Как работает повышающий преобразователь на микросхеме NE555. Какие компоненты нужны для сборки DC-DC преобразователя 12В в 40В. Каковы преимущества и недостатки такой схемы. На что обратить внимание при расчете и сборке.
Принцип работы повышающего преобразователя на NE555
Повышающий преобразователь напряжения на микросхеме NE555 позволяет получить более высокое выходное напряжение, чем входное. Как это работает.
- Микросхема NE555 генерирует прямоугольные импульсы
- Импульсы управляют ключевым транзистором
- При открытии транзистора ток течет через катушку индуктивности, накапливая в ней энергию
- При закрытии транзистора энергия из катушки «выбрасывается» в нагрузку
- Диод не дает току течь обратно
- Конденсатор сглаживает пульсации выходного напряжения
За счет такого циклического накопления и сброса энергии происходит повышение напряжения. Коэффициент повышения зависит от скважности импульсов.
Основные компоненты схемы преобразователя 12В в 40В
Для сборки простого повышающего преобразователя на NE555 понадобятся следующие компоненты:
- Микросхема NE555 — генератор импульсов
- Транзистор IRFZ44N — силовой ключ
- Индуктивность 100-200 мкГн — накопитель энергии
- Диод Шоттки MBR1060 — выпрямитель
- Конденсатор 470 мкФ — сглаживающий фильтр
- Резисторы для задания частоты генератора
Номиналы компонентов подбираются исходя из требуемой мощности и напряжений. Для повышения с 12В до 40В при токе до 1А такие номиналы будут оптимальны.
Преимущества и недостатки преобразователя на NE555
Преобразователь напряжения на NE555 имеет свои плюсы и минусы по сравнению со специализированными микросхемами.
Преимущества:
- Простота схемы
- Доступность компонентов
- Низкая стоимость
- Возможность самостоятельной сборки
Недостатки:
- Невысокий КПД (70-80%)
- Отсутствие защит
- Нестабильность выходного напряжения
- Сложность точной регулировки
Такой преобразователь подходит для маломощных устройств и любительских применений, где не требуется высокая стабильность.
Расчет и настройка преобразователя
При разработке повышающего преобразователя на NE555 необходимо правильно рассчитать основные параметры:
- Частота генератора — обычно 20-50 кГц
- Скважность импульсов — определяет коэффициент повышения
- Индуктивность дросселя — влияет на запасаемую энергию
- Емкость выходного конденсатора — сглаживает пульсации
Для расчета можно воспользоваться онлайн-калькуляторами или специальными программами. Важно учитывать ограничения компонентов по току и напряжению.
Сборка и настройка преобразователя
При сборке повышающего преобразователя на NE555 следует обратить внимание на несколько моментов:
- Использовать качественные компоненты с запасом по мощности
- Обеспечить хороший теплоотвод для силовых элементов
- Применять толстые дорожки для силовых цепей на печатной плате
- Разместить входной и выходной конденсаторы максимально близко к силовым элементам
- Использовать экранирование для снижения помех
После сборки преобразователь настраивается путем подбора частоты и скважности для получения нужного выходного напряжения.
Применение повышающего преобразователя на NE555
Повышающий преобразователь напряжения на основе таймера NE555 может использоваться в различных устройствах:
- Питание светодиодов от батарей
- Зарядка аккумуляторов от солнечных панелей
- Питание портативной электроники
- Лабораторные источники питания
- Системы электропитания в автомобилях
Возможные проблемы и их устранение
При работе с повышающим преобразователем на NE555 могут возникнуть некоторые проблемы:
- Перегрев компонентов — использовать радиаторы
- Нестабильность выходного напряжения — добавить обратную связь
- Высокий уровень помех — применить экранирование и фильтрацию
- Низкий КПД — оптимизировать параметры схемы
- Выход из строя при перегрузках — добавить защиту по току
Большинство проблем решается правильным выбором компонентов и оптимизацией схемы под конкретную задачу.
Альтернативные схемы повышающих преобразователей
Помимо NE555 существуют и другие варианты построения повышающих преобразователей напряжения:
- На специализированных микросхемах (MC34063, LM2577 и др.)
- На микроконтроллерах с ШИМ
- Многофазные преобразователи для больших мощностей
- Резонансные преобразователи с высоким КПД
- Преобразователи с мягкой коммутацией
Выбор схемы зависит от требований к КПД, стабильности, мощности и других параметров конкретного применения.
Power Electronics • Просмотр темы
| Страница 1 из 1 | [ Сообщений: 15 ] |
|
| Автор | Сообщение | |||
|---|---|---|---|---|
| Aleksander8 |
| |||
Зарегистрирован: 10-11, 11:33 Сообщения: 75 Откуда: РФ |
| |||
| Вернуться к началу |
| |||
| valvol |
| ||||
Зарегистрирован: 06-09, 12:59 Сообщения: 9323 |
| ||||
| Вернуться к началу |
| ||||
| Aleksander8 |
| |||
Зарегистрирован: 10-11, 11:33 Сообщения: 75 Откуда: РФ |
| |||
| Вернуться к началу |
| |||
ru/teory/boost1.htm| valvol |
| ||||
Зарегистрирован: 06-09, 12:59 Сообщения: 9323 |
| ||||
| Вернуться к началу |
| ||||
| Aleksander8 |
| |||
Зарегистрирован: 10-11, 11:33 Сообщения: 75 Откуда: РФ |
| |||
| Вернуться к началу |
| |||
| valvol |
| ||||
Зарегистрирован: 06-09, 12:59 Сообщения: 9323 |
| ||||
| Вернуться к началу |
| ||||
| Aleksander8 |
| |||
Зарегистрирован: 10-11, 11:33 Сообщения: 75 Откуда: РФ |
| |||
| Вернуться к началу |
| |||
Выход может быть в автотрансформаторном включении дросселя или в последовательном включении нескольких повышающих ступеней.
Как говорит сатирик М.Задорнов, а что будет, если…? Например, если взять сердечник несмотря на его окраску, по пробной обмотке определить и намотать дроссель 100 мкГн и поставить в вышеуказанную схему? Возможно кто-нибудь так и делал. Понимаю, что не профессионально, но интересно.| valvol |
| ||||
Зарегистрирован: 06-09, 12:59 Сообщения: 9323 |
| ||||
| Вернуться к началу |
| ||||
Поэтому, при уменьшении его величины, необходимо увеличить частоту коммутации.| Aleksander8 |
| |||
Зарегистрирован: 10-11, 11:33 Сообщения: 75 Откуда: РФ |
| |||
| Вернуться к началу |
| |||
Поэтому, при уменьшении его величины, необходимо увеличить частоту коммутации.
| valvol |
| ||||
Зарегистрирован: 06-09, 12:59 Сообщения: 9323 |
| ||||
| Вернуться к началу |
| ||||
467 и частота 34.7кГц. Т.е. особого выбора нет. Если мы хотим использовать 555, то неразрывный режим не достижим. Однако, разрывный режим, не смотря на меньшую эффективность, может быть полезным в случае использования не достаточно быстрого диода VD1 (не Шоттки). В этом случае у диода появляется время на обратное восстановление. А так как сам преобразователь имеет не большую мощность (180В * 0.02А = 3.6Вт), то его эффективность также не очень важна.| Aleksander8 |
| |||
Зарегистрирован: 10-11, 11:33 Сообщения: 75 Откуда: РФ |
| |||
| Вернуться к началу |
| |||
| Aleksander8 |
| |||
Зарегистрирован: 10-11, 11:33 Сообщения: 75 Откуда: РФ |
| |||
| Вернуться к началу |
| |||
к. повышающий преобразователь является частным случаем обратноходового преобразователя, воспользовался методикой, изложенной в AN-16 от Power Integrations.| valvol |
| ||||
Зарегистрирован: 06-09, 12:59 Сообщения: 9323 |
| ||||
| Вернуться к началу |
| ||||
2*1/(2*180*0.02*30000)=666мкГ| Aleksander8 |
| |||
Зарегистрирован: 10-11, 11:33 Сообщения: 75 Откуда: РФ |
| |||
| Вернуться к началу |
| |||
| valvol |
| ||||
Зарегистрирован: 06-09, 12:59 Сообщения: 9323 |
| ||||
| Вернуться к началу |
| ||||
Для этого мы должны определить формируемые длительности в зависимости от управляющего напряжения Vc на ножке 5.
| Показать сообщения за: Все сообщения1 день7 дней2 недели1 месяц3 месяца6 месяцев1 год Поле сортировки АвторВремя размещенияЗаголовокпо возрастаниюпо убыванию |
| Страница 1 из 1 | [ Сообщений: 15 ] |
Видео: DC DC преобразователь на интегральном таймере — Инструкция Чип и Дип
Биржа ProСтанки
Продам HL30A-230WS05-SCND AC-DC Преобразователи напряжения 5В=, 6А, 30Вт, вход, 100-240В~, 47-440 Гц, монтаж на ДИН рейку, 02860511 AEPS Group Новый Москва (Россия)
Продам HL30A-230WS05-SCN AC-DC Преобразователи напряжения 5В=, 6А, 30Вт, вход, 100-240В~, 47-440 Гц, AEPS Group Новый Москва (Россия)
Продам NN60A-230S24-SCN AC-DC Преобразователи напряжения 24В=, 2.
5А, 75Вт, вход, 100-240В~, 47-440 Гц, AEPS Group Новый
Москва (Россия)
Добавлено: 22.05.2013 в 16:58
Продолжительность: 01:34
При изготовлении DC-DC преобразователя часто используют специализированные микросхемы, число которых в настоящее время великое множество. Простой повышающий преобразователь напряжения можно собрать по простой схеме импульсного генератора с ШИМ на доступной микросхеме NE555, или на ее многочисленных аналогах. При питании от источника напряжения 12В на выходе можно получить напряжение до 50В. Величина этого напряжения зависит от номинала стабилитрона, установленного на выходе устройства. Коротко о работе схемы. Напряжение питания поступает на таймер, на котором собран генератор импульсов. Импульсы поступают на мощный полевой транзистор, в стоковой цепи которого включена индуктивность. На ней возникает ЭДС, которая выпрямляется мощным диодом Шоттки.
Схема стабилизации состоит из транзистора VT2 и стабилитрона. Данная схема работает как компаратор, для которого напряжение стабилизации стабилитрона является опорным. Как только напряжение на конденсаторе С4 превысит величину суммы напряжений стабилизации и порога открывания транзистора, изменится скважность импульсов на выводе «3» микросхемы в сторону уменьшения.
Комментарии
0Оставить комментарий
Интересные статьи партнеров
Волоконные лазеры — принцип работы, применение и многое другое [Часть 1]
Ручной листогиб для гибки металла — своими руками
Какой мощности необходим лазерный станок для производства металлоконструкций? [Часть 2]
Как сделать шахматную доску с фигурами на лазерном станке? [Подробная инструкция]
Поставка и запуск оптоволоконного лазерного станка XTC-1530H/2000 Raycus в Златоусте
Удивительные скульптуры животных из коряг за авторством Джеффро Уитто
Исчезающие скульптуры Юлиана Фосс-Андре
Могут ли 3D-принтеры печатать переработанным пластиком?
Резная гравюра по «Дюне» своими руками
Похожее видео
Схема повышающего преобразователяс использованием микросхемы таймера 555
В этом уроке мы создадим «Схему повышающего преобразователя 555».
Мы все сталкивались с неприятными ситуациями, когда нам нужно немного более высокое напряжение, чем могут обеспечить наши блоки питания. Нам нужно 12 вольт, но у нас только 9-вольтовая батарея. Или, может быть, у нас есть питание 3,3 В, когда нашему чипу нужно 5 В. К тому же, в большинстве случаев потребляемый ток вполне приличный, мы можем добиться этого, увеличив преобразователь. Повышающий преобразователь — это преобразователь мощности постоянного тока в постоянный, который повышает напряжение при одновременном понижении тока от входного источника к выходной нагрузке. Это класс импульсных источников питания, содержащий как минимум два полупроводника: диод и транзистор, а также как минимум один элемент накопления энергии: конденсатор, катушку индуктивности или их комбинацию. Чтобы уменьшить пульсации напряжения, фильтры из конденсаторов, иногда в сочетании с катушками индуктивности, обычно добавляются к выходному фильтру на стороне нагрузки преобразователя и входному фильтру на стороне питания.
Повышающие преобразователи представляют собой системы с высокой нелинейностью, и было исследовано множество методов линейного и нелинейного управления для достижения хорошего регулирования напряжения при больших изменениях нагрузки. Их называют импульсными, потому что обычно используется полупроводниковый переключатель, который очень быстро включается и выключается. Мы разрабатываем схему повышающего преобразователя на основе таймера IC 555 и нескольких легкодоступных внешних компонентов. В этой схеме повышающего преобразователя микросхема IC 555 настроена на режим нестабильного мультивибратора, и мы можем регулировать выходное напряжение, изменяя частоту выходных импульсов микросхемы таймера.
Эта схема предназначена для обеспечения выходного напряжения 9 В от входного источника питания с напряжением 3 В. Если вам нужно высокое напряжение от 3-вольтовой батареи, вы можете использовать эту схему для повышения напряжения питания.
Buy From Amazon
Hardware Components
The following components are required to make Boost Converter Circuit
Sr. No | Components | Value | Qty |
|---|---|---|---|
| 1 | 555 Timer IC | 1 | |
| 2 | Transistor | BC547 | 1 |
| 3 | Diode | 1N4007 | 1 |
| 4 | Variable Resistor | 20KΩ | 1 |
| 5 | Resistor | 1KΩ, 330Ω | 1,1 |
| 6 | Ceramic Capacitor | 470pF, 0. 1µF | 1, 2 |
| 7 | Inductor | 80mH | 1 |
| 8 | Connecting Wires | – | |
| 9 | Power Supply | 3V | 1 |
NE555 IC Pinout
For подробное описание цоколевки, габаритных размеров и технических характеристик загрузите техническое описание 555 Timer
BC547 Pinout
Подробное описание цоколевки, габаритных размеров и технических характеристик загрузите техническое описание BC547
Цепь повышающего преобразователя
Объяснение работы
Как видно из схемы, таймер IC 555 настроен на нестабильный мультивибрационный режим.
Выходной импульс таймера IC подается на базу транзистора Q1, здесь Q1 действует как переключатель, вывод коллектора Q1 подключен к положительному источнику питания через катушку индуктивности L1, а вывод эмиттера подключен к отрицательному источнику питания. Нестабильный режим мультивибратора IC 555 дает непрерывный импульсный выход, мы можем увеличить или уменьшить частоту выходного импульса, изменив значение переменного резистора RV1. Теперь повышенное выходное напряжение берется из точки встречи L1 и Q1, а затем выпрямляется диодом D1. Конденсатор С3 устраняет пульсации и шумы выходного напряжения.
Области применения
Этот повышающий импульсный преобразователь постоянного тока может использоваться в телекоммуникационных устройствах, портативных электронных устройствах, контрольно-измерительных устройствах и потребительских электронных устройствах.
Похожие сообщения:
Простой преобразователь постоянного тока в постоянный на микросхеме таймера 555 (7,5–35 В)
Содержание
Обзор: простой преобразователь постоянного тока в постоянный с использованием микросхемы таймера 5550152 Простой преобразователь постоянного тока на микросхеме таймера 555 . Выходное напряжение этой схемы будет находиться в диапазоне от 7,5 В до 35 В постоянного тока с выходным током 60 мА.
Преобразователь переменного тока в переменный довольно прост по сравнению с преобразователем постоянного тока в постоянный . Это связано с тем, что преобразователь переменного тока в переменный подразумевает только трансформатор, который преобразует переменный ток с одного уровня напряжения на другой уровень напряжения. А вот преобразование постоянного тока в постоянный — довольно утомительная работа без трансформатора и больших потерь мощности. А вот преобразователь переменного тока в постоянный выполнен с использованием диодов. Вот простая, недорогая, высокоточная схема, которая преобразует 5–18 В пост. тока до 7,5–35 В пост. тока без использования трансформатора. Схема проста в построении из нескольких компонентов. Схема является лучшей альтернативой инверторной схеме.
Что такое преобразователь постоянного тока в постоянный?
A Преобразователь постоянного тока представляет собой электронную схему или электромеханическое устройство, которое преобразует источник постоянного тока (DC) с одного уровня напряжения на другой. Это тип преобразователя электроэнергии . Уровни мощности варьируются от очень низких (маленькие батареи) до очень высоких (высоковольтная передача энергии).
Преобразователи постоянного тока в постоянный используются в портативных электронных устройствах, таких как сотовые телефоны и портативные компьютеры, которые питаются в основном от батарей. Практические электронные преобразователи используют методы переключения. Импульсные преобразователи постоянного тока преобразуют один уровень постоянного напряжения в другой, который может быть выше или ниже, путем временного накопления входной энергии и последующего высвобождения этой энергии на выходе с другим напряжением.
Список материалов
Ниже приведены компоненты, необходимые для изготовления «Простая схема преобразователя постоянного тока в постоянный» . Все компоненты можно легко купить на Amazon.
| С. Н. | Компоненты | Описание | Количество |
|---|---|---|---|
| 1 | Резистор | 180 Ом | 1 |
| 2 | Резистор | 6,8 кОм | 1 |
| 3 | Резистор | 56 Ом | 1 |
| 4 | Конденсатор | 47 мкФ, 63 В (электролитический конденсатор) | 1 |
| 5 | Конденсатор | 100 мкФ, 63 В (электролитический конденсатор) | 1 |
| 6 | Конденсатор | 1000 мкФ, 25 В (электролитический конденсатор) | 1 |
| 7 | Конденсатор | 10 нФ (керамический диск) | 1 |
| 8 | NE555 | 555 Таймер IC | 1 |
| 9 | BC547 | Транзистор PNP | 1 |
| 10 | BC557 | Транзистор NPN | 1 |
| 11 | 1N4004 | Выпрямительный диод | 3 |
Схема: простой преобразователь постоянного тока с использованием таймера 555
Схема из 9Преобразователь постоянного тока 0152 построен на очень популярной микросхеме LM555, используемой в режиме мультивибратора , и некоторых основных компонентах, таких как транзисторы , конденсаторы и резисторы .
Чтобы сделать схему преобразователя постоянного тока с использованием 555 простой, мы не использовали никаких предустановленных элементов управления. Это означает, что уровень выходного напряжения зависит от нагрузки . Теоретически выходной уровень в два раза превышает уровень входного напряжения. Но из-за некоторых потерь из-за транзисторы и выпрямительные диоды такой уровень недостижим.
Падение на этих переходах постоянно 0,6 В. Но потери пропорционально больше при входном напряжении 6 В, чем при 18 В. ИС таймера 555, сконфигурированная в режиме мультивибратора , формирует сигнал с частотой около 10 кГц . В зависимости от выходного уровня микросхемы включается транзистор Q1 или Q2. Это приводит к тому, что конденсатор C2 заряжается в течение полупериода. Затем в течение другой половины периода заряд от конденсатора С2 передается конденсатору С3. Это приводит к тому, что выходное напряжение немного меньше, чем удвоенное входное напряжение.
