Enkel DC - DC Boost -konverter ved hjælp af 555: 4 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:25

Det er ofte nyttigt i et kredsløb at have højere spændinger. Enten for at levere +ve og -ve skinner til en op -amp, til at drive summer eller endda et relæ uden behov for et ekstra batteri.

Dette er en simpel 5V til 12V DC converter bygget ved hjælp af en 555 timer og et par 2N2222 transistorer. Dedikerede IC'er findes allerede til at udføre denne funktion, og de gør det meget mere effektivt end dette design - dette projekt er sjovt at eksperimentere med og har en intuition om, hvordan disse kredsløb fungerer.

Trin 1: Grundlæggende funktion

Kredsløbet fungerer ved at lukke transistoren og effektivt jordet induktoren. Dette får en stor strøm til at strømme ind i induktoren. Når transistoren er åben, kollapser magnetfeltet i induktoren, hvilket får spændingen til at stige, ofte meget højere end batterispændingen. Hvis den genererede spænding er højere end spændingen, der er lagret i kondensatoren, lukker dioden og tillader kondensatoren at oplade.

Ved hjælp af en signalgenerator til at drive transistoren fandt jeg ud af, at for mine komponentværdier (dele, som jeg bjærgede fra kasseret elektronik), har jeg brug for en frekvens på omkring 220KHz for at generere 15V. Et feedbacknetværk vil derefter kontrollere frekvensen for at forsøge at opretholde en stabil 12V ved forskellige belastninger.

Trin 2: Astable Circuit

Der er forskellige 555 oscillator kredsløb online, men jeg byggede mit på denne måde.

Udgangen, pin 3, bruges til at oplade og aflade en kondensator via en modstand. Spændingen på tværs af kondensatoren overvåges for at skifte udgangsstiften.

Hvis du bruger en 6V-forsyning, er det let at se, at op-ampere har en 2V og en 4V referencespænding. Begge op-forstærkere overvåger kondensatorspændingen, og dermed er benene (2 og 6) forbundet.

Hvis spændingen stiger over 4V, bliver den øverste op-amp høj. Nulstil låsen, kondensatoren begynder at aflade, indtil den falder til under 2V, på hvilket tidspunkt den nederste op-amp vil gå højt og indstille låsen. Igen oplader kondensatoren.

Det gule omfangsspor viser kondensatoren, der oplades og aflades, mens det blå spor viser udgangsstiften 3, der genererer en firkantet bølge ved 190KHz.

Trin 3: Feedback Loop

Kravet til feedback -loop er at sænke frekvensen, når udgangsspændingen bliver for høj, og at hæve frekvensen, når spændingen bliver for lav.

Den nemmeste måde, jeg kunne tænke mig at gøre dette på, var ved at bruge en transistor til at udlufte strøm under kondensatorens opladningscyklus.

I løbet af denne cyklus er afladningsstiften 7 aktiv lav, hvilket tillader udluftningskredsløbet at stjæle strøm fra kondensatoren.

Basisspændingen - 0,65V er til stede ved emitteren, denne spænding over en fast R -modstand vil opretholde en stabil strøm, som skal komme fra kondensatorens ladestrøm, sænke cyklussen og sænke frekvensen. Jo højere spænding, jo mere blødes væk fra opladning og jo lavere frekvens. Hvilket præcist passer til vores krav.

Eksperimenter med komponentværdier, men jeg valgte 3K til basismodstanden af denne grund:

På det laveste punkt sidder kondensatoren på cirka 2V. Fra en 5V -forsyning betyder dette, at 3V på tværs af 3K -modstanden vil begynde at oplade kondensatoren med 1mA.

Med 1V forudindstillet ved emitteren på tværs af en 3K modstand vil trække 1/3 af strømmen, eller 333uA … som jeg troede ville være en god blødningsstrøm. Basisspændingen kommer fra et potentiometer, der danner en spændingsdeler med den spænding, vi ønsker at overvåge, dvs. 12V -udgangen. Da potentiometeret er justerbart, er emittermodstandens værdi ikke kritisk. Jeg valgte et 20K potentiometer til dette.

Trin 4: Afsluttet kredsløb

Jeg havde kun en overflademonteret diode til rådighed, som kan ses loddet til bunden af brættet.

Kredsløbet blev testet fra en 5V forsyning fra en Arduino og driver effektivt en 12V summer, DC motor, 12V relæ eller en række dioder uden behov for en ekstern 12V forsyning.