Este circuito es un convertidor elevador que es diferente del circuito convertidor reductor que hemos conocido antes. Es decir, este circuito aumenta el voltaje de USB 5 V a 12 V CC a CC mediante un circuito convertidor elevador.
Este es un experimento sobre el uso de un transistor como fuente de conmutación en lugar de IC, que ha sido popular en este uso en la fecha actual. Porque tiene una alta eficiencia que el transistor.
¿Por qué molestarse en usarlo? Porque es una excelente manera de aprender los conceptos básicos del transistor y otros componentes básicos. Actualmente tenemos estos componentes a la mano también.
Aprendamos sobre los conceptos básicos de un convertidor elevador.
Convertidor elevador de CC básico
¿Qué es un convertidor elevador? En pocas palabras, es el circuito el que aumenta el voltaje de entrada bajo a una salida más alta.
Según el circuito anterior, una estructura es similar al circuito convertidor reductor. Pero cuando queremos diseñar el voltaje de salida aumenta. Entonces, en su lugar, conectamos el interruptor a tierra.
Cuando el interruptor (S) está en circuito cerrado, se produce una caída de voltaje en L, lo que hace que VL coincida con un voltaje de entrada (Vin). Por lo tanto, la creación de corriente en la bobina (L) según la tasa de aumento de la corriente es lineal.
Pero cuando se abre el circuito del interruptor (S), la corriente en la bobina (L) aún continúa fluyendo. Porque la corriente de la fuente de entrada se integra con la corriente de la bobina. Hacer que estas dos corrientes fluyan juntas hacia un diodo (D) haciendo que el voltaje de salida sea más alto que el de entrada.
Mientras el interruptor(S) está abierto, se produce el colapso del campo eléctrico. Hace que el voltaje dentro de la bobina (L) gire hacia la polaridad opuesta de positivo a negativo. Esto resultó en que el voltaje entre la entrada y el voltaje de la bobina tuviera la misma fase (en fase) como si conectamos dos baterías en serie, su salida positiva al extremo negativo de una segunda batería, sus voltajes se suman. ¿Ves la imagen?
Cómo funciona el convertidor elevador de CC a CC
Vea un diagrama de circuito completo a continuación. Colocamos las partes principales que son D1 y L1, actúan como un circuito convertidor de voltaje. Para el interruptor (S), utilizamos dos transistores Q1 y Q2, que se retroalimentarán entre sí.
Cuando ingresamos el voltaje de entrada al circuito, el transistor Q3 comienza a conducir corriente al sistema. Porque es el único con corriente de polarización total. Los 5 voltios fluyen a través de R4 para conectar el emisor a la base, a través de R3 para completar el ciclo con el potencial negativo del voltaje de entrada.
Los resultados del transistor Q3 tienen una corriente de polarización que provoca su conducción. Por lo tanto, puede proporcionar una corriente más alta desde el emisor al colector, para enviar directamente una corriente de polarización a la base del transistor Q1. Por lo tanto, Q1 también pasa a un estado de conducción.
Q1 también lo es el interruptor (S) como se ve en el primer circuito de bloque básico de arriba. Hacer que Q1 conduzca (siendo como S está cerrado) mientras L1 está conectado a tierra (o potencial negativo). Como resultado, la caída de voltaje en L1 es igual al voltaje de la fuente de alimentación de +5 voltios, está conectado al voltaje positivo y el terminal inferior es el voltaje negativo.
Cuando Q1 conduce la corriente y provoca la corriente lineal con la bobina L1. Esta corriente que fluye por el L1 es la misma que la corriente del colector o la corriente del emisor de Q1.
Si la corriente de L1 aumenta, el voltaje en R1 oscila entre 0,8 voltios y 1,2 voltios. Hace que el transistor Q2 conduzca, para desconectar la polarización actual de Q1, es como el interruptor que abre el circuito.
Entonces, L1 se corta del suelo, su campo magnético colapsa y surge un potencial diferente. Ya que L1 está conectado al voltaje de entrada que es negativo y se suma con los 5V en serie y en fase. Es decir, el voltaje de salida aumenta aproximadamente: Vout = Vin+V
Este voltaje se combina a través del D1 (Diodo de barrera Schottky) para alimentar la salida, en la cual hay un capacitor C1 de 10uF para filtrar una potencia de suavizado.
El voltaje de salida depende más o menos del período de almacenamiento de energía. Si es un período prolongado, alto voltaje, porque hay mucha energía.
Pero si la frecuencia es baja, este circuito tampoco suministra la mayor potencia. Dado que también debemos tener en cuenta la resonancia del sistema. Si la frecuencia es demasiado baja que la resonancia, no funcionará como circuito de conmutación.
Sin embargo, este circuito es un circuito regulador de conmutación que controla el voltaje de salida de 12 voltios. Porque agregamos el diodo ZD1-Zener para mantener el voltaje estable en 12 voltios.
Cuando el voltaje de salida sube hasta 12V, provoca que el diodo Zener ZD1 conduzca una corriente para regresar a la base de Q2. Entonces, el funcionamiento de Q2 depende del cambio de este voltaje de salida de retroalimentación. Con el tiempo, esto puede apagar el transistor Q1, su período de funcionamiento es más corto y poder controlar un voltaje constante de la salida.
Pruebas y aplicaciones
Probamos este circuito en una PCB perforada. Aplicar Vin desde un puerto USB, 5V 1A. Luego, conecte una carga que sea un LED de 12V. Brilla intensamente. ¡Funcionó!
Este circuito proporciona una corriente de salida de 20 mA y un voltaje máximo de 12,6 voltios, mientras que la entrada de 5 voltios con una corriente de 64 mA, que es efectiva en el rango del 77%, no es tan mala.
La lista de componentes
- Q1 2N2222, transistor NPN 0,8A 40V
- P2: 2N3904, transistor NPN 0,2 A 40 V
- P3: 2N3906, 0,2 A 40 V, transistor PNP
- C1, C3: 10μF 25V, condensador electrolítico
- C2: condensador cerámico o Mylar de 0,1 μF 50 V
- R1: resistencia de 3,9Ω 0,25W
- R2: resistencia de 470Ω 0,25W
- R3: resistencia de 47K 0,25W
- R4,R5: resistencias 1K 0,25W
- D1: 1N5819, rectificador Schottky de baja potencia de caída de 40 V 1 A
- D2: diodo Zener de 12V 0,5W
- L1: 330μH, inductor de baja tasa de corriente o cree un inductor usted mismo
- PCB, cables y otras piezas perforadas
Además, convertidor de CC de 5 V a 12 V con MC34063
Todas las imágenes en tamaño completo y PDF de esta publicación se encuentran en este libro electrónico a continuación. Por favor ayúdame. 🙂
Obtenga el libro electrónico: Electrónica simple Vol-03
Siempre tratamos de hacer Electrónica. Aprendiendo Fácil.
