Tabla de contenido:
- Paso 1: función básica
- Paso 2: circuito estable
- Paso 3: El bucle de retroalimentación
- Paso 4: circuito completo
Video: Convertidor simple DC - DC Boost usando 555: 4 pasos
2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40
A menudo es útil en un circuito tener voltajes más altos. Ya sea para proporcionar rieles + ve y -ve para un amplificador operacional, para activar zumbadores o incluso un relé sin la necesidad de una batería adicional.
Este es un convertidor simple de 5 V a 12 V CC construido con un temporizador 555 y un par de transistores 2N2222. Ya existen circuitos integrados dedicados para realizar esta función y lo hacen de manera mucho más eficiente que este diseño; es divertido experimentar con este proyecto y tener una intuición de cómo funcionan estos circuitos.
Paso 1: función básica
El circuito funciona cerrando el transistor, conectando efectivamente a tierra el inductor. Esto hace que fluya una gran corriente hacia el inductor. Cuando el transistor está abierto, el campo magnético colapsa en el inductor y hace que el voltaje aumente, a menudo mucho más alto que el voltaje de la batería. Si el voltaje generado es más alto que el voltaje almacenado en el capacitor, el diodo se cierra y permite que el capacitor se cargue.
Usando un generador de señal para impulsar el transistor, descubrí que para los valores de mis componentes (partes que rescaté de la electrónica desechada) necesito una frecuencia de alrededor de 220 KHz para generar 15V. Luego, una red de retroalimentación controlará la frecuencia para tratar de mantener una constante de 12V en varias cargas.
Paso 2: circuito estable
Hay varios circuitos de oscilador 555 en línea, pero construí el mío de esta manera.
La salida, pin 3, se utiliza para cargar y descargar un condensador a través de una resistencia. El voltaje a través del capacitor se monitorea para alternar el pin de salida.
Si usa una fuente de 6V, es fácil ver que los amplificadores operacionales tienen un voltaje de referencia de 2V y 4V. Ambos amplificadores operacionales monitorean el voltaje del capacitor y, por lo tanto, los pines (2 y 6) están conectados entre sí.
Si el voltaje sube por encima de 4 V, el amplificador operacional superior se eleva. Restablezca el pestillo, el condensador comienza a descargarse hasta caer por debajo de 2 V, momento en el que el amplificador operacional inferior subirá y ajustará el pestillo. Una vez más cargando el condensador.
El trazo amarillo del osciloscopio muestra la carga y descarga del condensador, mientras que el trazo azul muestra el pin de salida 3 generando una onda cuadrada a 190 KHz.
Paso 3: El bucle de retroalimentación
El requisito para el bucle de retroalimentación es reducir la frecuencia cuando el voltaje de salida es demasiado alto y aumentar la frecuencia cuando el voltaje es demasiado bajo.
La forma más fácil que se me ocurrió de hacer esto fue utilizando un transistor para purgar la corriente durante el ciclo de carga del condensador.
Durante este ciclo, el pin 7 de DESCARGA está activo bajo, lo que permite que el circuito de purga robe corriente del condensador.
El voltaje base - 0.65V está presente en el emisor, este voltaje sobre una resistencia R fija mantendrá una corriente constante, que debe provenir de la corriente de carga del condensador, ralentizando el ciclo y bajando la frecuencia. Cuanto mayor sea el voltaje, más corriente se extrae de la carga y menor es la frecuencia. Que se ajusta exactamente a nuestros requisitos.
Experimente con los valores de los componentes, pero seleccioné 3K para la resistencia base por esta razón:
En su punto más bajo, el condensador se encuentra aproximadamente a 2V. Desde un suministro de 5 V, esto significa que 3 V a través de la resistencia de 3 K comenzarán a cargar el condensador con 1 mA.
Con 1V preestablecido en el emisor a través de una resistencia de 3K, consumirá 1/3 de la corriente, o 333uA … lo que pensé que sería una buena corriente de purga. El voltaje base proviene de un potenciómetro, formando un divisor de voltaje con el voltaje que deseamos monitorear, es decir, la salida de 12V. Como el potenciómetro es ajustable, el valor de la resistencia del emisor no es crítico. Seleccioné un potenciómetro de 20K para esto.
Paso 4: circuito completo
Solo tenía un diodo de montaje en superficie disponible que se puede ver soldado a la parte inferior de la placa.
El circuito se probó con un suministro de 5 V de un Arduino y controla de manera efectiva un zumbador de 12 V, un motor de CC, un relé de 12 V o una serie de diodos sin la necesidad de un suministro externo de 12 V.
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