200 وات من 12 فولت إلى 220 فولت DC-DC محول: 13 خطوة (مع صور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

مرحبا بالجميع:)

مرحبًا بكم في هذه التعليمات حيث سأوضح لك كيف صنعت محول 12 فولت إلى 220 فولت DC-DC مع ملاحظات لتثبيت جهد الخرج وحماية البطارية المنخفضة / الجهد المنخفض ، دون استخدام أي متحكم. على الرغم من أن الإخراج هو تيار مستمر عالي الجهد (وليس تيار متردد) ، يمكننا تشغيل مصابيح LED وشواحن الهاتف والأجهزة الأخرى القائمة على SMPS من هذه الوحدة. لا يمكن لهذا المحول تشغيل أي حمل استقرائي أو محول مثل محرك التيار المتردد أو المروحة.

بالنسبة لهذا المشروع ، سأستخدم شريحة التحكم SG3525 PWM IC الشهيرة لزيادة جهد التيار المستمر وتقديم الملاحظات اللازمة للتحكم في جهد الخرج. يستخدم هذا المشروع مكونات بسيطة للغاية ويتم إنقاذ بعضها من مصادر طاقة الكمبيوتر القديمة. دعنا نبني!

اللوازم

1. محول الفريت EI-33 مع بكرة (يمكنك شراء هذا من متجر الإلكترونيات المحلي الخاص بك أو إنقاذه من جهاز PSU للكمبيوتر)
2. IRF3205 MOSFETs - 2
3. 7809 منظم الجهد -1
4. SG3525 PWM تحكم IC
5. OP07 / IC741 / أو أي مكبر تشغيلي IC
6. مكثف: 0.1 فائق التوهج (104) - 3
7. مكثف: 0.001 فائق التوهج (102) - 1
8. المكثف: 3.3 فائق التوهج 400 فولت مكثف سيراميك غير قطبي
9. مكثف: 3.3 فائق التوهج 400 فولت مكثف إلكتروليتي قطبي (يمكنك استخدام قيمة أعلى من السعة)
10. مكثف: 47 فائق التوهج كهربائيا
11. مكثف: 470 فائق التوهج كهربائيا
12. المقاوم: مقاومات 10 كيلو -7
13. المقاوم: 470 كيلو
14. المقاوم: 560 كيلو
15. المقاوم: 22 أوم - 2
16. المقاوم المتغير / الإعداد المسبق: 10 كيلو -2 ، 50 كيلو -1
17. الثنائيات UF4007 سريعة الاسترداد - 4
18. 16 دبوس IC مقبس
19. 8 دبوس IC مقبس
20. أطراف المسمار: 2
21. غرفة التبريد لتركيب MOSFET ومنظم الجهد (من الكمبيوتر القديم PSU)
22. Perfboard أو Veroboard
23. توصيل الأسلاك
24. طقم لحام

الخطوة 1: جمع المكونات المطلوبة

تم أخذ معظم الأجزاء اللازمة لعمل هذا المشروع من وحدة تزويد طاقة الكمبيوتر غير العاملة. سوف تجد بسهولة المحول والصمامات الثنائية السريعة من مزود الطاقة هذا جنبًا إلى جنب مع المكثفات ذات الجهد العالي والمبدد الحراري لوحدات MOSFETS

الخطوة 2: صنع المحول حسب مواصفاتنا

إن أهم جزء في الحصول على جهد الخرج الصحيح هو ضمان نسبة لف المحولات الصحيحة للجانبين الأولي والثانوي وأيضًا التأكد من أن الأسلاك يمكن أن تحمل الكمية المطلوبة من التيار. لقد استخدمت نواة EI-33 مع بكرة لهذا الغرض. إنه نفس المحول الذي تحصل عليه داخل SMPS. قد تجد أيضًا نواة EE-35 أيضًا.

هدفنا الآن هو زيادة جهد الدخل بمقدار 12 فولت إلى حوالي 250 إلى 300 فولت ، ولهذا استخدمت 3 + 3 لفات في المرحلة الابتدائية مع التنصت على المركز وحوالي 75 دورة في الجانب الثانوي. نظرًا لأن الجانب الأساسي من المحول سيتعامل مع تيار أكبر من الجانب الثانوي ، فقد استخدمت 4 أسلاك نحاسية معزولة معًا لتكوين مجموعة ثم لفها حول البكرة. إنه سلك 24 AWG حصلت عليه من متجر لاجهزة الكمبيوتر المحلي. السبب في أخذ 4 أسلاك معًا لإنشاء سلك واحد هو تقليل تأثيرات التيارات الدوامة وإنشاء ناقل تيار أفضل. يتكون اللف الأساسي من 3 لفات كل منها مع التنصت على المركز.

يتكون الملف الثانوي من حوالي 75 لفة من سلك نحاسي واحد معزول 23 AWG.

يتم عزل كل من الملفين الأولي والثانوي مع بعضهما البعض باستخدام شريط عازل ملفوف حول البكرة.

للحصول على تفاصيل حول كيفية صنع المحول بالضبط ، يرجى الرجوع إلى الفيديو في نهاية هذا الدليل.

الخطوة الثالثة: مرحلة المذبذب

يتم استخدام SG3525 لتوليد نبضات ساعة بديلة تُستخدم بدلاً من ذلك لدفع الدوائر MOSFETS التي تدفع وسحب التيار عبر الملفات الأولية للمحول وأيضًا لتوفير التحكم في التغذية المرتدة لتثبيت جهد الخرج. يمكن ضبط تردد التبديل باستخدام مقاومات التوقيت والمكثفات. بالنسبة لتطبيقنا ، سيكون لدينا تردد تبديل يبلغ 50 كيلو هرتز والذي تم تعيينه بواسطة مكثف 1nF على المقاوم 5 و 10 K جنبًا إلى جنب مع المقاوم المتغير عند الطرف 6. يساعد المقاوم المتغير على ضبط التردد بدقة.

للحصول على مزيد من التفاصيل حول عمل SG3525 IC ، يوجد رابط إلى ورقة بيانات IC:

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

الخطوة 4: مرحلة التبديل

يتم استخدام خرج نبضة 50 كيلو هرتز من وحدة التحكم PWM لقيادة الدوائر MOSFET بدلاً من ذلك. لقد أضفت مقاومًا صغيرًا للتيار بقدرة 22 أوم إلى طرف بوابة MOSFET جنبًا إلى جنب مع مقاوم سحب 10 كيلو لأسفل لتفريغ مكثف البوابة. يمكننا أيضًا تكوين SG3525 لإضافة فترة زمنية صغيرة بين تبديل MOSFET للتأكد من عدم تشغيلها في نفس الوقت. يتم ذلك عن طريق إضافة مقاوم 33 أوم بين الدبابيس 5 و 7 من IC. يتم توصيل التنصت المركزي للمحول بالإمداد الإيجابي بينما يتم تبديل الطرفين الآخرين باستخدام MOSFETs التي تربط المسار بشكل دوري بالأرض.

الخطوة 5: مرحلة الإخراج وردود الفعل

خرج المحول عبارة عن إشارة DC نبضية ذات جهد عالي والتي تحتاج إلى تصحيح وتنعيم. يتم ذلك عن طريق تنفيذ مقوم جسر كامل باستخدام ثنائيات الاسترداد السريع UF4007. ثم توفر بنوك المكثف البالغة 3.3 فائق التوهج لكل منها (أغطية قطبية وغير قطبية) ناتجًا ثابتًا للتيار المستمر خالٍ من أي تموجات. يجب على المرء أن يتأكد من أن قراءة الجهد للأغطية عالية بما يكفي لتحمل وتخزين الجهد المتولد.

لتنفيذ الملاحظات التي قدمتها ، استخدمت شبكة مقسم جهد المقاوم من 560 كيلو أوم ومقاوم متغير 50 كيلو ، ينتقل خرج الجهد إلى مدخلات مضخم الخطأ لـ SG3525 وبالتالي عن طريق ضبط مقياس الجهد يمكننا الحصول على خرج الجهد المطلوب.

الخطوة 6: التنفيذ تحت حماية الجهد

تتم حماية الجهد المنخفض باستخدام مضخم تشغيلي في وضع المقارنة الذي يقارن جهد مصدر الدخل بمرجع ثابت تم إنشاؤه بواسطة دبوس SG3525 Vref. العتبة قابلة للتعديل باستخدام مقياس جهد 10 كيلو. بمجرد أن ينخفض الجهد عن القيمة المحددة ، يتم تنشيط ميزة إيقاف التشغيل لوحدة التحكم PWM ولا يتم إنشاء جهد الخرج.

الخطوة 7: مخطط الدائرة

هذا هو مخطط الدائرة بالكامل للمشروع مع مناقشة جميع المفاهيم المذكورة سابقًا.

حسنًا ، كفى من الجزء النظري ، دعونا الآن نتسخ أيدينا!

الخطوة 8: اختبار الدائرة على اللوح

قبل لحام جميع المكونات الموجودة في veroboard ، من الضروري التأكد من أن دائرتنا تعمل وأن آلية التغذية الراجعة تعمل بشكل صحيح.

تحذير: كن حذرًا في التعامل مع الفولتية العالية أو يمكن أن يسبب لك صدمة قاتلة. ضع في اعتبارك السلامة دائمًا وتأكد من عدم لمس أي مكون أثناء استمرار تشغيل الطاقة. يمكن للمكثفات الإلكتروليتية الاحتفاظ بالشحنة لبعض الوقت ، لذا تأكد من تفريغها تمامًا.

بعد مراقبة جهد الخرج بنجاح ، قمت بتنفيذ قطع الجهد المنخفض وهو يعمل بشكل جيد.

الخطوة 9: تحديد موضع المكونات

الآن قبل أن نبدأ في بدء عملية اللحام ، من المهم أن نصلح موضع المكونات بطريقة تجعلنا نستخدم الحد الأدنى من الأسلاك ويتم وضع المكونات ذات الصلة بالقرب من بعضها البعض بحيث يمكن توصيلها بسهولة بآثار اللحام.

الخطوة 10: استمرار عملية اللحام

في هذه الخطوة ، يمكنك أن ترى أنني قد وضعت جميع مكونات تطبيق التبديل. لقد تأكدت من أن الآثار المؤدية إلى دوائر الترانزستورات الدقيقة سميكة لتحمل تيارات أعلى. حاول أيضًا إبقاء مكثف المرشح قريبًا من IC قدر الإمكان.

الخطوة 11: لحام المحول ونظام التغذية الراجعة

حان الوقت الآن لإصلاح المحول وإصلاح المكونات للتصحيح وردود الفعل. من الجدير بالذكر أنه أثناء اللحام يجب الحرص على أن جانب الجهد العالي والجهد المنخفض لهما فصل جيد ويجب تجنب أي قصور. يجب أن يشترك جانب الجهد العالي والمنخفض في أرضية مشتركة حتى تعمل التغذية الراجعة بشكل صحيح.

الخطوة 12: إنهاء الوحدة

بعد حوالي ساعتين من اللحام والتأكد من توصيل دائرتي الكهربائية بشكل صحيح بدون شورت ، اكتملت الوحدة أخيرًا!

ثم قمت بضبط التردد والجهد الناتج وقطع الجهد المنخفض باستخدام مقاييس الجهد الثلاثة.

تعمل الدائرة كما هو متوقع وتعطي جهد خرج مستقر للغاية.

لقد نجحت في تشغيل شاحن هاتفي وجهاز الكمبيوتر المحمول باستخدام هذا لأنهما من الأجهزة القائمة على SMPS. يمكنك بسهولة تشغيل مصابيح وشواحن LED صغيرة إلى متوسطة مع هذه الوحدة. تعتبر الكفاءة أيضًا مقبولة تمامًا ، حيث تتراوح من حوالي 80 إلى 85 بالمائة. الميزة الأكثر إثارة للإعجاب هي أنه عند عدم التحميل ، يبلغ الاستهلاك الحالي حوالي 80-90 مللي أمبير كل ذلك بفضل التغذية الراجعة والتحكم!

أتمنى أن يعجبك هذا البرنامج التعليمي. تأكد من مشاركة هذا مع أصدقائك ونشر ملاحظاتك وشكوكك في قسم التعليقات أدناه.

يرجى مشاهدة الفيديو لعملية البناء بأكملها وعمل الوحدة. فكر في الاشتراك إذا أعجبك المحتوى:)

سأراك في المرة القادمة!