Простой повышающий преобразователь напряжения: схема и принцип работы

На схеме показаны основные компоненты повышающего преобразователя:

• L — индуктивность (дроссель)
• VT — силовой транзистор
• VD — диод
• C — выходной конденсатор
• Система управления — генератор управляющих импульсов

Входное напряжение Vin подается слева, а повышенное выходное напряжение Vout снимается справа.

Преимущества повышающего преобразователя

Использование повышающего преобразователя напряжения дает ряд преимуществ:

• Возможность получить выходное напряжение выше входного
• Высокий КПД (до 95% и более)
• Малые габариты и вес по сравнению с трансформаторными преобразователями
• Возможность плавной регулировки выходного напряжения
• Низкий уровень электромагнитных помех

Области применения повышающих преобразователей

Повышающие преобразователи напряжения нашли широкое применение в различных областях:

• Портативная электроника (смартфоны, ноутбуки)
• Автомобильная электроника
• Светодиодное освещение
• Солнечная энергетика
• Электропривод
• Системы бесперебойного питания

Везде, где требуется повысить напряжение источника питания, повышающие преобразователи оказываются очень полезны.

Как рассчитать повышающий преобразователь

Для расчета повышающего преобразователя напряжения необходимо знать следующие параметры:

• Входное напряжение Vin
• Требуемое выходное напряжение Vout
• Максимальный выходной ток Iout
• Частота переключения f

Основные этапы расчета:

1. Расчет коэффициента заполнения D: D = 1 — (Vin / Vout)
2. Расчет индуктивности L: L = (Vin * D) / (ΔIL * f)
3. Расчет емкости выходного конденсатора C: C = (Iout * D) / (ΔVout * f)
4. Выбор силового транзистора и диода по максимальным токам и напряжениям

Где ΔIL — допустимые пульсации тока индуктивности, ΔVout — допустимые пульсации выходного напряжения.

Практические советы по сборке преобразователя

При самостоятельной сборке повышающего преобразователя напряжения следует учитывать несколько важных моментов:

• Используйте качественные компоненты, рассчитанные на соответствующие токи и напряжения
• Обеспечьте хороший теплоотвод для силового транзистора и диода
• Применяйте короткие и широкие дорожки печатной платы для силовых цепей
• Используйте снабберные цепи для подавления выбросов напряжения
• Экранируйте чувствительные цепи от наводок
• Тщательно настройте систему управления для оптимальной работы

Заключение

Простой повышающий преобразователь напряжения — это эффективное устройство для увеличения напряжения источника питания. Несмотря на простоту схемы, он обладает высоким КПД и широкими возможностями применения. Понимание принципов работы и особенностей расчета повышающих преобразователей позволяет создавать качественные источники питания для различных электронных устройств.

ПОВЫШАЮЩИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Преобразователь напряжения на одном транзисторе

Простой преобразователь напряжения В на двух транзисторах Николай Николаев. Простой самодельный инвертор напряжения В на двух транзисторах Схема до безобразия проста и вместе с тем очень надежна, запускается.. Marat Elektronik. Преобразователь напряжения В своими руками Паяльник TV.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

Содержание:

• простой преобразователь напряжения 12 220в на двух транзисторах
• Сверхнизковольтный преобразователь напряжения
• Простой повышающий преобразователь напряжения
• :: ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ 12 В 220 ::
• Сверхнизковольтный преобразователь напряжения | Принципиальные электрические схемы
• Однотактный преобразователь напряжения на одном транзисторе схема — без регестрации

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Простой повышающий преобразователь из ЗУ

простой преобразователь напряжения 12 220в на двух транзисторах

Пожалуй одна из самых простых схем преобразователей напряжения из себя представляет простой двухтактный преобразователь на полевых транзисторах, которые включены по схеме мультивибратора. Стабилитроны из схемы можно исключить, если конечно схема предназначена для питания от напряжения не более 12 вольт. Резисторы в схеме не критичны их номинал может быть в районах от ом до 1 килоома, они ограничивают ток затвора полевых транзисторов, следовательно подбором их номинала можно регулировать частоту преобразователя.

Резисторы желательно применить с мощностью 0, ватт, возможен перегрев этих резисторов, но это не страшно. Работа двухтактного преобразователя достаточно проста, транзисторы поочередно открываясь и закрываясь создают в первичной обмотке трансформатора переменное напряжение высокой частоты. Трансформатор мотается на желтом ферритовом кольце из компьютерного блока питания, хотя можно использовать и кольца марки НМ.

Для питания ЛДС трансформатор в первичной обмотке содержит 6 витков с отводом от середины, провод 0, мм, вторичная обмотка содержит 90 витков и растянута по всему кольцу, провод 0,,4 мм, изоляции можно не ставить, если для первички применить многожильный провод в резиновой изоляции.

Преобразователь способен развивать мощность до 20 ватт при использовании полевых транзисторов серии IRFЗ44 и до 30 ватт если применить транзисторы типа IRF Область применения такого рода двухтактных преобразователей достаточно широка, поскольку преобразователь способен развивать неплохую выходную мощность и имеет очень компактные размеры, целесообразно использовать его в Гаусс-пушке для зарядки конденсаторов или же для питания ЛДС в походных условиях, где нет бытовой сети вольт, питать таким преобразователем активные устройства — приемники, маломощные зарядные устройства нельзя, поскольку частота преобразователя достаточно высокая.

Включить электроустройства с помощью пульта дистанционного управления не является ноу-хау, и вы можете найти много различных устройств делающих это хорошо.

Для изготовления этого типа устройств, вы должны сделать приемник, передатчик. Здесь же можно сделать это устройство, но вам нужно будет сделать только приемник, потому что в качестве передатчика будет использоваться пульт дистанционного управления от телевизора или DVD.

Обзор преобразователя-инвертора на мощность ватт, предназначенного для создания вольт из ти вольтового аккумулятора от автомобиля. Преобразователь напряжения выполнен на мощных полевых транзисторах IRF по схеме двухтактного автогенератора, практически это мультивибратор на полевиках с нагрузкой в виде трансформатора, что значительно упрощает схему и снижает количество элементов.

Такая схема преобразователя напряжения имеет свои плюсы и минусы. Из плюсов можно отметить простоту схемы, минимум деталей и Из минусов — нестабильная частота преобразования, зависимость частоты от нагрузки, маленькая выходная мощность. Однако, в большинстве случаев, стабильная частота не требуется для подпитки лампочек или телевизоров Трансформатор можно взять любой с габаритной мощьностью до ватт, витки и толщину провода расчитываем общепринятыми методиками.

Транзисторы лучше бы поставить на теплоотводы, дроссель наматывать на куске железа проводом толщиной не менее 1,5 мм витков Сборку и наладку осуществлять осторожно, на выходе высокое напряжение Собственно, налаживать там нечего, должно сразу работать при правильном монтаже. Наиболее простая схема однокаскадного преобразователя напряжения на основе автогенератора показана на рис. Этот вид генераторов получил название блокинг-генераторов. Блокинг-генератор позволяет получать короткие импульсы при большой скважности.

По форме эти импульсы приближаются к прямоугольным. Предельная частота генерации блокинг-генератора — сотни кГц. Несколько видоизмененный вариант преобразователя с трансформаторной обратной связью представлен на рис.

Автогенератор работает на частоте примерно 30 кГц. Места выводов катушки заливают парафином. Генератор вырабатывает импульсы, по форме близкие к прямоугольным. Схема двухтактного трансформаторного преобразователя напряжения показана на рис.

Трансформатор вьюоковольтного преобразователя рис. Коллекторные обмотки содержат по 14 витков провода диаметром 0,5…0,8 мм. При подключении обмоток следует соблюдать их фази-ровку. Выходное напряжение преобразователя — до 8 кВ. Вариант схемы аналогичного преобразователя напряжения показан на рис. Основное различие заключается в цепях подачи смещения на базы транзисторов. Преобразователь напряжения А. Чаплыгина [9. Он питается от батареи напряжением 5 Б и способен отдавать в нагрузку до 1 А при напряжении 12 Б.

Трансформатор Т1 выполнен на кольце К18x8x5 НМ1. Преобразователь напряжения рис. Потребляемый преобразователем ток около 3…5 мА при напряжении питания 4,5 Б. Трансформатор для этого устройства может быть создан на основе телевизионного трансформатора БТК Резистор R1 —величиной 12…51 кОм. Преобразователь рис. В коллекторную цепь транзистора VT2 включен повышающий автотрансформатор Т1.

При последующих циклах, когда транзистор VT2 запирается, конденсаторы фильтра 04, 05 разряжаются через нагрузку, обеспечивая протекание постоянного тока. Стабилизация выходного напряжения осуществляется за счет отрицательной обратной связи ООО по постоянному напряжению посредством R2.

В результате увеличивается частота подзарядки конденсаторов фильтра С4 и С5 и падение напряжения на нагрузке компенсируется. Остаются лишь редкие импульсы, компенсирующие разряд конденсаторов в режиме покоя. Транзисторы VT1 и VT2 должны иметь возможно больший коэффициент усиления для повышения экономичности.

Диод VD1 должен быть вьюокочастотным и иметь малый обратный ток. На рис. Преобразователь сохраняет работоспособность при уменьшении напряжения батареи с 9….

Стабилизация сохраняется при уменьшении напряжения источника питания ниже выходного стабилизированного напряжения преобразователя, чего не может обеспечить традиционный стабилизатор напряжения. Конденсатор С2 способствует более четкому закрыванию транзистора.

Далее процесс повторяется. Выходное напряжение задает стабилитрон VD1. Частота преобразования изменяется в пределах 20… кГц. Преобразователь напряжения [9. Это позволяет получить несколько вторичных стабильных напряжений. Частота преобразования уменьшается почти линейно при уменьшении питающего напряжения. Напряжение на сглаживающих конденсаторах вторичных цепей зависит от энергии импульсов, получаемых от трансформатора.

Наличие резистора R2 делает напряжение на накопительном конденсаторе СЗ зависимым и от частоты следования импульсов, причем степень зависимости крутизна определяется сопротивлением этого резистора. Полевой транзистор VT2 — стабилизатор тока. На вход устройства подается напряжение питания 12 Б и с помощью резистора R1 на нагрузке Rh устанавливается напряжение 15 Б. Далее напряжение питания уменьшают до 4 Б и резистором R2 добиваются напряжения на выходе также 15 Б.

Обмотки I и II и магнитопровод трансформатора у обоих вариантов преобразователи одинаковы. Обмотки намотаны на броневом магнитопроводе Б26 из феррита НМ. Конденсатор СЗ должен быть либо слюдяным, либо керамическим, на рабочее напряжение не ниже В. Длительность импульсов блокинг-генератора примерно 10 мкс. Схема слаботочного преобразователя напряжения для питания газоразрядного счетчика Гейгера-Мюллера. Поверх обмотки III накладывают слой изоляции. Трансформатор Т1 выполнен на магнитопроводе из двух сложенных вместе пермаллоевых колец К40х28х6.

Повышающая обмотка содержит витков ПЭВ-2 0,2. Для питания ламп-вспышек предназначен преобразователь напряжения ПН, являющийся основой описываемого ниже устройства рис. Обычно энергия батарей преобразователя расходуется с минимальной эффективностью. Панчику [9. В настоящее время интернет пестрит всевозможными схемами инверторов Вольт, которые построены на микросхемах серии TL и полевых транзисторах и нет ни одной схемы максимально простой, на отечественной элементной базе.

Я решил заполнить этот пробел. Предлагаю для повторения очень простую и надежную схему инвертора преобразователя напряжения из 12В в Вольт, для энергосберегающей лампы. Схема до безобразия проста и вместе с тем очень надежна, запускается без каких либо проблем сразу, содержит всего два транзистора и три детальки в обвязке — проще не бывает.

В качестве трансформатора использовал ферритовые чашки с такимим размерами: диаметр — 35 мм, высота — 20 мм. Намотка данного трансформатора не имеет никаких особенностей. Фото феррита, катушки и собранного трансформатора для инвертора напряжения прикладываю ниже. Сперва мотается первичная обмотка, она содержит 14 витков провода диаметром 0,5 мм, после намотки ее нужно обернуть изолентой в один слой.

Вторичная обмотка трансформатора мотается проводом диаметром 0. Все, трансформатор готов, осталось только собрать половинки и посадить на болтик. Методом проб и ошибок подобрал для схемы транзисторы, ориентируясь на минимальный ток потребления схемы. Получилась пара КТ и КТ, затем были подобраны сопротивления и емкость. В результате моих опытов получилась вот такая схема с указанными номиналами, она приведена выше. Данная конструкция простого инвертора напряжения отлично подходит для питания энергосберегающей лампы мощностью в 8,9,11 Ватт.

Лампы мощностью в 20 ватт не хотят работать, скорее всего вторичка слабовата — переделывать я не стал. Лампа мощностью в 9 ватт светит так же ярко как и при питании напрямую от сети переменного тока В. Потребляемый ток схемы преобразователя напряжения колеблется в пределах 0. Если использовать вместо транзистора КТ транзистор КТ и аналогичные то ток, потребляемый схемой инвертора напряжения и лампой, возрастает до величины 0,86 Ампера.

Данная конструкция простого инвертора напряжения доступна к изготовлению всем радиолюбителям и начинающим.

Сверхнизковольтный преобразователь напряжения

Добрый день. Не подскажите как пересчитать схему на питание от аккумулятора 3,75 В , литий ионный. Диоды включены в параллель,значит им не нужно напряжение,так может они работают чисто от аккумулятора,а без сердечника катушка жрет больший ток и шунтирует светодиоды? Ты мерял напряжение на выходе,насколько оно больше? Вообще везде пишут,что в параллель без резисторов светодиоды включать не рекомендуется,так как параметры имеют разброс и нагрузка на слабые светодиоды может их выбить. Конденсаторы после диода могут повысить напряжение почти в два раза.

Крайне простой, но весьма эффективный преобразователь. Способнен работать от крайне низкого напряжения (от 0,3 В) и следовательно, полностью генератором на одном транзисторе с индуктивной обратной связью.

Простой повышающий преобразователь напряжения

Ниже приведена схема сверхнизковольтного автогенераторного преобразователя напряжения всего на одном транзистор. Технические характеристики: Напряжение питания 1,5 вольт. Запускается автогенератор при напряжении не ниже милливольт и сохраняет свою работоспособность при напряжении милливольт и ниже! Может быть использован для генерации низкочастотных колебаний в жестких условиях напряжения питания например от одного модуля солнечной батареи! Остальные не подойдут! Если преобразователь откажется работать, то необходимо поменять концы вторичной обмотки! С1 главным образом влияет на КПД. Трансформатор преобразователя — это ферритовое колечко проницаемостью где-то HH внутренний диаметр 8мм, остальное 5мм. Способ намотки трансформатора: сперва наматывается первая обмотка виток к витку. Затем таким же образом наматываем вторичную обмотку, пока не заполнится все кольцо.

:: ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ 12 В 220 ::

Принципиальные схемы простых преобразователей напряжения на основе автогенераторов, построены с использованием транзисторов. В генераторах с самовозбуждением автогенераторах для возбуждения электрических колебаний обычно используется положительная обратная связь. Существуют также автогенераторы на активных элементах с отрицательным динамическим сопротивлением, однако в качестве преобразователей они практически не используются. Наиболее простая схема однокаскадного преобразователя напряжения на основе автогенератора показана на рис. Этот вид генераторов получил название блокинг-генераторов.

Все записи на субдомене: Электроника и механика записки от AZM. Импульсные преобразователи напряжения с накопительным дросселем На выходе таких схем всегда будет или постоянное или пульсирующее напряжение.

Сверхнизковольтный преобразователь напряжения | Принципиальные электрические схемы

Этот преобразователь, как оказалось работает практически с любыми элементами. Его собрали из кучки хлама в течении, буквально минут. Зато главное его преимущество это то, что он работает от 1. Но будьте внимательны если подать на него более чем 3. Детали в схеме можно применить практически любые.

Однотактный преобразователь напряжения на одном транзисторе схема — без регестрации

Добавить в избранное. Мощный усилитель для CD-плеера Автомобильгая сигнализация на двух микросхемах Выходные каскады электронной авто сигнализации Подавитель шумов акустической системы Радиоканал для сигнализации Простой генератор телесигналов Цифровой вольтметр на микросхеме К Музыкальная сирена. Ру — Все права защищены. Публикации схем являются собственностью автора. Простая схема автомобильного преобразователя напряжения В. Категория: Источники питания , Автомобильные устройства Большинство электроприборов, которые могли-бы пригодиться в длительном путешествии к сожалению питаются переменным напряжением В. В разной радиотехнической литературе описываются всевозможные преобразователи, проставляющие собой, обычно двухтактный транзисторный генератор с индуктивной нагрузкой, либо генератор с двухтактным выходом и индуктивной нагрузкой.

Сегодня рассмотрим схему сверхнизковольтного автогенераторного преобразователя напряжения. Собрана она всего на одном транзисторе.

Портал QRZ. RU существует только за счет рекламы, поэтому мы были бы Вам благодарны если Вы внесете сайт в список исключений. Мы стараемся размещать только релевантную рекламу, которая будет интересна не только рекламодателям, но и нашим читателям.

На рисунке представлена принципиальная схема простого преобразователя напряжения, применяемого для питания газоразрядных индикаторов в цифровом измерительном приборе. С его помощью можно получить выходное напряжение в пределах Работает устройство следующим образом. Когда транзистор под действием тактовых импульсов, подаваемых на его базу, открыт, в катушке индуктивности накапливается энергия в виде магнитного поля.

Импульсные блоки питания Линейные блоки питания Радиолюбителю конструктору Светодиоды, ламы и свет 3D печать и 3D модели Подборка схем импульсных преобразователей напряжения DC-DC.

На специализированных ШИМ-контроллерах можно реализовать ряд простых и вполне рабочих схем преобразователей напряжения. Хотим поделится двумя вариантами схем инверторов Вольт с простой обвязкой и минимальным количеством комплектующих компонентов. Это достаточно мощный контроллер, номинал выходного сигнала которого хватит для раскачки достаточно мощных полевых ключей без использования дополнительного драйвера. Диапазон входных напряжений Вольт, больше подавать крайне рискованно, в номинале 12 Вольт. Генератор преобразователя состоит из самой микросхемы, одного конденсатора и резистора — это компоненты времязадающей цепи, их подбором можно настроить нужную рабочую частоту генератора. Вся основная нагрузка лежит на полевом транзисторе, поэтому последний будет перегреваться, следовательно, ему нужно интенсивно охлаждать. Для этого транзистор устанавливают на теплоотвод, возможно понадобится и кулер — зависит от мощности выходной нагрузки.

Пожалуй одна из самых простых схем преобразователей напряжения из себя представляет простой двухтактный преобразователь на полевых транзисторах, которые включены по схеме мультивибратора. Стабилитроны из схемы можно исключить, если конечно схема предназначена для питания от напряжения не более 12 вольт. Резисторы в схеме не критичны их номинал может быть в районах от ом до 1 килоома, они ограничивают ток затвора полевых транзисторов, следовательно подбором их номинала можно регулировать частоту преобразователя.

Простая схема повышающего преобразователя постоянного тока с использованием микросхемы таймера 555

В этом проекте мы создаем схему повышающего преобразователя с использованием микросхемы таймера 555. Повышающий преобразователь — это неизолированный импульсный источник питания, который используется для повышения напряжения. Другими словами, он дает более высокое выходное напряжение по сравнению с входным напряжением. Схема очень похожа на понижающий преобразователь, который мы разработали для управления двигателем и светодиодной лентой, которая используется для снижения входного напряжения. Повышающие преобразователи находят применение во многих наших повседневных устройствах, это очень распространенные схемы силовой электроники, которые широко используются с солнечными панелями и другими технологиями сбора урожая, и являются одними из самых важных схем в настоящее время. В этой статье мы узнаем о понижающих преобразователях и разработаем очень простой повышающий преобразователь, используя таймер 555 и IRFZ44N , N-канальный МОП-транзистор. Посмотреть простые и интересные схемы силовой электроники можно здесь.

Повышающий преобразователь используется для увеличения выходного напряжения за счет уменьшения тока. Это достигается за счет накопления энергии в катушке индуктивности, а поскольку энергия в катушке индуктивности не может измениться мгновенно, поэтому, он начинает накапливать энергию в своем магнитном поле. Ток через индуктор определяется как I _{индуктор = V/R}  и, поскольку сопротивление и ток постоянны, единственным значением, которое может измениться, является напряжение. Как показано на рисунке ниже, катушка индуктивности подключена последовательно к источнику напряжения, чтобы постоянно включать и выключать цепь, переключатель подключен параллельно источнику напряжения и катушке индуктивности, для достижения быстрого переключения мы используем МОП-транзистор вместе с драйвером МОП-транзистора. . Цепь подключена к нагрузке и параллельно ей конденсатор. Чтобы остановить ток, текущий обратно от конденсатора, между конденсатором и полевым МОП-транзистором используется диод.

Катушка индуктивности пытается сопротивляться изменению тока, чтобы обеспечить постоянный входной ток, поэтому повышающий преобразователь действует как источник входного постоянного тока, а нагрузка действует как источник постоянного напряжения. Эта схема очень похожа на понижающий преобразователь и иногда называется обратным понижающим преобразователем . N-канальный полевой МОП-транзистор управляется сигналом ШИМ, мы использовали таймер IC 555 для подачи выходного сигнала на МОП-транзистор. Конденсатор используется для хранения заряда и обеспечения постоянного выхода на нагрузку. Схема работает в 2 этапа, в 1 ^{-я ступень} переключатель включен, а на 2-й ступени ^-й переключатель находится в выключенном состоянии.

Этап 1: переключатель включен: режим зарядки

В этом состоянии переключатель MOSFET включен. Используемый нами полевой МОП-транзистор представляет собой N-канальный полевой МОП-транзистор IRFZ44N, контакт затвора которого подключен к контакту 3 таймера IC555. Когда переключатель находится в состоянии ON, он замыкает цепь на катушке индуктивности, и на нее подается напряжение, что приводит к возникновению магнитного поля вокруг нее. Так как он предлагает путь с очень низким сопротивлением, все напряжение проходит через переключатель и возвращается к источнику питания, как это отмечено красной линией на рисунке ниже.

Конденсатор, который ранее был заряжен во время последней стадии, пытается разрядиться от MOSFET, и чтобы остановить это, мы используем диод, чтобы остановить заряд от конденсатора, протекающий в обратном направлении.

Стадия 2: Переключатель выключен: режим разрядки

Когда переключатель находится в выключенном состоянии, зарядный путь катушки индуктивности не завершен, поэтому полярность катушки индуктивности меняется на противоположную, и магнитное поле вокруг нее разрушается в результате генерируется скачок напряжения, который проходит через диод и заряжает конденсатор. Совокупная энергия катушки индуктивности и источника используется для зарядки конденсатора, а также проходит через нагрузку.

Рабочий цикл:

Общее время цикла переключения называется периодом времени (T), время включения и время выключения переключателя задается T _на и T _на соответственно. Следовательно:

T = T  на  + T  на  

Частота (f ) определяется как —

f = 1 / (T  на  + T  на  ) 

Рабочий цикл (D) определяется общим временем, в течение которого переключатель включен, по отношению к общему периоду времени. Рабочий цикл определяется как:

D = T  на  / T 

Используя закон Кирхгофа для напряжения, мы можем получить установившееся состояние повышающего преобразователя. Здесь мы будем считать, что схема является идеальной схемой, и мощность не теряется в течение всего процесса, то есть:

V  in  = V  out  

Теоретически за один полный цикл чистое изменение тока дросселя равно нулю, а отношение входного напряжения V _in к выходному напряжению (V _out ) определяется выражением:

V  in  / V  out   = 1 / (1-D) 

Теоретически 0 < D <1, но если мы назначим 1 в качестве рабочего цикла, то отношение станет бесконечным, чего невозможно достичь.

Расчетное значение индуктора: 

Мы знаем, что средний входной ток (I _avg ) равен среднему току индуктора (I _Lavg ). Таким образом, средний ток дросселя можно рассчитать по формуле:

Пульсирующий ток дросселя обычно составляет 20-40% от среднего выходного тока.

Расчет зарядного конденсатора:

Расчет времени заряда конденсатора T _c  = R*C

Здесь R — сопротивление цепи зарядки, а C — емкость конденсатора. В нашей схеме, приведенной ниже, цепь зарядки следует по пути, отмеченному красным, то есть R3 > D2 > C2.

Для расчета значений входного резистора и конденсатора вы также можете использовать этот онлайн-калькулятор.

Расчет выходного конденсатора:

Я разработал схему на Eschema, KiCad и сделал расчет необходимых компонентов, используя приведенные выше формулы. Затем я сделал схему на хлебной доске. Принципиальная схема, разработанная в KiCad, приведена ниже.

Требуемые компоненты: 

• 1 x NE555
• 1 x IRFZ44N – МОП-транзистор N-канального типа
• 1 x 100 мкГн, дроссель
• 1 х 1 кОм, резистор
• 2 диода IN4001
• 1 диод IN5822
• 1 х 100 нФ, конденсатор
• 1 х 1 нФ конденсатор
• 1 x потенциометр 50k
• 2 x 2-контактный разъем (для подключения входа и выхода схемы)

Что следует помнить при выборе компонента:

MOSFET : вам нужно выбрать MOSFET, который сможет выдержать максимальное выходное напряжение, поэтому его напряжение пробоя должно быть выше, чем максимальное выходное напряжение преобразователь.

Диод : Для операций с низким напряжением я использовал IN5822, потому что низкая скорость 1n4007 делает его непригодным для наших операций. Нам нужно выбрать быстрый диод, я попытался использовать диод 1n4007 в качестве выходного диода, но из-за проблем с производительностью я заменил его на более быстрый IN5822.

Схема использует микросхему 555 в нестабильном режиме в качестве генератора ШИМ, и, следовательно, вся схема основана на том же. Соединения всех 8 контактов указаны ниже:

• Контакт 1 подключен к шине заземления.
• Контакт 2 и контакт 6 с заземлением через конденсатор емкостью 1 нФ.
• Контакт 3 подает выходной сигнал и, таким образом, подключен к затвору IRFZ44N, N-канального МОП-транзистора. Этот вывод отвечает за передачу ШИМ-выхода на затвор MOSFET.
• Контакт 4 необходимо подключить к источнику питания
Вывод 5
• помогает стабилизировать выход, поэтому он подключен к земле через конденсатор 0,01 мкФ. Это также помогает в обеспечении иммунитета против электрических помех.
• Контакт 7 подключен к инвертированному диоду; соединение соединено с положительной шиной через резистор 1K.
• Контакт 8 необходимо подключить к источнику питания.

Основным компонентом любого импульсного источника питания является переключатель, здесь в этой схеме мы используем N-канальный полевой МОП-транзистор IRFZ44N в качестве переключателя. Он управляется слабым сигналом от IC 555, поэтому затвор IRFZ44N подключен к 555IC. Сток обеспечивает отрицательное управление переключением цепи, а исток подключается к земле. Он имеет следующую спецификацию

VDSS = 55 В

RDS(on) = 17,5 мОм

ID = 49 А

Аккумулятор был заряжен примерно до 3,4 В. Я подключил элемент к повышающему преобразователю, и напряжение на нем показало значение 7,5 В. Изображение выхода на выходе повышающего преобразователя показано ниже.

Чтобы проверить ток, я заменил провод мультиметра на датчик тока (не забудьте выбрать настройку 10 А или 20 А на мультиметре, чтобы защитить его от повреждения). Ток показывал 3,2 А, поэтому эта схема может производить около 30 Вт. Схема работала правильно и смогла повысить напряжение.

Отсутствие обратной связи приводит к падению напряжения в цепи, когда к ней подключена нагрузка. Обратная связь, используемая повышающими преобразователями, гарантирует, что рабочий цикл остается стабильным, даже когда нагрузка подключена. Мы можем легко обеспечить обратную связь, используя микроконтроллер для измерения изменения выходного сигнала, а затем изменяя входное сопротивление, что делает эту схему более полезной и практичной для большинства операций.

Это очень простая, но эффективная схема, которую можно использовать, если вам нужно более высокое напряжение, чем может обеспечить ваш источник напряжения, при этом уменьшая потери мощности в вашей схеме. Эта схема была в состоянии дать мощность более 30 Вт. Тем не менее, для создания схемы рекомендуется использовать как минимум перфорированную плату, поскольку обычные макетные платы предназначены для приложений с низким энергопотреблением. Если вам нужен постоянный выход, вы должны использовать фиксированный резистор вместо потенциометра, чтобы повысить общую эффективность конструкции. Основной недостаток этой схемы в том, что из-за отсутствия обратной связи падение напряжения при подключении нагрузки довольно существенное. В заключение скажу, что создавать схемы, которые можно сконструировать из простых компонентов, лежащих у нас на рабочем столе, — одно удовольствие.
Если у вас есть какие-либо вопросы или сомнения относительно этой статьи, не стесняйтесь использовать наш Форум или оставить свои комментарии ниже.

3 схемы простого повышающего преобразователя

You are here: Home / Mini Projects / 3 схемы простого повышающего преобразователя этот пост, который можно построить и использовать для преобразования входного напряжения постоянного тока низкого уровня в выходное напряжение постоянного тока более высокого уровня.

Содержание

Что такое повышающий преобразователь

Схема повышающего преобразователя постоянного тока предназначена для повышения или повышения малых уровней входного напряжения до требуемого более высокого уровня выходного напряжения, отсюда и название «повышающий» преобразователь. Поскольку эти схемы в основном повышают низкое напряжение до более высоких уровней напряжения, они также известны как повышающие преобразователи.

Хотя схема повышающего преобразователя может включать множество сложных этапов и вычислений, здесь мы увидим, как ее можно построить с использованием минимального количества компонентов и с эффективными результатами.

По сути, повышающий преобразователь работает за счет колебательного тока через катушку или индуктор, при этом напряжение, индуцируемое в индукторе, преобразуется в повышенное напряжение, величина которого зависит от числа витков и ШИМ частоты колебаний.

Основной принцип работы повышающего преобразователя

Ссылаясь на рисунок выше, основной принцип работы топологии повышающего преобразователя можно понять из следующих пунктов:

Когда переключатель S включен, напряжение катушки UL становится равным входное напряжение и ток через катушку начинают линейно возрастать.

Далее, если переключатель S находится в положении OFF, катушка обеспечивает протекание через нее тока независимо от того, насколько повышается выходное напряжение. Ток в этот момент протекает через диод D.

В этой ситуации напряжение катушки UL отрицательно, а выходное напряжение выше входного. В результате ток, протекающий через катушку, линейно уменьшается. В течение этого периода катушка подает на выход повышенное, повышенное напряжение.

После этого, если снова включить переключатель S, процесс повторяется. Вышеописанный процесс повторяется непрерывно до тех пор, пока переключатель S повторно включается/выключается. Это приводит к тому, что на выходе постоянно подается повышенное напряжение. Сглаживающий конденсатор гарантирует, что повышенное напряжение правильно отфильтровано и является чистым постоянным током.

1) Схема простого повышающего преобразователя 5 В в 12 В

В первой концепции, как показано на рисунке выше, входное напряжение постоянного тока может быть где угодно между 3 В и 5 В. Мы можем отрегулировать выходное напряжение до 12 В или около того. другое желаемое напряжение, подстроив стабилитрон D2.

Таким образом, когда выходное напряжение имеет тенденцию к чрезмерному увеличению, рабочая точка T2 смещается, в результате чего T1 включается на более короткое время (или не включается вообще).

Можно ожидать, что повышенное выходное напряжение составит около 12,6 В при выходном токе 20 мА. Входной ток при входном напряжении 5 В будет около 64 мА.

Это соответствует КПД 77%, что совсем неплохо для такой простой схемы.

Как получить двойное питание +5 В, -5 В от 1,2 В

Если вам нужна схема для повышения напряжения питания NiCd 1,2 В до 5 В, вы можете использовать эту схему. Кроме того, эта схема позволит вам получить двойное питание +5 В и -5 В от входа с одним источником питания 1,2 В постоянного тока.

Перечень деталей

• Все резисторы на 1/4 Вт 5 %, если не указано иное
• R1, R5 = 1 K
• R2, R3 = 100 Ohms
• R4 = 2. 2 K
• Capacitors
• C1 = 10 uF / 25 V Electrolytic
• C2 = 0.01 uF Ceramic Disc
• C3 = 1 uF / 25 V Electrolytic
• C4 = 0.1 uF Ceramic Disc
• C5 = 10 uF / 25 V Electrolytic
• Semiconductors
• D1, D2, D3 = FR107
• D4 = 5.1 V 1/2 watt zener diode
• T1 = 2N2222
• T2 = 2N2907
• Inductor
• L1 = 270 мкГн 500 мА

Повышающий преобразователь в основном состоит из T1, L1 и D1. Стабилитрон D4 выполняет функцию обратной связи на базе транзистора Т2 и обеспечивает необходимую стабилизацию схемы.

Максимальный выходной ток этой схемы составляет около 10 мА при +/- 5 В.

Схема обеспечит максимальный КПД 60%, что выглядит не слишком впечатляюще. Однако при входном постоянном напряжении всего 1,2 В вы не можете обойтись без большего.

2) Повышающий преобразователь 1,5 В в 30 В обратноходового типа с использованием одного BJT

Вторая схема повышающего преобразователя, показанная выше, использует топологию обратной связи с похитителем джоулей.

Parts List

• R1 = 1K 1/4 watt
• D1 = 1N4148 or a Schottky diode such as FR107 or BA159
• T1 = any NPN power BJT such as TIP31, 2N2222, 8050 or BC139 (on heatsink )
• C1 = 0,0047 мкФ
• C2 = 1000 мкФ/25 В

Катушка индуктивности состоит из 20 витков суперэмалированного медного провода на ферритовом тороиде T13. Толщина провода может соответствовать требованию выходного тока.

В приведенной выше конструкции один биполярный транзистор и катушка индуктивности — это все, что нужно для визуализации невероятного повышения напряжения от 1,5 В до 30 В.

Схема работает с использованием концепции похитителя джоулей и использует индуктор в обратноходовом режиме для создания заданного высокоэффективного выходного сигнала.

Использование концепции обратного хода позволяет изолировать две стороны трансформатора и обеспечивает более высокий КПД, поскольку нагрузка может работать во время отключения биполярного транзистора, что, в свою очередь, предотвращает перегрузку биполярного транзистора.

Экспериментируя, я обнаружил, что добавление конденсатора C1 резко улучшило производительность схемы, без этого конденсатора выходной ток не выглядел слишком впечатляющим.

3) Преобразователь 3,7 В в 24 В

Теперь давайте обратимся к нашей третьей конструкции повышающего преобразователя, которая повышает входное напряжение 3,7 В постоянного тока до 24 В постоянного тока на выходе. Эта простая схема построена с использованием схемы IC 555 для повышения напряжения USB с 5 В до 24 В или любого другого желаемого уровня. Та же конструкция может быть использована для повышения напряжения 3,7 В до 24 В от литий-ионного элемента.

Вышеуказанная схема может регулироваться обратной связью, как показано ниже:

Идея выглядит достаточно просто. IC 555 настроен как нестабильный мультивибратор, частота которого определяется значениями резисторов и конденсатора на выводах № 7 и № 6/2.

Эта частота подается на базу управляющего транзистора TIP31 (неправильно показан как BD31). Транзистор колеблется с той же частотой и заставляет питающий ток колебаться внутри подключенной катушки индуктивности с той же частотой.

Выбранная частота насыщает катушку и увеличивает напряжение на ней до большей амплитуды, которая составляет около 24 В. Это значение можно настроить еще выше, изменив витки катушки индуктивности и частоту микросхемы.

Ссылки на видео для вышеуказанных схем повышающего преобразователя приведены ниже:

О компании Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем/печатных плат, производитель.