200Watt 12V ke 220V DC-DC Converter: 13 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:55

Halo semuanya:)

Selamat datang di instruksi ini di mana saya akan menunjukkan kepada Anda bagaimana saya membuat konverter DC-DC 12volt ke 220volt ini dengan umpan balik untuk menstabilkan tegangan output dan perlindungan baterai / tegangan rendah, tanpa menggunakan mikrokontroler apa pun. Meskipun outputnya adalah DC tegangan tinggi (dan bukan AC), kami dapat menjalankan Lampu LED, Pengisi Daya Telepon, dan perangkat berbasis SMPS lainnya dari unit ini. Konverter ini tidak dapat menjalankan beban berbasis induktif atau transformator seperti motor atau kipas AC.

Untuk proyek ini saya akan menggunakan IC kontrol SG3525 PWM yang populer untuk meningkatkan tegangan DC dan memberikan umpan balik yang diperlukan untuk mengontrol tegangan output. Proyek ini menggunakan komponen yang sangat sederhana dan beberapa di antaranya diambil dari catu daya komputer lama. Mari membangun!

Perlengkapan

1. Trafo ferit EI-33 dengan gelendong (Anda dapat membelinya dari toko elektronik setempat atau menyimpannya dari PSU komputer)
2. MOSFET IRF3205 - 2
3. 7809 pengatur tegangan -1
4. IC pengontrol PWM SG3525
5. OP07/ IC741/ atau IC Penguat Operasional lainnya
6. Kapasitor: 0.1uF(104)- 3
7. Kapasitor: 0,001uF (102) - 1
8. Kapasitor: 3.3uF 400V kapasitor keramik non-polar
9. Kapasitor: 3.3uF 400V kapasitor elektrolit polar (Anda dapat menggunakan nilai kapasitansi yang lebih tinggi)
10. Kapasitor: elektrolit 47uF
11. Kapasitor: elektrolitik 470uF
12. Resistor: resistor 10K-7
13. Resistor: 470K
14. Resistor: 560K
15. Resistor: 22 Ohm - 2
16. Variabel Resistor/ Preset: 10K -2, 50K - 1
17. UF4007 dioda pemulihan cepat - 4
18. Soket IC 16 pin
19. Soket IC 8 pin
20. Terminal sekrup: 2
21. Heatsink untuk pemasangan MOSFET dan pengatur tegangan (dari PSU komputer lama)
22. Perfboard atau Veroboard
23. Menghubungkan kabel
24. Perangkat solder

Langkah 1: Mengumpulkan Komponen yang Dibalas

Sebagian besar bagian yang diperlukan untuk membuat proyek ini diambil dari unit catu daya komputer yang tidak berfungsi. Anda akan dengan mudah menemukan transformator dan dioda penyearah cepat dari catu daya tersebut bersama dengan kapasitor peringkat tegangan tinggi dan heatsink untuk MOSFET

Langkah 2: Membuat Transformator Sesuai Spesifikasi Kami

Bagian terpenting untuk mendapatkan tegangan keluaran yang benar adalah dengan memastikan rasio belitan transformator yang benar dari sisi primer dan sekunder dan juga untuk memastikan bahwa kabel dapat membawa jumlah arus yang diperlukan. Saya telah menggunakan inti EI-33 bersama dengan gelendong untuk tujuan ini. Ini adalah transformator yang sama yang Anda dapatkan di dalam SMPS. Anda juga dapat menemukan inti EE-35.

Sekarang tujuan kami adalah untuk menaikkan tegangan input 12 volt menjadi sekitar 250- 300 volt dan untuk ini saya telah menggunakan 3+3 putaran di primer dengan sadapan tengah dan sekitar 75 putaran di sisi sekunder. Karena sisi primer transformator akan menangani arus yang lebih besar daripada sisi sekunder, saya telah menggunakan 4 kabel tembaga berinsulasi bersama-sama untuk membuat kelompok dan kemudian melilitkannya di sekitar kumparan. Ini adalah kabel 24 AWG yang saya dapatkan dari toko perangkat keras lokal. Alasan untuk mengambil 4 kabel bersama-sama untuk membuat satu kabel adalah untuk mengurangi efek arus eddy dan membuat pembawa arus yang lebih baik. lilitan primer terdiri dari 3 lilitan masing-masing dengan sadapan tengah.

Gulungan sekunder terdiri dari sekitar 75 putaran kawat tembaga berinsulasi 23 AWG tunggal.

Gulungan primer dan sekunder diisolasi satu sama lain menggunakan pita isolasi yang dililitkan di sekitar kumparan.

Untuk detail tentang bagaimana tepatnya saya membuat transformator, silakan lihat video di akhir instruksi ini.

Langkah 3: Tahap Osilator

SG3525 digunakan untuk menghasilkan pulsa clock alternatif yang digunakan untuk menggerakkan MOSFET secara alternatif yang mendorong dan menarik arus melalui kumparan primer transformator dan juga untuk memberikan kontrol umpan balik untuk menstabilkan tegangan output. Frekuensi switching dapat diatur dengan menggunakan resistor waktu dan kapasitor. Untuk aplikasi kami, kami akan memiliki frekuensi switching 50Khz yang diatur oleh kapasitor 1nF pada pin 5 dan resistor 10K bersama dengan resistor variabel pada pin 6. Resistor variabel membantu menyempurnakan frekuensi.

Untuk mendapatkan detail lebih lanjut tentang cara kerja IC SG3525, berikut ini tautan ke datasheet IC:

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

Langkah 4: Tahap Peralihan

Output pulsa 50Khz dari pengontrol PWM digunakan untuk menggerakkan MOSFET sebagai alternatif. Saya telah menambahkan resistor pembatas arus 22 ohm kecil ke terminal gerbang MOSFET bersama dengan resistor tarik ke bawah 10K untuk melepaskan kapasitor gerbang. kita juga dapat mengonfigurasi SG3525 untuk menambahkan waktu mati kecil antara pergantian MOSFET untuk memastikan bahwa mereka tidak pernah ON pada saat yang bersamaan. Hal ini dilakukan dengan menambahkan resistor 33 ohm antara pin 5 dan 7 dari IC. Penyadapan tengah transformator terhubung ke suplai positif sementara dua ujung lainnya diaktifkan menggunakan MOSFET yang secara berkala menghubungkan jalur ke ground.

Langkah 5: Tahap Output dan Umpan Balik

Output dari transformator adalah sinyal DC berdenyut tegangan tinggi yang perlu diperbaiki dan dihaluskan. Ini dilakukan dengan menerapkan penyearah jembatan penuh menggunakan dioda pemulihan cepat UF4007. Kemudian bank kapasitor masing-masing 3,3uF (tutup kutub dan non kutub) memberikan output DC yang stabil bebas dari riak apa pun. Seseorang harus memastikan bahwa pembacaan tegangan tutup cukup tinggi untuk mentolerir dan menyimpan tegangan yang dihasilkan.

Untuk menerapkan umpan balik yang saya berikan menggunakan jaringan pembagi tegangan resistor 560KiloOhms dan resistor variabel 50K, output dari potensiomter masuk ke input penguat kesalahan SG3525 dan dengan demikian dengan menyesuaikan potensiometer kita bisa mendapatkan output tegangan yang diinginkan.

Langkah 6: Menerapkan Perlindungan Di Bawah Tegangan

Proteksi undervoltage dilakukan menggunakan Penguat Operasional dalam mode komparator yang membandingkan tegangan sumber input dengan referensi tetap yang dihasilkan oleh pin Vref SG3525. Ambang batas dapat disesuaikan menggunakan potensiometer 10K. Segera setelah tegangan turun di bawah nilai yang ditetapkan, fitur Shutdown dari pengontrol PWM diaktifkan dan tegangan output tidak dihasilkan.

Langkah 7: Diagram Sirkuit

Ini adalah keseluruhan diagram rangkaian proyek dengan semua konsep yang disebutkan sebelumnya dibahas.

Oke, cukup bagian teoretisnya, sekarang mari kita mengotori tangan kita!

Langkah 8: Menguji Sirkuit di Breadboard

Sebelum menyolder semua komponen pada veroboard, penting untuk memastikan bahwa sirkuit kami berfungsi dan mekanisme umpan balik berfungsi dengan baik.

PERINGATAN: berhati-hatilah dalam menangani tegangan tinggi atau dapat memberi Anda kejutan yang mematikan. Selalu ingat keselamatan dan pastikan Anda tidak menyentuh komponen apa pun saat listrik masih menyala. Kapasitor elektrolit dapat menahan muatan cukup lama, jadi pastikan itu benar-benar habis.

Setelah berhasil mengamati tegangan output, saya menerapkan cut-off tegangan rendah dan berfungsi dengan baik.

Langkah 9: Memutuskan Penempatan Komponen

Sekarang sebelum kita memulai proses penyolderan, penting bagi kita untuk memperbaiki posisi komponen sedemikian rupa sehingga kita harus menggunakan kabel minimal dan komponen yang relevan ditempatkan berdekatan sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan jejak solder.

Langkah 10: Melanjutkan Proses Solder

Pada langkah ini Anda dapat melihat saya telah menempatkan semua komponen untuk aplikasi switching. saya memastikan bahwa jejak ke MOSFET tebal untuk membawa arus yang lebih tinggi. Juga, cobalah untuk menjaga kapasitor filter sedekat mungkin dengan IC.

Langkah 11: Menyolder Transformer dan Sistem Umpan Balik

Sekarang saatnya untuk memperbaiki transformator dan memperbaiki komponen untuk perbaikan dan umpan balik. Perlu dicatat bahwa saat menyolder harus diperhatikan bahwa sisi tegangan tinggi dan tegangan rendah memiliki pemisahan yang baik dan setiap hubungan pendek perlu dihindari. Sisi tegangan tinggi dan rendah harus berbagi kesamaan agar umpan balik bekerja dengan baik.

Langkah 12: Menyelesaikan Modul

Setelah sekitar 2 jam menyolder dan memastikan bahwa sirkuit saya terhubung dengan benar tanpa korslet, modul akhirnya selesai!

Kemudian saya mengatur frekuensi, tegangan output dan cutoff tegangan rendah menggunakan tiga potensiometer.

Rangkaian bekerja seperti yang diharapkan dan memberikan tegangan keluaran yang sangat stabil.

Saya telah berhasil menjalankan pengisi daya ponsel dan laptop saya dengan ini karena ini adalah perangkat berbasis SMPS. Anda dapat dengan mudah menjalankan lampu dan pengisi daya LED berukuran kecil hingga sedang dengan unit ini. Efisiensinya juga cukup bisa diterima, berkisar antara 80 hingga 85 persen. Fitur yang paling mengesankan adalah bahwa tanpa beban konsumsi saat ini hanya sekitar 80-90 miliAmp semua berkat umpan balik dan kontrol!

Saya harap Anda menyukai tutorial ini. Pastikan untuk membagikan ini dengan teman-teman Anda dan kirimkan umpan balik dan keraguan Anda di bagian komentar di bawah.

Silakan tonton video untuk seluruh proses pembuatan dan cara kerja modul. Pertimbangkan untuk berlangganan jika Anda menyukai kontennya:)

Saya akan melihat Anda di yang berikutnya!