính an toàn khi vận hành và thực hiện tất cả các biện pháp phòng ngừa an toàn

Thông số kỹ thuật:

Chi phí Dự án: - 17 đô la + Xe chở hàng - 5 đô la + Tàu chở hàng PCV-2-394-05L (Theo liên kết và nhập số bộ phận cần mua) - Tổng chi phí trung bình khi vận chuyển - 35 đô la -

Kích thước: 1,75 "x 1,5" x 1 "Điện áp đầu vào: 8,4V đến 31,2V Phạm vi điện áp đầu ra: 100V đến 500V Công suất đầu ra:

- Đầu vào 12V Tối đa 36W + -20% Sạc 290J Ngân hàng Tụ trong 8 giây - Đầu vào 24V Tối đa 92W + -20% Sạc 1468J Ngân hàng Tụ trong 16 giây

Công suất đầu ra được đo bằng 1-2 pin axit chì 12V 34Ah cho nguồn điện áp hầu như không đổi

Hạn chế chính về lượng điện năng có thể được sử dụng từ pin của bạn là ESR của Bộ pin

--- Để có kết quả tốt nhất, sử dụng pin định mức dòng điện cao hoặc Pin dành cho Thiết bị Power RC --- NiCd là tốt nhất (ngoại trừ Li-poly) Đối với các loại Pin sau, Công suất tối đa ước tính có thể được rút ra ESR = Điện trở dòng tương đương = Kháng cự bên trong

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

Cảnh báo-Rút quá nhiều dòng điện từ pin của bạn có thể làm giảm dung lượng, tuổi thọ và khiến pin của bạn quá nóng. Hãy theo dõi nhiệt độ pin của bạn.

Lưu ý: Các lỗ trên Protoboard không chứa các chân MOSFET và Diode, việc khoan lỗ 1/32 giải quyết được điều này, mặc dù bạn có thể phải hàn các đầu dẫn với các miếng đệm liền kề.

Bước 3: Bộ phận chuyển đổi Protoboard Boost 500V

Công cụ:

• Sắt hàn
• Hàn điện (Ưu tiên lõi nhựa thông 0.032 ")
• Dây đeo cổ tay chống tĩnh điện
• Găng tay thợ điện
• Kính bảo vệ

Vật liệu: - Protoboard (Liên kết là protoboard tôi đã sử dụng, Bộ Protoboard) Các bộ phận mua từ Mouser: U2- Bộ điều chỉnh điện áp - Số bộ phận đầu vào pin-8,4V đến 12V LF60CV-12V đến 13,2V LD1086V90-13,2V đến 16,8V LM7809ACT- 16,8V đến 26,4V LM7812ACT-26,4V đến 31,2V LM317 Bất kỳ TO-220 (R1 = 500 Ohm R2 = 5,5 k Ohm) Xem bảng dữ liệu --- Kiểm tra Đầu ra đó là 15V cho LM317 --- Đối với C1, C2, C3, và CT sử dụng định mức điện áp theo sau: Điện áp pin ………. Tụ điện Điện áp định mức = 16V Cap = 25V Cap = 50V Cap-- Loại C2 Theo bộ điều chỉnh được sử dụng: --LF60CV ElectrolyticLD1086V90 ElectrolyticLM7809ACT CeramicLM7812ACT CeramicLM317 Điện phân - C1 và C3 là Đĩa gốm hoặc MLCC được dẫn 5% -20% hoặc -20% đến + 80% ---- CT là Đĩa gốm hoặc MLCC được dẫn 1% -10% ---- Tất cả các điện trở ngoại trừ Rdiv1 là 1 / 10W trở lên --- 2 ổ cắm 8-DIP-C1- 0,33uF (330nF) hoặc hơn-C2- 10uF-C3- 0,01uF (10nF) -CB1- Bất kỳ ngân hàng tụ điện nào bạn muốn sạc-CT- 0,022uF (22nF) -LEDPWR- Cho biết nguồn được áp dụng-LEDREG- Cho biết điện áp mong muốn là R eached-LEDGATE- Cho biết NE555 đang cung cấp điện áp cho MOSFET-R1, R2, R3 - 1kOhm (= 12V) 1% -5% -RA- 15kOhm (2% trở lên) -RB- 10kOhm (2% trở lên) - Rdiv1- 1MOhm (2% hoặc cao hơn, 1 / 4W trở lên) -Rdiv2- Giá trị sử dụng của bộ điều chỉnh (2% hoặc cao hơn) LF60CV 11kOhmLD1086V90 16kOhmLM7809ACT 16kOhmLM7812ACT 22.3kOhmLM317 28kOhm-SW1- Định mức cho điện áp đầu vào và 5-6A-U1. 1 (Cùng một chip) - LM393AN-U3- SE555P-VR1- 10kOhm Potentiometer (Đa lượt sẽ chính xác hơn) -M1- FCA47N60 (F) -D1- RURG3060 (Sử dụng RURG30120 nếu đây là dự án điện tử đầu tiên của bạn) Coilcraft: L1- Coilcraft PCV-2-394-05L (Nhấp vào liên kết và nhập số bộ phận để mua) CÁC SỐ PIN CÓ TRÊN BẢNG HIỆU QUẢ NHẤP VÀO "i" Ở ĐẦU BẢNG HIỆU ỨNG ĐỂ XEM TẢI XUỐNG LỚN HƠN

Bước 4: Bộ chuyển đổi PCB Boost 500V

Nếu bạn có đủ tài nguyên, tôi thực sự khuyên bạn nên tạo bộ chuyển đổi Bảng mạch in này thay vì bộ chuyển đổi bảng mạch in. Việc tạo ra một PCB tùy chỉnh sẽ nhỏ gọn hơn và có hình thức đẹp hơn nhiều. Mạch này chỉ chiếm 1 5/8 "x 1 1/4" x 1 "và có thể hoạt động từ 8,4V đến 31,2V và đầu ra tối đa 500V một cách an toàn.. Kích thước của phiên bản này cũng có thể được giảm xuống 1 5/8 "x 1 1/4" x 3/8 "nếu Cuộn cảm được đặt cách xa mạch của bạn, giống như trong hầu hết các cuộn dây để thuyết phục. Được hiển thị trong hình bên dưới. ĐIỆN ÁP CAO NGUY HIỂM Thiết bị này có thể tạo ra điện áp gây chết người và tụ điện bạn sạc có thể lưu trữ điện tích gây chết người trong nhiều giờ, Mang Găng tay thợ điện và Kính an toàn trong khi vận hành và thực hiện tất cả các biện pháp phòng ngừa an toàn 5 đô la + Vận chuyển Coilcraft PCV-2-394-05L (Theo liên kết và nhập số bộ phận cần mua) -> = 15 đô la + Vận chuyển MPJA - Tổng chi phí trung bình khi vận chuyển - <50 đô la - Điện áp đầu vào: 8,4V đến 31,2 V Dải điện áp đầu ra: 100V đến 500V Công suất đầu ra: - TEST 1-12V Đầu vào 48W tối đa + -20% Sạc 290J Ngân hàng tụ điện trong 6s - TEST 2 - 12V Đầu vào 45W tối đa + -20% Sạc 1160J Ngân hàng tụ điện trong 26 giây - Đầu vào 24V Công suất đầu ra TBD được đo bằng 1-2 pin axit chì 12V 34Ah cho nguồn điện áp hầu như không đổi Mỗi thử nghiệm được thực hiện 5 lần, kết quả tốt nhất được hiển thị. Hạn chế chính về lượng điện năng có thể được sử dụng từ pin của bạn là ESR Bộ pin --- Để có kết quả tốt nhất, hãy sử dụng pin được đánh giá cao hiện tại hoặc Pin dành cho Thiết bị Power RC --- NiCd là tốt nhất (ngoại trừ Li- poly) Đối với các loại pin sau, công suất tối đa ước tính có thể được rút ra ESR = Điện trở dòng tương đương = Điện trở bên trong Có thể sử dụng kiềm, nhưng tôi thực sự khuyên bạn nên sử dụng pin định mức dòng điện cao có thể sạc lại. Có thể sử dụng Điện áp thấp hơn, nhưng mong đợi Công suất đầu ra thấp hơn. 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 Cảnh báo-Vẽ quá nhiều dòng điện từ pin của bạn có thể làm giảm dung lượng, tuổi thọ và khiến pin quá nóng, hãy theo dõi Nhiệt độ pin khi kiểm tra.

Bước 5: Bộ phận chuyển đổi PCB Boost 500V

Công cụ:

• Sắt hàn
• Hàn điện (Ưu tiên lõi nhựa thông 0.032 ")
• Dây đeo cổ tay chống tĩnh điện
• Găng tay thợ điện
• Kính bảo vệ
• Bất kỳ Bằng chứng rò rỉ Nhiều khóa Hộp đựng bằng nhựa hoặc thủy tinh (Ví dụ)

Vật liệu: MPJA hoặc Amazon:

• FERRIC CHLORIDE (nhận Gói lớn hơn nếu bạn có kế hoạch sản xuất nhiều bảng mạch hơn)
• 2 trong số mỗi BÚT CHỐNG LẠI hoặc Sharpie công nghiệp
• COPPER CLAD BOARD (Chọn 3 x 5, 4 x 6 hoặc 6 x 9 cho dự án này)

Các bộ phận được mua từ Mouser: Đối với C1, C2, C3 và CT sử dụng định mức điện áp theo sau: Điện áp pin ………. Điện áp định mức của tụ điện = 16V Cap = 25V Cap = 50V CapU2- Bộ điều chỉnh điện áp - DPAK (TO-252) Số bộ phận đầu vào pin-8,4V đến 12V LF60ABDT-12V đến 13,2V LF90ABDT-13,2V đến 16,8V MC7809E-16,8V đến 26,4V MC7812E-26,4V đến 31,2V LM317M (R1 = 500 Ohm R2 = 5,5 k Ohm) - Loại C2 Theo bộ điều chỉnh được sử dụng: --LF60ABDT ElectrolyticLF90ABDT ElectrolyticMC7809E CeramicMC7812E CeramicLM317M Điện phân - C1, C3, C4 và C5 là MLCC SMD / SMT 5% -20%, hoặc -20% đến + 80% ---- CT là MLCC SMD / SMT 1% -10% ---- Tất cả các điện trở ngoại trừ Rdiv1 là 1 / 10W hoặc lớn hơn - 4 Số sau Giá trị là Kích thước (tức là 0805 hoặc 1210) -C1-10uF 1210-C2- 10uF 1210- C3- 0,22uF (220nF) 0805-C4- 0,01uF (10nF) 0805-C5- 0,01uF (10nF) 0805-CB1- Bất kỳ ngân hàng tụ điện nào bạn muốn sạc-CT- 0,022uF (22nF) 0805-LEDPWR- Cho biết nguồn điện được Áp dụng 1206-LEDREG- Cho biết Điện áp mong muốn đã đạt đến 1206-LEDGATE- Cho biết NE555 là nguồn điện áp đến th e MOSFET 1206-R1, R2, R3-1kOhm (= 12V) 1% -5% 0805-RA- 15kOhm (2% trở lên) 0805-RB- 10kOhm (2% trở lên) 0805-Rdiv1-1MOhm (2% hoặc tốt hơn, 1 / 4W trở lên) 1206-Rdiv2- 0805 Giá trị sử dụng của bộ điều chỉnh (2% hoặc tốt hơn) LF60ABDT 11kOhmLF90ABDT 16kOhmMC7809E 16kOhmMC7812E 22.3kOhmLM317M 28kOhm-SW1- Được đánh giá cao hơn điện áp đầu vào ở 5-6A-U1 và U1.1 Chip) - LM393AM SOIC-8-U3- SE555D SOIC-8-VR1- 10kOhm Potentiometer (Multi-turn sẽ chính xác hơn) -M1- FCA47N60 (F) -D1- RURG3060 (Vui lòng sử dụng RURG30120 nếu đây là một trong những dự án điện tử đầu tiên) Coilcraft: -L1- Coilcraft PCV-2-394-05L (Theo đường dẫn liên kết và nhập số bộ phận để mua) CÁC SỐ PIN CÓ TRÊN BẢNG HIỆU NHẤP VÀO "i" Ở ĐẦU CÂU LẠNH TẢI XUỐNG CHẾ ĐỘ XEM TRÊN TOÀN BỘ

Bước 6: Xây dựng Bộ chuyển đổi PCB Boost 500V

Bước đầu tiên trong quá trình xây dựng PCB là thiết kế Bảng mạch PCB của bạn bằng DipTrace (nhấp vào liên kết và tải xuống phần mềm miễn phí DipTrace 2) Bạn cũng có thể sử dụng Bố cục PCB được hiển thị trong Hình bên dưới. Bước tiếp theo là đưa Thiết kế lên PCB, bạn có thể thực hiện theo hai cách này: Sử dụng Máy in Laser (Nhanh chóng, Dễ dàng và nếu bạn có thể tìm một cái để mượn, tôi khuyên bạn nên mượn nó) và Truy tìm bằng tay (TIÊU THỤ RẤT NHIỀU THỜI GIAN) - MÁY IN LASER-MÁY IN HỒNG JET SẼ KHÔNG HOẠT ĐỘNG ĐƯỢC LIÊN KẾT NÀY ĐỂ TÌM HIỂU LÀM THẾ NÀO ĐỂ LÀM MỘT BAN PCB

• Mạ đồng
• Marker cấp công nghiệp hoặc kháng vĩnh viễn (Có thể tìm thấy Sharpie cấp công nghiệp ở mức thấp)
• Bàn ủi / bàn ủi
• Etchant (Clorua sắt)
• Bất kỳ Bằng chứng rò rỉ Nhiều khóa Hộp đựng bằng nhựa hoặc thủy tinh (Ví dụ)

Nếu bạn tình cờ có Máy in Laser, chỉ cần lấy một số danh mục, danh bạ điện thoại hoặc giấy báo. Đây là loại giấy rẻ tiền, rất nhẹ và quan trọng nhất là khi rơi vào nước, hãy thử một tờ giấy trong nước để chắc chắn. Bạn sẽ cần phải dán giấy vào một tờ giấy nạp máy in thông thường (Được hiển thị trong Hình ảnh Dưới đây) Bạn chỉ cần dán nó vào đầu tờ giấy, đảm bảo nó càng phẳng càng tốt với tờ máy in để khi nạp qua máy in nó không bị vỡ vụn. Tải xuống tệp bên dưới (Boost Converter, SMT2) (Bạn sẽ cần tải xuống phần mềm miễn phí DipTrace 2). Mở Tệp và nhấp vào Xem trước khi in Dưới TỆP. Đảm bảo rằng các Lựa chọn Đối tượng như được hiển thị trong Hình và Hộp Gương được chọn. Bấm In, Trong Cửa sổ In, chọn Thuộc tính. Trong cửa sổ Thuộc tính, chọn tab đồ họa và Trong Quảng trường Bóng tối chọn TỐI. Nạp Giấy có dán giấy rẻ tiền vào máy in và Nhấp vào In. Giấy của bạn sẽ giống như trong Hình thứ 5. Sử dụng cái này để định kích thước PCB của bạn và cắt Lớp mạ đồng của bạn bằng máy Dremel hoặc cưa bàn, cắt từ từ. Bật bàn ủi của bạn và đặt nó ở chế độ cao nhất (thường là Cotton), Chờ cho nó nóng lên… Trong khi chờ đợi, hãy làm sạch hoàn toàn miếng đồng mạ của bạn bằng nước nóng và xà phòng, lau khô kỹ miếng của bạn. Khi bàn ủi của bạn được làm nóng cuối cùng, hãy đặt lớp bọc đồng của bạn lên bàn ủi với mặt đồng hướng lên trên. Cắt Bố cục in LASER sao cho có kích thước bằng kích thước của miếng đồng mạ. Đặt miếng mực xuống mặt phẳng và đặt bàn là phẳng xuống tờ giấy và lớp mạ đồng. Ấn xuống với lực vừa phải và đợi vài phút. Lớp phủ đồng và giấy bây giờ sẽ được dính vào nhau. Đặt miếng bánh sẽ còn nóng vào một thùng chứa nước xà phòng ấm và đợi năm phút. Sau khi chờ đợi, lấy Piece và chạy nó dưới nước ấm và nhẹ nhàng chà xát phần trên của tờ giấy cho đến khi tất cả những gì còn lại là mực. Chỉnh sửa Bố cục bằng điểm đánh dấu vĩnh viễn của bạn. ĐI ĐẾN BƯỚC TIẾP THEO- ĐẨY TAY - Đồng mạ- Etchant- Lớp công nghiệp hoặc Bút đánh dấu vĩnh viễn (Lớp công nghiệp có thể được tìm thấy ở Lowes, khó tìm, bạn có thể hỏi nó ở đâu, nếu bạn tìm thấy nó ở nơi khác, hãy cho tôi biết nhé Tôi có thể đăng nó) - Hộp nhựa In hình thứ 6 với tỷ lệ lớn, sử dụng các bộ phận của bạn làm tài liệu tham khảo và vẽ các dấu vết bằng bút đánh dấu cố định của bạn tốt nhất có thể. Điều này sẽ rất tẻ nhạt vì vậy hãy chuẩn bị dành vài nửa giờ để thực hiện ngay cả những dấu vết đơn giản. Có vẻ đơn giản hơn nhỉ, không phải đâu.

Bước 7: Vấn đề cuối cùng

Dưới đây là hình ảnh về cách tính phí nhiều ngân hàng để nếu một ngân hàng xả thì những ngân hàng khác sẽ không.