محول DC-DC HV Boost: 7 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

الخطوة 1: التشغيل ومقدمة الإلكترونيات

كيف يعمل محول التعزيز؟ المبدأ الأساسي: يعمل محول التعزيز على مرحلتين ، تشغيل وإيقاف. في المرحلة ON ، يتم إجراء المفتاح شبه الموصّل ويتراكم التيار في المحرِّض لإنتاج مجال كهرومغناطيسي ، يخزن هذا الحقل الطاقة. في مرحلة إيقاف التشغيل ، لا يعمل المفتاح شبه الموصّل وينهار المجال الكهرومغناطيسي. عندما ينهار الحقل ، لا تستطيع الطاقة المخزنة فيه الهروب من خلال المفتاح شبه الموصّل ، لذا فهي تمر عبر الصمام الثنائي إلى الحمل / المكثف بجهد أعلى بكثير. يحدث هذا عدة آلاف من المرات في الثانية عن طريق النبضات من NE555 Timer Chip والنتيجة هي القدرة على شحن مكثف عالي الجهد من مصدر جهد منخفض. فيما يلي بعض المساعدة لأولئك منكم الذين لا يعرفون الإلكترونيات جيدًا. R-Resistor VR-Variable Resistor (يُطلق عليه أيضًا مقياس الجهد) B-Battery V-Voltage Source C-Capacitor D-Diode L-Inductor U / IC-Integrated Circuit Q-Transistor / IGBT M-MOSFET GND- Ground (الطرف السلبي لـ بطارية للتطبيقات المحمولة) بعض المخططات والمخططات موضحة أدناه لمساعدتك بشكل أكبر.

_ قم بزيارة موقع الويب الخاص بي لمزيد من المشاريع: الأنظمة التجريبية المستقبلية

الخطوة 2: محول دفعة بروتوبورد 500 فولت

محول التعزيز هذا مخصص لأولئك الذين لديهم خبرة إلكترونيات معتدلة.

إذا كانت لديك الموارد ، فإنني أوصي بعمل إصدار لوحة الدوائر المطبوعة لهذا الجهاز لأنه أبسط وأصغر وأقل عرضة للفشل. ومع ذلك ، لا تتردد في عمل نسخة protoboard إذا لم تكن المساحة مشكلة.

تشغل هذه الدائرة 1.75 "× 1.5" × 1 "كحد أدنى ويمكن أن تعمل من 8.4 فولت إلى 31.2 فولت إدخال وإخراج بحد أقصى 500 فولت بأمان (للدائرة) ، أوصي بإدخال بطارية بجهد 12 فولت على الأقل.

فولتية عالية الخطر يمكن لهذا الجهاز إخراج الفولتية المميتة والمكثفات التي تشحنها يمكن أن تخزن الشحنات القاتلة لساعات ، يرجى ارتداء القفازات الكهربائية ونظارات السلامة أثناء التشغيل واتخاذ جميع احتياطات السلامة

تحديد:

تكلفة المشروع: - 17 دولارًا أمريكيًا + مصيدة الشحن - 5 دولارات أمريكية + شحن Coilcraft PCV-2-394-05L (اتبع الرابط واكتب رقم الجزء المراد شراؤه) - متوسط التكلفة الإجمالية مع الشحن - 35 دولارًا -

الأبعاد: 1.75 بوصة × 1.5 بوصة × 1 بوصة الجهد الكهربي للإدخال: 8.4 فولت إلى 31.2 فولت نطاق جهد الخرج: 100 فولت إلى 500 فولت طاقة الإخراج:

- دخل 12 فولت 36 واط كحد أقصى + -20٪ بنك مكثف 290J مشحون في 8 ثوان - إدخال 24 فولت 92 واط بحد أقصى + -20٪ مشحون 1468J مكثف بنك في 16 ثانية

تُقاس طاقة الإخراج باستخدام 1-2 بطاريات حمض الرصاص 12 فولت 34 أمبير في الساعة لمصدر جهد ثابت تقريبًا

الحد الرئيسي لمقدار الطاقة الذي يمكن استخلاصه من البطاريات هو Battery Packs ESR

- للحصول على أفضل النتائج المستخدمة البطاريات أو البطاريات ذات التصنيف العالي الحالية المخصصة لأجهزة Power RC - NiCd هي الأفضل (باستثناء Li-poly) بالنسبة للبطاريات التالية ، يمكن استخلاص الحد الأقصى من الطاقة المقدرة ESR = مقاومة السلسلة المكافئة = المقاومة الداخلية

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

تحذير- قد يؤدي سحب الكثير من التيار من البطاريات إلى تقليل قدرتها وعمرها وتسبب في ارتفاع درجة حرارة البطارية ، راقب درجة حرارة البطاريات.

ملحوظة: لا تستوعب فتحات Protoboard دبابيس MOSFET و Diode ، كما أن حفر ثقب 1/32 يحل ذلك ، على الرغم من أنك قد تضطر إلى لحام الخيوط إلى الوسادات المجاورة.

الخطوة 3: أجزاء Protoboard Boost Converter 500V

أدوات:

• لحام حديد
• لحام كهربائي (Rosin Core 0.032 "المفضل)
• حزام الرسغ
• قفازات كهربائي
• نظارات حماية

المواد: - Protoboard (الرابط هو اللوحة الأولية التي استخدمتها ، مجموعات Protoboard) الأجزاء التي تم شراؤها من الفئران: U2- منظم الجهد - رقم جزء إدخال البطارية - 8.4 فولت إلى 12 فولت LF60CV-12V إلى 13.2 فولت LD1086V90-13.2V إلى 16.8 فولت LM7809ACT- 16.8 فولت إلى 26.4 فولت LM7812ACT-26.4 فولت إلى 31.2 فولت LM317 أي TO-220 (R1 = 500 أوم R2 = 5.5 كيلو أوم) انظر ورقة البيانات - اختبار هذا الإخراج هو 15 فولت لـ LM317 - بالنسبة إلى C1 ، C2 ، C3 ، و CT استخدم تصنيف الجهد وفقًا لهذا: جهد البطارية ………. الجهد المقدر للمكثف = 16V Cap = 25V Cap = 50V Cap - C2 Type وفقًا للمنظم المستخدم: - LF60CV ElectrolyticLD1086V90 ElectrolyticLM7809ACT CeramicLM7812ACT CeramicLM317 Electrolytic- C1 and C3 عبارة عن قرص سيراميك أو MLCC يحتوي على الرصاص 5٪ -20٪ ، أو -20٪ إلى + 80٪ ---- CT عبارة عن قرص سيراميك أو MLCC الرصاص 1٪ -10٪ ---- جميع المقاومات باستثناء Rdiv1 هي 1/10 واط أو أكبر - 2 8-DIP Sockets-C1- 0.33uF (330nF) أو More-C2- 10uF-C3- 0.01uF (10nF) -CB1- أي بنك مكثف ترغب في شحنه- CT- 0.022 فائق التوهج (22nF) -LEDPWR- يشير إلى أن الطاقة مطبقة-LEDREG- يشير إلى الجهد المطلوب هو R eached-LEDGATE- يشير إلى أن NE555 هو مصدر الجهد إلى MOSFET-R1 ، R2 ، R3 - 1 كيلو أوم (= 12 فولت) 1٪ -5٪ -RA- 15 كيلو أوم (2٪ أو أفضل) -RB- 10 كيلو أوم (2٪ أو أفضل) - Rdiv1- 1 ميجا أوم (2٪ أو أفضل ، 1/4 واط أو أكبر) -Rdiv2- القيمة المستخدمة للمنظم (2٪ أو أفضل) LF60CV 11kOhmLD1086V90 16kOhmLM7809ACT 16kOhmLM7812ACT 22.3kOhmLM317 28kOhm-SW1- مصنفة لجهد الدخل 1 و 5-61 U. 1 (نفس الشريحة) - LM393AN-U3- SE555P-VR1- مقياس جهد 10 كيلو أوم (سيكون متعدد الدورات أكثر دقة) -M1- FCA47N60 (F) -D1- RURG3060 (استخدم RURG30120 إذا كان هذا هو أول مشروع إلكتروني لك) L1- Coilcraft PCV-2-394-05L (اتبع الرابط واكتب رقم الجزء للشراء) أرقام PIN موجودة في المخطط ، انقر فوق حرف "i" في الجزء العلوي من المخطط للحصول على عرض أكبر قابلاً للتنزيل

الخطوة 4: PCB Boost Converter 500V

إذا كانت لديك الموارد ، أقترح بشدة أن تقوم بعمل محول تعزيز لوحة الدوائر المطبوعة بدلاً من محول اللوحة الأولية. سيكون صنع ثنائي الفينيل متعدد الكلور المخصص أكثر إحكاما وله مظهر أفضل بكثير. لا تستغرق هذه الدائرة سوى 1 5/8 بوصة × 1 1/4 بوصة × 1 بوصة ويمكن أن تعمل من 8.4 فولت إلى 31.2 فولت وإخراج بحد أقصى 500 فولت بأمان. أوصي بشدة باستخدام بطارية 12 فولت على الأقل إذا كنت تهدف إلى الحصول على أقصى طاقة يمكن أيضًا تقليل حجم هذا الإصدار إلى 1 5/8 "× 1 1/4" × 3/8 "إذا تم وضع المحث بعيدًا عن دائرتك ، كما هو الحال في معظم البنادق الآلية للإقناع. يظهر في الصورة أدناه. الجهد العالي للجهد هذا الجهاز يمكنه إخراج الفولتية المميتة والمكثفات التي تشحنها يمكنها تخزين الشحنات المميتة لساعات ، وارتداء قفازات كهربائية ونظارات السلامة أثناء التشغيل واتخاذ جميع احتياطات السلامة المواصفات: تكلفة المشروع: - 20 دولارًا + شحن الفأر - 5 دولارات + شحن Coilcraft PCV-2-394-05L (اتبع الرابط واكتب رقم الجزء للشراء) -> = 15 دولارًا + الشحن MPJA - متوسط التكلفة الإجمالية مع الشحن - <50 دولارًا - جهد الإدخال: 8.4 فولت إلى 31.2 نطاق الجهد الناتج V: 100V to 500V Output Power: - TEST 1-12V Input 48W max + -20٪ Charged 290J Capacitor Bank in 6s - TEST 2 - 12V Input 45W max + -20٪ Charged 1160J Capacitor Bank in 26s - 24V Input تم قياس طاقة الإخراج TBD باستخدام 1-2 بطاريات حمض الرصاص 12 فولت 34 أمبير في الساعة لمصدر جهد ثابت تقريبًا تم إجراء كل اختبار 5 مرات ، وأفضلها معروض. يتمثل الحد الرئيسي لمقدار الطاقة الذي يمكن استخلاصه من البطاريات في حزم البطارية ESR - للحصول على أفضل النتائج ، تستخدم البطاريات ذات التصنيف العالي الحالي أو البطاريات المخصصة لأجهزة Power RC - NiCd هي الأفضل (باستثناء Li- بولي) بالنسبة للبطاريات التالية ، يمكن استخلاص الطاقة القصوى المقدرة ESR = مقاومة السلسلة المكافئة = المقاومة الداخلية يمكن استخدام القلوية ، لكنني أوصي بشدة بالبطاريات ذات التصنيف العالي القابلة لإعادة الشحن. يمكن استخدام الفولتية المنخفضة ، لكن توقع إخراج طاقة أقل. 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 تحذير - سحب الكثير من التيار من قد تقلل البطاريات من سعتها وعمرها وتتسبب في ارتفاع درجة حرارة البطاريات ، راقب درجة حرارة البطارية عند الاختبار.

الخطوة 5: PCB Boost Converter 500V Parts

أدوات:

• لحام حديد
• لحام كهربائي (Rosin Core 0.032 "المفضل)
• حزام الرسغ
• قفازات كهربائي
• نظارات حماية
• أي حاوية بلاستيكية أو زجاجية مانعة للتسرب متعددة القفل (مثال)

المواد: MPJA أو Amazon:

• كلوريد الحديديك (احصل على عبوة أكبر إذا كنت تخطط لصنع المزيد من لوحات الدوائر)
• 2 كل من قلم المقاومة أو Sharpie الصناعية
• لوح من النحاس (اختر 3 × 5 أو 4 × 6 أو 6 × 9 لهذا المشروع)

الأجزاء التي تم شراؤها من صائد الفئران: بالنسبة إلى C1 و C2 و C3 و CT ، استخدم تصنيف الجهد وفقًا لهذا: جهد البطارية ………. رقم جزء إدخال البطارية - 8.4 فولت إلى 12 فولت LF60ABDT-12 فولت إلى 13.2 فولت LF90ABDT-13.2 فولت إلى 16.8 فولت MC7809E-16.8 فولت إلى 26.4 فولت MC7812E-26.4 فولت إلى 31.2 فولت LM317M (R1 = 500 أوم R2 = 5.5 كيلو أوم) - نوع C2 وفقًا للمنظم المستخدم: - LF60ABDT ElectrolyticLF90ABDT ElectrolyticMC7809E CeramicMC7812E CeramicLM317M Electrolytic - C1 و C3 و C4 و C5 هي MLCC SMD / SMT 5٪ -20٪ أو -20٪ إلى + 80٪ ---- CT is MLCC SMD / SMT 1٪ -10٪ ---- كل المقاومات باستثناء Rdiv1 هي 1 / 10W أو أكبر - 4 أرقام بعد القيمة هي الحجم (أي 0805 أو 1210) -C1-10uF 1210-C2- 10 فائق التوهج 1210- C3- 0.22 فائق التوهج (220nF) 0805-C4- 0.01 فائق التوهج (10nF) 0805-C5- 0.01 فائق التوهج (10nF) 0805-CB1- أي بنك مكثف ترغب في شحنه- CT- 0.022 فائق التوهج (22nF) 0805-LEDPWR- يشير إلى الطاقة مطبق 1206-LEDREG- يشير إلى الوصول إلى الجهد المطلوب 1206-LEDGATE- يشير إلى أن NE555 مصدر الجهد إلى e MOSFET 1206-R1، R2، R3-1kOhm (= 12V) 1٪ -5٪ 0805-RA- 15kOhm (2٪ or better) 0805-RB- 10kOhm (2٪ or better) 0805-Rdiv1 - 1MOhm (2٪) أو أفضل ، 1/4 واط أو أكبر) 1206-Rdiv2- 0805 القيمة المُستخدمة للمُنظم (2٪ أو أفضل) LF60ABDT 11kOhmLF90ABDT 16kOhmMC7809E 16kOhmMC7812E 22.3kOhmLM317M 28kOhm-SW1- تم تقييمه لجهد أكبر من الدخل 1 عند 5-6.1-U رقاقة) - LM393AM SOIC-8-U3- SE555D SOIC-8-VR1- مقياس جهد 10 كيلو أوم (سيكون متعدد الدورات أكثر دقة) -M1- FCA47N60 (F) -D1- RURG3060 (يرجى استخدام RURG30120 إذا كان هذا واحدًا من أول المشاريع الإلكترونية) Coilcraft: -L1- Coilcraft PCV-2-394-05L (اتبع الرابط واكتب رقم الجزء للشراء) أرقام PIN موجودة في المخطط ، انقر فوق "i" في الجزء العلوي من المخطط للحصول على أكبر قم بتنزيل طريقة العرض الرائعة

الخطوة 6: بناء تحويل 500 فولت ثنائي الفينيل متعدد الكلور

الخطوة الأولى في بناء ثنائي الفينيل متعدد الكلور هي تصميم لوحة PCB الخاصة بك باستخدام DipTrace (انقر فوق الرابط وقم بتنزيل برنامج DipTrace 2 المجاني) يمكنك أيضًا استخدام تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور الموضح في الصور أدناه. الخطوة التالية هي الحصول على التصميم على ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، يمكنك القيام بذلك بطريقتين: استخدام طابعة ليزر (سريعة وسهلة ، وإذا كان بإمكانك العثور على واحدة لاستعارةها ، فأنا أوصي بها) والتتبع اليدوي (تستهلك وقتًا طويلاً) - طابعة الليزر - طابعات الحبر النفاثة لن تعمل هذا الرابط للتعلم كيف تصنع لوحة PCB BOARDS:

• يرتدون النحاس
• العلامة الصناعية أو المقاومة الدائمة للعلامة (يمكن العثور على Sharpie من الدرجة الصناعية في Lowes)
• الحديد / الكي المجلس
• إتشانت (كلوريد الحديديك)
• أي حاوية بلاستيكية أو زجاجية مانعة للتسرب متعددة القفل (مثال)

إذا كان لديك طابعة ليزر ، فما عليك سوى الحصول على كتالوج أو دفتر هاتف أو ورق جرائد. هذا هو نوع الورق الرخيص الخفيف جدًا والأهم من ذلك أنه يتفكك في الماء ، اختبر قطعة من الورق في الماء للتأكد. ستحتاج إلى لصق الورق بورقة تغذية طابعة عادية (معروض في الصورة أدناه) ما عليك سوى لصقها أعلى الورقة ، وتأكد من أنها مسطحة قدر الإمكان على ورقة الطابعة بحيث تكون كذلك عندما تكون كذلك لا تتغذى من خلال الطابعة. قم بتنزيل الملف أدناه (Boost Converter، SMT2) (ستحتاج إلى تنزيل برنامج DipTrace 2 المجاني). افتح الملف وانقر فوق معاينة الطباعة ضمن FILE. تأكد من أن تحديدات الكائنات كما هو موضح في الصورة ومربع النسخ المتطابق محددًا. انقر فوق طباعة ، في نافذة الطباعة حدد خصائص. في نافذة الخصائص ، حدد علامة تبويب الرسومات وفي مربع الظلام حدد DARK. قم بتغذية الورق بالورق الرخيص الملصق عليه في الطابعة وانقر فوق طباعة. يجب أن يبدو الورق الخاص بك في الصورة الخامسة. استخدم هذا لتحجيم PCB الخاص بك وقم بقص النحاس المكسو باستخدام Dremel أو منشار طاولة ، اقطع ببطء. شغلي المكواة وضعيها على أعلى إعداد لها (عادةً قطن) ، انتظري حتى تسخن … أثناء الانتظار ، نظف قطعة النحاس تمامًا بالماء الساخن والصابون ، جففي قطعتك تمامًا. عندما يتم تسخين المكواة أخيرًا ، ضع الغطاء النحاسي على لوح الكي بحيث يكون الجانب النحاسي متجهًا لأعلى. قص التخطيط المطبوع بالليزر بحيث يكون بحجم القطعة النحاسية المكسوة. ضع جانب الحبر الورقي لأسفل وضع المكواة بشكل مسطح على الورق وغطاء النحاس. ادفع بقوة معتدلة وانتظر بضع دقائق. الآن يجب أن يكون الغلاف النحاسي والورق عالقين معًا. ضع القطعة ، ستكون ساخنة ، في وعاء به ماء دافئ وصابون وانتظر خمس دقائق. بعد الانتظار ، خذ القطعة وقم بتشغيلها تحت الماء الدافئ وافرك الجزء العلوي من الورقة برفق حتى يصبح الحبر هو كل ما تبقى. المس التخطيط بقلم التحديد الدائم. انتقل إلى الخطوة التالية - تتبع اليد - النحاس المكسو - Etchant - الدرجة الصناعية أو علامة المقاومة الدائمة (يمكن العثور على الدرجة الصناعية في Lowes ، يصعب العثور عليها ، ربما تكون قد سألتها عن مكانها ، إذا وجدت في مكان آخر ، أخبرني بذلك يمكنني نشرها) - حاوية بلاستيكية اطبع الصورة السادسة بمقياس كبير ، واستخدم أجزائك كمراجع وارسم الآثار باستخدام قلمك الدائم بأفضل ما يمكنك. سيكون هذا مملاً ، لذا كن مستعدًا لقضاء عدة نصف ساعات في القيام بآثار بسيطة. يبدو أبسط ، أليس كذلك ، انتقل إلى الخطوة التالية

الخطوة 7: القضايا النهائية

فيما يلي صورة لكيفية فرض رسوم على عدة بنوك بحيث إذا تم تفريغ أحد البنوك الأخرى ، فلن يقوم الآخرون بذلك.