Hochspannungswandler mit Niederspannungsversorgung werden sehr häufig in einer Vielzahl von hausgemachten Produkten eingesetzt. Jetzt bietet uns der Markt ziemlich gute vorgefertigte Lösungen, aber das Nehmen und Verwenden eines vorgefertigten Boards ist irgendwie uninteressant. Viel schöner, wenn du es tust mit seinen eigenen Händen.
Der Autor dieses hausgemachten Produkts ist AKA KASYAN (YouTube-Kanal "AKA KASYAN"). Der vorgeschlagene Konverter kann am Bau von hausgemachten Powerbanks, Konvertern für ein Multimeter, der Stromversorgung einer Reihe von LEDs oder LED-Streifen von einer Niederspannungsquelle usw. beteiligt sein.
Mit dem mc34063-Chip ist vielleicht jeder Funkamateur vertraut. Dies ist eine spezielle Mikroschaltung, auf deren Grundlage Sie ziemlich gute Gleichspannungswandler bauen können, die zunehmen, abnehmen oder invers sind.
Eine einfache Aufwärtswandlerschaltung auf diesem Chip sieht folgendermaßen aus:
Die Mikroschaltung ist insofern gut, als sie bereits einen Leistungstransistor enthält, so dass der Ausgangsstrom bis zu 1,5 A betragen kann.
Fairerweise sollte jedoch beachtet werden, dass sich die Mikroschaltung bei einem Strom von 1A bereits sehr stark erwärmt. Diese Mikroschaltung verfügt über interne Komparatoren und eine eigene Referenzspannungsquelle, die es ermöglicht, Spannungsrückkopplungen zu organisieren oder mit anderen Worten die Ausgangsspannung auf dem gewünschten Pegel zu stabilisieren.
Die Ausgangsspannung hängt vom Verhältnis der Widerstände des Spannungsteilers ab.
Die Mikroschaltung hat viele Extras, über die wir ein anderes Mal sprechen werden, aber heute werden wir eine Aufwärtswandlerschaltung in Betracht ziehen.
Dieser Konverter ist recht einfach und ermöglicht es Ihnen, Ihr Smartphone beispielsweise mit Lithiumbatterien aufzuladen.
Aber es gibt einen Nachteil - Effizienz. Tatsache ist, dass trotz der Arbeit in einem gepulsten Modus mit einem solchen Verhältnis von Eingangs- und Ausgangsspannung der Wirkungsgrad des Wandlers sehr gering ist und bestenfalls 60 bis 65% beträgt, was für ein tragbares Gerät nicht gut ist.
Der Chip dieser Schaltung besteht darin, dass der Ausgang der Mikroschaltung durch einen zusätzlichen Transistor verstärkt wird. In unserem Fall ist es bipolar.
Dies verbessert die Ausgangseigenschaften des Wandlers und entlädt den Chip. Mit anderen Worten, die Schaltung ermöglicht den Bau von Wandlern für hohe Leistung.Der mc34063-Chip beginnt mit einer Eingangsspannung ab 3 V zu arbeiten, dh die obige Schaltung kann als Aufwärtswandler in einer selbst hergestellten Energiebank verwendet werden. Daher hat der Autor einen doppelten USB-Anschluss auf der Platine.
Nun zur Leiterplatte. Anfangs entwickelte der Autor die Platine für eine andere Schaltung mit einem Feldeffekttransistor, aber die Hoffnung war nicht gerechtfertigt. Mit Bipolartransistoren funktioniert die Schaltung besser. Das Board kam ziemlich gut heraus, mit Fabrikqualität kann es sicherlich nicht verglichen werden, aber für nach Hause Technologie ist überhaupt nicht schlecht, und wenn Sie möchten, dass Ihre hausgemachten Produkte wie ein Fabrikprodukt aussehen, können Sie eine Leiterplatte bestellen.
Mach weiter. Wir werden uns nicht eingehend mit der Funktionsweise des DC / DC-Wandlers befassen. Dieser Chip unterscheidet sich jedoch geringfügig von herkömmlichen PWM-Controllern. Die Mikroschaltung erzeugt eine Folge von Rechteckimpulsen, die in die Basis des Schlüssels eintreten. Sie funktioniert und schließt die Stromquelle zum Induktor. Infolgedessen tritt in letzterem eine Energieakkumulation auf. Dann werden die Schlüssel geschlossen, der Anstieg der Selbstinduktionsspannung von der Induktivität wird durch die Diode gleichgerichtet und sammelt sich im Kondensator an, und vom Kondensator geht er bereits zum Verbraucher.
Der Widerstandsteiler erzeugt eine bestimmte Spannung, die an einen der Eingänge des internen Komparators der Mikroschaltung angelegt wird. Dort wird diese Spannung mit der Spannung der Referenzquelle verglichen. Basierend auf der Spannungsdifferenz erhöht oder verringert die Mikroschaltung die Impulsdauer und -frequenz und auch die Frequenz, da die Mikroschaltung gleichzeitig sowohl den PWM-Modus (Pulsweitenmodulation) als auch den PFM-Modus (Pulsfrequenzmodulation) steuert.
Das Prinzip ist auf dem Oszilloskopbildschirm deutlich sichtbar:
Je stärker die Last ist, desto stärker sinkt die Ausgangsspannung. Ein Rückkopplungssystem reagiert darauf und die Mikroschaltung erhöht die Impulsdauer und die Tastenschaltfrequenz.
Ausgangsgleichrichterdiode. Grundsätzlich ist jede Schottky-Diode mit einem Strom von 3 ex Ampere geeignet. Der Autor entschied sich für eine Dual-Dioden-Baugruppe aus dem Ausgangsgleichrichter des Computer-Netzteils. Dioden sind parallel.
Wir nehmen Speicherkondensatoren am Ausgang mit einer Nennspannung von 10-16V. Es wird dringend empfohlen, Kondensatoren mit geringem Innenwiderstand zu verwenden. Sie sind auch in Computer-Netzteilen enthalten.
Der Induktor ist auf Ringe aus Pulvereisen gewickelt, nicht auf Ferrit, nämlich Pulvereisen.
Ferritring ist hier nicht geeignet. Die Ringgröße liegt jetzt vor Ihnen:
Die Wicklung enthält nur 6 Windungen, ist mit einem 1,2 mm Draht gewickelt und kann Millimeter groß sein.
Mit diesem Induktor erreichte die maximale EMK der Selbstinduktion 20 V. Dank des Abstimmwiderstands, der übrigens auf der Platine vorhanden ist, ist es möglich, die Ausgangsspannung über einen ziemlich weiten Bereich einzustellen.
Der Autor hat den Transistor TIP41 als die günstigste Option angegeben. Der Kollektorstrom beträgt nur 6A, wenn möglich, die Schlüssel mit einem Kollektorstrom von 10 Ampere oder mehr versorgen. Aber selbst mit einem solchen nicht so steilen Transistor ist es möglich, am Ausgang des Wandlers einen Strom von etwa 2A zu erhalten.
Natürlich erwärmt sich der Transistor, sodass sowohl der Schlüssel als auch die Diode auf einem gemeinsamen Strahler installiert sind. Vergessen Sie nicht, die Substrate dieser Komponenten mit wärmeleitenden Dichtungen vom Kühler zu isolieren.
Der Stromshunt kann vom Stromkreis ausgeschlossen werden, wenn kein Schutz erforderlich ist.
Einer der Vorteile dieser Schaltung ist der magere Leerlaufstrom (weniger als 10 mA). Der angegebene 2A-Ausgangsstrom ist nicht die Grenze für eine solche Schaltung. Sie können noch mehr abpumpen, aber dies macht aufgrund der geringen Umwandlungseffizienz keinen Sinn.
Das ist alles. Das Archiv mit der Schaltung und der Leiterplatte finden Sie in der Beschreibung unter dem Originalvideo des Autors (Link SOURCE).
Danke für die Aufmerksamkeit. Bis bald!
Video: