Konverter Peningkatan HV DC-DC: 7 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Langkah 1: Pengenalan Operasi dan Elektronik

Bagaimana Cara Kerja Boost Converter? Prinsip Dasar: Boost converter bekerja dalam dua tahap, ON dan OFF. Pada tahap ON Sakelar Semi-konduktif sedang melakukan dan arus menumpuk di induktor menghasilkan medan elektromagnetik, medan ini menyimpan energi. Pada tahap OFF Sakelar Semi-konduktif tidak konduksi dan medan elektromagnetik runtuh. Ketika medan runtuh energi yang tersimpan di dalamnya tidak dapat keluar melalui Saklar Semi Konduktif sehingga melewati dioda dan masuk ke beban/Kapasitor pada tegangan yang jauh lebih tinggi. Ini terjadi beberapa ribu kali per detik melalui pulsa dari Chip Timer NE555 dan hasilnya adalah mampu mengisi kapasitor tegangan tinggi dari sumber tegangan rendah. Di bawah ini adalah beberapa bantuan bagi Anda yang tidak tahu elektronik dengan baik. R-Resistor VR-Variable Resistor (juga disebut Potensiometer) B-Battery V-Voltage Source C-Capacitor D-Diode L-Inductor U / IC-Integrated Circuit Q-Transistor / IGBT M-MOSFET GND- Ground (Terminal negatif dari Baterai untuk Aplikasi Portabel) Beberapa Diagram dan Bagan ditunjukkan di bawah ini untuk membantu Anda lebih jauh.

_KUNJUNGI SITUS SAYA UNTUK PROYEK LEBIH LANJUT: SISTEM EKSPERIMEN MASA DEPAN

Langkah 2: Protoboard Boost Converter 500V

Konverter boost ini untuk mereka yang memiliki pengalaman elektronik sedang.

Jika Anda memiliki sumber daya, saya sarankan membuat versi papan sirkuit tercetak dari perangkat ini karena lebih sederhana, lebih kecil, dan kecil kemungkinannya untuk gagal. Namun jangan ragu untuk membuat versi protoboard jika ruang tidak menjadi masalah.

Sirkuit ini membutuhkan minimal 1,75" x 1,5" x 1" dan dapat beroperasi dari 8.4V hingga 31,2V. Input dan output maksimum 500V dengan aman (untuk sirkuit). Saya sarankan setidaknya input baterai 12V.

BERBAHAYA TEGANGAN TINGGI Perangkat ini dapat mengeluarkan voltase mematikan dan kapasitor yang Anda isi daya dapat menyimpan muatan mematikan selama berjam-jam, Harap kenakan Sarung Tangan Listrik dan Kacamata Pengaman saat beroperasi dan lakukan semua tindakan pencegahan keselamatan

Spesifikasi:

Biaya Proyek: - $17 + Pengiriman Mouser - $5 + Pengiriman Coilcraft PCV-2-394-05L (Ikuti tautan dan ketik nomor bagian untuk membeli) - Biaya Total Rata-rata dengan Pengiriman -- $35 --

Dimensi: 1,75" x 1,5" x 1" Tegangan Input: 8.4V hingga 31.2V Rentang Tegangan Output: 100V hingga 500V Daya Output:

- 12V Input 36W maksimum +-20% Terisi 290J Kapasitor Bank dalam 8 detik - 24V Input 92W maksimum +-20% Terisi 1468J Kapasitor Bank dalam 16 detik

Daya Keluaran Diukur dengan Baterai Asam Timbal 1-2 12V 34Ah untuk Sumber Tegangan yang Hampir Konstan

Batasan utama seberapa banyak daya yang dapat diambil dari baterai Anda adalah ESR Paket Baterai

--- Untuk hasil terbaik gunakan baterai dengan nilai arus tinggi atau Baterai yang dimaksudkan untuk Perangkat RC Daya --- NiCd adalah yang terbaik (dengan pengecualian Li-poly) Untuk Baterai Berikut, Perkiraan Daya Maksimum dapat ditarik ESR = Resistansi Seri Setara = Resistansi Dalam

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

Peringatan-Mengambil terlalu banyak arus dari baterai Anda dapat mengurangi kapasitas, masa pakai, dan menyebabkan baterai Anda menjadi terlalu panas, Pantau suhu Baterai Anda.

Catatan: Lubang Protoboard tidak mengakomodasi pin MOSFET dan Dioda, mengebor lubang 1/32 memecahkan masalah ini, meskipun Anda mungkin harus menyolder ujungnya ke bantalan yang berdekatan.

Langkah 3: Protoboard Boost Converter 500V Parts

Peralatan:

• Solder Besi
• Solder Listrik (Diutamakan Rosin Core 0,032")
• Tali Pergelangan Tangan Anti-statis
• Sarung Tangan Listrik
• Kacamata pengaman

Bahan:- Protoboard (Link adalah protoboard yang saya gunakan, Protoboard Sets) Suku Cadang Dibeli Dari Mouser: U2- Pengatur Tegangan -Input Baterai Nomor Bagian-8.4V hingga 12V LF60CV-12V hingga 13.2V LD1086V90-13.2V hingga 16.8V LM7809ACT- 16.8V hingga 26.4V LM7812ACT-26.4V hingga 31.2V LM317 Setiap TO-220 (R1 = 500 Ohm R2 = 5,5 k Ohm) Lihat lembar data--- Uji Output Itu adalah 15V untuk LM317 ---Untuk C1, C2, C3, dan CT menggunakan peringkat tegangan sesuai dengan ini: Tegangan Baterai………. Tegangan Nilai Kapasitor=16V Cap=25V Cap=50V Cap-- Tipe C2 Menurut Regulator Digunakan: --LF60CV ElectrolyticLD1086V90 ElectrolyticLM7809ACT CeramicLM7812ACT CeramicLM317 Electrolytic-- C1 dan C3 adalah Ceramic Disc atau MLCC Leaded 5%-20%, atau -20% hingga +80% ---- CT adalah Ceramic Disc atau MLCC Leaded 1%-10% ---- Semua Resistor kecuali Rdiv1 adalah 1/10W atau lebih besar ---2 Soket 8-DIP-C1- 0.33uF (330nF) atau Lebih-C2- 10uF-C3- 0.01uF (10nF)-CB1- Bank Kapasitor Yang Ingin Anda Isi-CT- 0.022uF (22nF) -LEDPWR- Menunjukkan Daya Terapan-LEDREG- Menunjukkan Tegangan yang Diinginkan adalah R eached-LEDGATE- Menunjukkan NE555 adalah sumber tegangan ke MOSFET-R1, R2, R3 - 1kOhm(=12V) 1%-5%-RA- 15kOhm (2% atau lebih baik)-RB- 10kOhm (2% atau lebih baik)- Rdiv1- 1MOhm (2% atau lebih baik, 1/4W atau lebih besar)-Rdiv2- Regulator Digunakan Nilai (2% atau Lebih Baik)LF60CV 11kOhmLD1086V90 16kOhmLM7809ACT 16kOhmLM7812ACT 22.3kOhmLM317 28kOhm-SW1- Dinilai untuk tegangan input dan 5-6A-U1 dan U1. 1(Chip Yang Sama) - LM393AN-U3- SE555P-VR1- Potensiometer 10kOhm (Multi-turn akan lebih presisi)-M1- FCA47N60(F)-D1- RURG3060 (Gunakan RURG30120 jika ini adalah proyek elektronik pertama Anda)Coilcraft: L1- Coilcraft PCV-2-394-05L (Ikuti tautan dan ketik nomor bagian untuk membeli) ANGKA PIN ADA DI SKEMA KLIK " i " DI ATAS SKEMA UNTUK TAMPILAN LEBIH BESAR YANG DAPAT DIUNDUH

Langkah 4: Konverter Peningkatan PCB 500V

Jika Anda memiliki sumber daya, saya sangat menyarankan Anda membuat konverter Boost Board sirkuit cetak ini daripada yang protoboard. Membuat PCB custom akan lebih kompak dan memiliki tampilan yang jauh lebih baik. Sirkuit ini hanya membutuhkan 1 5/8" x 1 1/4" x 1" dan dapat beroperasi dari 8.4V hingga 31.2V dan output maksimum 500V dengan aman. Saya sangat menyarankan menggunakan setidaknya Baterai 12V jika tujuan Anda adalah daya maksimum Ukuran Versi ini juga dapat dikurangi menjadi 1 5/8" x 1 1/4" x 3/8" jika Induktor ditempatkan jauh dari sirkuit Anda, seperti pada kebanyakan coilgun untuk meyakinkan. Ditunjukkan pada Gambar Di Bawah. BERBAHAYA TEGANGAN TINGGI Perangkat ini dapat mengeluarkan voltase mematikan dan kapasitor yang Anda isi daya dapat menyimpan muatan mematikan selama berjam-jam, Kenakan Sarung Tangan Listrik dan Kacamata Pengaman saat beroperasi dan lakukan semua tindakan pencegahan keselamatanSpesifikasi: Biaya Proyek: - $20 + Pengiriman Mouser - $5 + Pengiriman Coilcraft PCV-2-394-05L (Ikuti tautan dan ketik nomor bagian untuk membeli) ->=$15 + Pengiriman MPJA - Biaya Total Rata-Rata dengan Pengiriman -- <$50-- Tegangan Input: 8.4V hingga 31,2 V Rentang Tegangan Output: 100V hingga 500V Daya Output: - TEST 1-12V Input 48W maks +-20% Terisi 290J Kapasitor Bank dalam 6 detik - TEST 2 - 12V Input 45W maks +-20% Terisi 1160J Kapasitor Bank dalam 26 detik - Input 24V Daya Keluaran TBD Diukur dengan Baterai Asam Timbal 1-2 12V 34Ah untuk Sumber Tegangan Hampir Konstan Setiap pengujian dilakukan 5 kali, yang terbaik ditampilkan. Batasan utama seberapa banyak daya yang dapat diambil dari baterai Anda adalah Baterai ESR --- Untuk hasil terbaik gunakan baterai dengan nilai arus tinggi atau Baterai yang dimaksudkan untuk Perangkat RC Daya --- NiCd adalah yang terbaik (dengan pengecualian Li- poly) Untuk Baterai Berikut, Perkiraan Daya Maksimum dapat ditarik ESR = Seri Ekuivalen Resistansi = Resistansi InternalAlkaline dapat digunakan, tetapi saya sangat merekomendasikan baterai dengan nilai arus tinggi yang dapat diisi ulang. Tegangan Lebih Rendah Dapat digunakan, tetapi mengharapkan Output Daya Lebih Rendah. 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 Peringatan-Mengambil terlalu banyak arus dari baterai Anda dapat mengurangi kapasitas, masa pakai, dan menyebabkan baterai Anda terlalu panas, pantau Suhu baterai Anda saat pengujian.

Langkah 5: Bagian PCB Boost Converter 500V

Peralatan:

• Solder Besi
• Solder Listrik (Diutamakan Rosin Core 0,032")
• Tali Pergelangan Tangan Anti-statis
• Sarung Tangan Listrik
• Kacamata pengaman
• Setiap Wadah Plastik atau Wadah Kaca Anti Bocor Beberapa Segel Kunci (Contoh)

Bahan: MPJA atau Amazon:

• FERRIC CHLORIDE (dapatkan Paket yang lebih besar jika Anda berencana membuat lebih banyak papan sirkuit)
• 2 masing-masing RESIST PEN atau Industrial Sharpie
• PAPAN BERPAKAI TEMBAGA (Pilih 3 x 5, 4 x 6, atau 6 x 9 untuk proyek ini)

Parts Dibeli Dari Mouser:Untuk C1, C2, C3, dan CT menggunakan peringkat tegangan sesuai dengan ini:Tegangan Baterai………. Tegangan Nilai Kapasitor=16V Cap=25V Cap=50V CapU2- Regulator Tegangan - DPAK (TO-252) Nomor Bagian Masukan Baterai-8.4V hingga 12V LF60ABDT-12V hingga 13.2V LF90ABDT-13.2V hingga 16.8V MC7809E-16.8V hingga 26.4V MC7812E-26.4V hingga 31.2V LM317M (R1 = 500 Ohm R2 = 5,5 k Ohm)-- Tipe C2 Menurut Regulator Digunakan: --LF60ABDT ElectrolyticLF90ABDT ElectrolyticMC7809E CeramicMC7812E CeramicLM317M Electrolytic-- C1, C3, C4, dan C5 adalah MLCC SMD/SMT 5% -20%, atau -20% hingga +80% ---- CT adalah MLCC SMD/SMT 1%-10% ---- Semua Resistor kecuali Rdiv1 adalah 1/10W atau lebih besar --4 Digit Angka Setelah Nilai adalah Ukuran (yaitu 0805 atau 1210)-C1-10uF 1210-C2- 10uF 1210- C3- 0.22uF (220nF) 0805-C4- 0.01uF (10nF) 0805-C5- 0.01uF (10nF) 0805-CB1- Bank Kapasitor Yang Ingin Anda Isi-CT- 0.022uF (22nF) 0805-LEDPWR- Menunjukkan Daya Diterapkan 1206-LEDREG- Menunjukkan Tegangan yang Diinginkan Tercapai 1206-LEDGATE- Menunjukkan NE555 adalah sumber tegangan ke e MOSFET 1206-R1, R2, R3-1kOhm(=12V) 1%-5% 0805-RA- 15kOhm (2% atau lebih baik) 0805-RB- 10kOhm (2% atau lebih baik) 0805-Rdiv1- 1MOhm (2% atau lebih baik, 1/4W atau lebih besar) 1206-Rdiv2- 0805Regulator Nilai yang Digunakan (2% atau Lebih Baik)LF60ABDT 11kOhmLF90ABDT 16kOhmMC7809E 16kOhmMC7812E 22.3kOhmLM317M 28kOhm-SW1- Dinilai lebih besar dari tegangan input pada 5-6A-U1 dan U1.1(Sama Chip) - LM393AM SOIC-8-U3- SE555D SOIC-8-VR1- Potensiometer 10kOhm (Multi-putaran akan lebih tepat)-M1- FCA47N60(F)-D1- RURG3060 (Silakan gunakan RURG30120 jika ini adalah salah satu dari Anda proyek elektronik pertama)Coilcraft:-L1- Coilcraft PCV-2-394-05L (Ikuti link dan ketik nomor bagian untuk membeli)NOMOR PIN ADA DI SKEMA KLIK " i " DI ATAS SKEMA UNTUK LEBIH BESAR UNDUH DAPAT DILIHAT

Langkah 6: Konverter Peningkatan PCB 500V Konstruksi

Langkah Pertama dalam konstruksi PCB adalah mendesain Papan PCB Anda menggunakan DipTrace (klik tautan dan unduh freeware DipTrace 2) Anda juga dapat menggunakan Tata Letak PCB yang Ditunjukkan pada Gambar Di Bawah. Langkah Selanjutnya adalah memasukkan Desain ke PCB, Anda dapat melakukan ini dengan dua cara: Menggunakan Printer Laser (Cepat, Mudah, dan jika Anda dapat menemukannya untuk dipinjam, saya sarankan) dan Tracing Tangan (SANGAT MENGHABISKAN WAKTU)- LASER PRINTER -INK JET PRINTERS TIDAK AKAN BEKERJA LINK INI UNTUK BELAJAR CARA MEMBUAT PAPAN PCBAlat:

• Berpakaian Tembaga
• Spidol Permanen Kelas Industri atau Tahan (Sharpie Kelas Industri Dapat ditemukan di Lowes)
• Setrika / Papan Setrika
• Etsa (Ferric Chloride)
• Setiap Wadah Plastik atau Wadah Kaca Anti Bocor Beberapa Segel Kunci (Contoh)

Jika Anda memiliki Printer Laser, cukup dapatkan beberapa katalog, buku telepon, atau kertas koran. Ini adalah jenis kertas murah yang sangat ringan dan yang terpenting hancur di dalam air, ujilah selembar kertas di dalam air untuk memastikan. Anda perlu merekatkan kertas ke feed sheet printer biasa (Tampak Pada Gambar Di Bawah) Anda hanya perlu merekatkan ke bagian atas lembaran, pastikan itu sedatar mungkin ke lembar printer sehingga ketika umpan melalui printer itu tidak kusut. Unduh File Di Bawah (Boost Converter, SMT2) (Anda harus mengunduh freeware DipTrace 2). Buka File dan klik Pratinjau Cetak Di Bawah FILE. Pastikan Pilihan Objek seperti yang ditunjukkan pada Gambar dan Kotak Cermin dicentang. Klik Cetak, Di Jendela Cetak pilih Properti. Di jendela Properties pilih tab graphics dan Di Darkness Square pilih DARK. Umpankan Kertas dengan kertas murah yang direkatkan ke dalam printer dan Klik Cetak. Kertas Anda akan terlihat seperti pada Gambar ke-5. Gunakan ini untuk mengukur PCB Anda dan potong Copper Clad Anda dengan Dremel atau gergaji meja, potong perlahan. Nyalakan setrika Anda dan letakkan di setelan tertinggi (biasanya Kapas), Tunggu hingga memanas…Sambil menunggu bersihkan bagian berlapis tembaga dengan air panas dan sabun, keringkan bagian Anda secara menyeluruh. Saat setrika Anda akhirnya dipanaskan, letakkan lapisan tembaga Anda di atas papan setrika dengan sisi tembaga menghadap ke atas. Potong Tata Letak yang dicetak LASER sehingga menjadi ukuran potongan berlapis tembaga. Letakkan potongan kertas toner menghadap ke bawah dan letakkan setrika rata di atas kertas dan berlapis tembaga. Tekan ke bawah dengan kekuatan sedang dan tunggu beberapa menit. Lapisan tembaga dan kertas sekarang harus saling menempel. Tempatkan potongan, itu akan PANAS, ke dalam wadah berisi air sabun hangat dan tunggu lima menit. Setelah menunggu, ambil Piece dan rendam di bawah air hangat dan gosok perlahan bagian atas kertas sampai yang tersisa hanyalah toner. Sentuh Tata Letak dengan spidol permanen Anda. LANJUT KE LANGKAH BERIKUTNYA- TANGAN TRACING -- Copper Clad- Etchant- Industrial Grade atau Resist Permanent Marker (Industrial Grade Dapat ditemukan di Lowes, sulit ditemukan Anda mungkin bertanya di mana letaknya, jika Anda menemukannya di tempat lain beri tahu saya Saya dapat mempostingnya) - Wadah PlastikCetak gambar ke-6 skala besar, gunakan bagian Anda sebagai referensi dan gambar jejak dengan spidol permanen Anda sebaik mungkin. Ini akan membosankan jadi bersiaplah untuk menghabiskan beberapa setengah jam bahkan melakukan jejak sederhana. Tampaknya Lebih Sederhana ya, Tidak. PERGI KE LANGKAH BERIKUTNYA

Langkah 7: Masalah Akhir

Di bawah ini adalah gambar bagaimana menagih beberapa bank sehingga jika satu debit yang lain tidak.