Jeśli szukasz uniwersalnego obwodu konwertera DC-DC, to ten artykuł jest dla Ciebie. Dziś wspólnie z Romanem (autorem kanału YouTube „Open Frime TV”) zbudujemy konwerter oparty na topologii Sepic.
Jeśli użyjesz wyszukiwania, myślę, że pierwszym na liście będzie wideo słynnego blogera wideo AKA KASYAN (kanał YouTube „AKA KASYAN”) na temat montażu konwertera dc-dc w górę / w dół.
Jest tylko obwód z jednym induktorem i nie ma regulacji prądu. Wersja powieści została zebrana na temat topologii Sepic, bardziej szczegółowo się później. Zastanówmy się teraz, dlaczego taki konwerter jest potrzebny.
Zacznijmy od cech:
Napięcie wejściowe od 10 V do 25 V;
Napięcie wyjściowe od 0 do 30 V;
Prąd wyjściowy wynosi do 2A (tutaj są pewne funkcje, dotkniemy ich podczas obliczania induktora).
Jak widać z charakterystyki, taki konwerter można zastosować w samochód w celu zwiększenia lub zmniejszenia napięcia 12 V. Możesz również podłączyć taki domowy konwerter dc-dc do wyjścia zasilacza komputerowego i odbierać z niego różne napięcia bez zmian.
Cóż, albo możesz wziąć zasilacz z laptopa i ponownie otrzymać dowolne napięcie na wyjściu. Jest to bardzo wygodne, nie musisz martwić się o napięcie zasilania.
Teraz przejdź bezpośrednio do schemat urządzenia.
Tutaj wszyscy wiemy TL494, ona ma już wiele lat, ale nadal nie rezygnuje ze swojej pozycji.
Od samego początku autor chciał stworzyć przetwornik dc-dc na UC3843, ale okazały się one wadliwe, były czymś innym, ale autor nie mógł osiągnąć normalnej pracy.
Ponadto, jeśli dostosujesz prąd, musisz ustawić drugi bocznik, co zmniejsza końcową wydajność urządzenia.
Roman (autor dzisiejszego domowego wyrobu) nie przyszedł od razu do tego schematu, ale po rozmowie z autorem YouTube kanału „RED Shade”, który zasugerował, w którą stronę myśleć. A oto ostateczny schemat urządzenia:
Ma regulację napięcia, prądu, a także zainstalowany jest sterownik polowy. Wraz z nim ciepło nieznacznie spadło.
Widać również, że maksymalna szerokość impulsu wyjściowego jest ograniczona, ponieważ przy maksymalnym wypełnieniu obwód przeszedł w tryb niezrozumiały, zjadł dużo prądu, ale napięcie spadło na wyjściu.
Maksymalne napięcie wyjściowe wynosi 30 V.
Jeśli potrzebujesz więcej, będziesz musiał ponownie obliczyć wartość tych rezystorów:
Ponadto w taki sposób, że przy pożądanym napięciu wyjściowym w punkcie podziału wyniósł 5 V.
Mamy również ograniczony prąd, jest to 2A. Jeśli potrzebujesz więcej, musisz przeliczyć ten rezystor:
To jest już trochę bardziej skomplikowane. Najpierw musisz dowiedzieć się, ile woltów spadnie na bocznik.
Na przykład potrzebujemy prądu 4A. Następnie patrzymy na taki prąd, 0,4V spada na rezystorze.
Ok, teraz liczymy rezystor. Potrzebujemy, aby w punkcie podziału rezystora zmiennego i stałej napięcie miało wynosić 0,4 V.
Aby to zrobić, przejdź do kalkulatora online i zacznij podnosić rezystor.
Jak widać, nie jest to trudne. Porozmawiajmy teraz o tym, jak to wszystko działa. Punkt odniesienia - urządzenie jest wyłączone.
Dajemy więc jedzenie. Klucz jest otwarty, co oznacza, że prąd przepływa przez cewkę, kondensator i diodę bezpośrednio do obciążenia i kondensatora wyjściowego.
Następnie klucz jest zablokowany.
W tym momencie energia jest gromadzona w cewce L1. Przepływowy kondensator został naładowany napięciem zasilającym, a ponieważ po zamknięciu klucza włącza się równolegle z indukcyjnością L2, ładuje go.
Napięcie z L2 nie może przejść do obciążenia, ponieważ jest dioda, a jego napięcie na katodzie jest wyższe niż na anodzie.
Teraz klucz jest ponownie otwarty, a napięcie na L1 jest dodawane do napięcia indukcji własnej.
Tak więc podwyższone napięcie jest już przykładane do kondensatora przejściowego i obciążenia.
Zmieniając cykl pracy PWM, zmieniamy napięcie wyjściowe.
Jeśli szerokość impulsu jest wystarczająco mała, wówczas wielkość indukcji własnej jest mniejsza, a w konsekwencji napięcie wyjściowe maleje. Zaletą takiego obwodu w porównaniu ze zwykłym podwyższającym napięcie przetwornikiem DC-DC jest to, że instaluje się tutaj kondensator przelotowy, który w przypadku zwarcia nie pozwoli na awarię obwodu.
Teraz przejdźmy dalej. Jak wspomniano powyżej, niektóre elementy programu muszą zostać obliczone, ponieważ istnieje już strona internetowa z gotowym kalkulatorem online, dzięki czemu życie jest nierealne.
Jak widać, tutaj musisz wprowadzić swoje dane.
Autor próbował obliczyć w możliwie najszerszym zakresie i tak się stało:
Do obliczeń otrzymaliśmy kilka cewek indukcyjnych.
Ale jak w prawdziwym życiu można je zranić wymaganą indukcyjnością? Właściciele miernika ESR powiedzą, że nie ma nic skomplikowanego, kręcisz się i patrzysz na parametry.
Ale ten miernik ESR pokazuje z bardzo dużym błędem, więc autor sugeruje użycie programu Old Man.
Wprowadzamy w nim wszystkie niezbędne parametry, a także wskazujemy, który rdzeń mamy. Jeśli nie ma ich pod ręką, otrzymujemy 2 identyczne żółte pierścienie z zasilacza komputera.
Cóż, pozostajemy rozwinąć nasze dławiki, nie będzie to trudne.
Okazało się całkiem nieźle. Wydawałoby się, że wszystkie trudności już minęły, ale nie, nadal istnieje układ PCB. Autor spędził na niej jeden wieczór, aby uporządkować wszystkie elementy tak zwięźle, jak to możliwe.
Aby zamontować, możesz trochę powiększyć tablicę i dodać otwory po bokach, ale to zależy od ciebie.
Deska jest gotowa, otwory są wiercone, to kolej na maszynę uszczelniającą. Jest jeden ważny punkt, konieczne jest podniesienie elementów mocy nad płytę, ponieważ wtedy nie będzie można uzyskać śrubokręta.
Teraz musisz zainstalować tranzystor i diodę na chłodnicy. Autor zastosuje taki aluminiowy profil, ma dobre wymiary i może normalnie chłodzić obwód.
W końcu tradycyjnie mamy testy. Najpierw zasil obwód o napięciu 12 V. Wyjście jest podłączone do obciążenia w postaci żarówki o mocy 100W, zaprojektowanej na napięcie 36 V. Multimetr monitoruje napięcie wyjściowe.
Jak widać, możemy łatwo ustawić dowolne napięcie, zaczynając od 0, a kończąc na prawie 30 woltów, co wpływa na dużą indukcyjność, która według autora był zbyt leniwy, aby przewinąć do tyłu.
Zobaczmy teraz aktualny limit.
Jak widać, nasz obwód wykonuje doskonałą robotę. Teraz zrób zwarcie.
Jest to na ogół bezproblemowe, istnieje po prostu ograniczenie wcześniej ustawionego prądu. Najważniejszym testem jest ustawienie wyjściowej wartości średniej na 15 V i rozpoczęcie zmiany napięcia wejściowego.
Jak widać, początkowo go zmniejszaliśmy, ale teraz zaczęliśmy go zwiększać, ale napięcie wyjściowe utrzymuje się na danym poziomie.
Cóż, to wszystko, mam nadzieję, że ci się podobało. Dziękuję za uwagę. Do zobaczenia wkrótce!
Wideo: