Convertidor simple DC - DC Boost mitjançant 555: 4 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:10

Sovint és útil en un circuit tenir tensions més altes. Ja sigui per proporcionar rails + ve i -ve per a un amplificador operatiu, per accionar buzzers o fins i tot un relé sense necessitat de bateria addicional.

Es tracta d’un convertidor senzill de 5V a 12V CC construït amb un temporitzador 555 i un parell de transistors 2N2222. Ja existeixen IC dedicats per realitzar aquesta funció i ho fan molt més eficientment que aquest disseny; aquest projecte és divertit d’experimentar i té una intuïció sobre el funcionament d’aquests circuits.

Pas 1: funció bàsica

El circuit funciona tancant el transistor i posant a terra efectivament l’inductor. Això fa que un gran corrent flueixi cap a l’inductor. Quan el transistor està obert, el camp magnètic col·lapsa a l’inductor provocant un augment de la tensió, sovint molt superior al voltatge de la bateria. Si la tensió generada és superior a la tensió emmagatzemada al condensador, el díode es tanca i permet que el condensador es carregui.

Fent servir un generador de senyal per accionar el transistor, vaig trobar que per als valors dels components (peces que he recuperat de productes electrònics descartats) necessito una freqüència d’uns 220 KHz per generar 15 V. Una xarxa de retroalimentació controlarà la freqüència per intentar mantenir un 12V constant a diverses càrregues.

Pas 2: Circuit Astable

Hi ha diversos 555 circuits oscil·ladors en línia, però jo els he construït d’aquesta manera.

La sortida, el pin 3, s’utilitza per carregar i descarregar un condensador mitjançant una resistència. El voltatge a través del condensador es controla per commutar el pin de sortida.

Si utilitzeu un subministrament de 6V, és fàcil veure que els amplificadors operatius tenen un voltatge de referència de 2V i 4V. Tots dos amplificadors operatius controlen la tensió del condensador i, per tant, els pins (2 i 6) es connecten.

Si el voltatge augmenta per sobre de 4 V, l’ampli operatiu superior augmenta Resetineu el pestell, el condensador comença a descarregar-se fins a baixar de 2 V, moment en què l’ampli operatiu inferior augmentarà i configureu el pestell. Una vegada més carregueu el condensador.

La traça de l'abast groc mostra la càrrega i la descàrrega del condensador, mentre que la traça blava mostra el pin de sortida 3 generant una ona quadrada a 190 KHz.

Pas 3: el bucle de comentaris

El requisit del bucle de retroalimentació és baixar la freqüència quan el voltatge de sortida augmenta massa i augmentar la freqüència quan el voltatge és massa baix.

La forma més senzilla de fer-ho era fer servir un transistor per eliminar el corrent durant el cicle de càrrega del condensador.

Durant aquest cicle, el pin de descàrrega 7 està actiu baix, permetent que el circuit de purga robi corrent al condensador.

La tensió base - 0,65 V està present a l’emissor, aquesta tensió sobre una resistència R fixa mantindrà un corrent constant, que ha de provenir del corrent de càrrega del condensador, alentint el cicle i baixant la freqüència. Com més alta és la tensió, més intensitat s’elimina de la càrrega i menor és la freqüència. Que s’ajusta exactament als nostres requisits.

Experimenteu amb valors de components, però he seleccionat 3K per a la resistència base per aquest motiu:

En el punt més baix, el condensador es troba a aproximadament 2V. A partir d’un subministrament de 5V, això significa que 3V a través de la resistència 3K començaran a carregar el condensador amb 1mA.

Amb 1V predefinit a l'emissor a través d'una resistència de 3K, obtindreu 1/3 del corrent, o 333uA … que pensava que seria un bon corrent de purga. La tensió base prové d’un potenciòmetre, formant un divisor de tensió amb la tensió que volem controlar, és a dir, la sortida de 12V. Com que el potenciòmetre és ajustable, el valor de la resistència de l'emissor no és crític. Vaig seleccionar un potenciòmetre de 20K per a això.

Pas 4: Circuit completat

Només tenia disponible un díode de muntatge superficial que es pot veure soldat a la part inferior del tauler.

El circuit es va provar a partir d’un subministrament de 5V d’un Arduino i funciona de manera efectiva un brunzidor de 12V, un motor de corrent continu, un relé de 12V o una sèrie de díodes sense necessitat d’un subministrament extern de 12V.