Convertisseur DC simple - DC Boost utilisant 555 : 4 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Il est souvent utile dans un circuit d'avoir des tensions plus élevées. Soit pour fournir des rails +ve et -ve pour un ampli-op, pour piloter des buzzers, ou même un relais sans avoir besoin d'une batterie supplémentaire.

Il s'agit d'un simple convertisseur 5V à 12V DC construit à l'aide d'une minuterie 555 et de deux transistors 2N2222. Des circuits intégrés dédiés existent déjà pour remplir cette fonction et ils le font beaucoup plus efficacement que cette conception - ce projet est amusant à expérimenter et a une intuition du fonctionnement de ces circuits.

Étape 1: Fonction de base

Le circuit fonctionne en fermant le transistor, mettant efficacement à la terre l'inducteur. Cela provoque le passage d'un courant important dans l'inducteur. Lorsque le transistor est ouvert, le champ magnétique s'effondre dans l'inducteur provoquant une augmentation de la tension, souvent bien supérieure à la tension de la batterie. Si la tension générée est supérieure à la tension stockée dans le condensateur, la diode se ferme et permet au condensateur de se charger.

En utilisant un générateur de signal pour piloter le transistor, j'ai découvert que pour les valeurs de mes composants (pièces que j'ai récupérées dans des appareils électroniques mis au rebut), j'avais besoin d'une fréquence d'environ 220 KHz pour générer 15 V. Un réseau de rétroaction contrôlera alors la fréquence pour essayer de maintenir un 12V stable à diverses charges.

Étape 2: Circuit Astable

Il existe divers circuits d'oscillateur 555 en ligne, mais j'ai construit le mien de cette façon.

La sortie, la broche 3, est utilisée pour charger et décharger un condensateur via une résistance. La tension aux bornes du condensateur est surveillée pour basculer la broche de sortie.

Si vous utilisez une alimentation 6V, il est facile de voir que les amplificateurs opérationnels ont une tension de référence de 2V et 4V. Les deux amplificateurs opérationnels surveillent la tension du condensateur et les broches (2 et 6) sont donc câblées ensemble.

Si la tension dépasse 4 V, l'amplificateur opérationnel supérieur passe à un niveau élevé. Réinitialisé dans le verrou, le condensateur commence à se décharger jusqu'à ce qu'il tombe en dessous de 2 V. Encore une fois en chargeant le condensateur.

La trace jaune de la portée montre la charge et la décharge du condensateur tandis que la trace bleue montre la broche de sortie 3 générant une onde carrée à 190 KHz.

Étape 3: La boucle de rétroaction

L'exigence pour la boucle de rétroaction est d'abaisser la fréquence lorsque la tension de sortie devient trop élevée et d'augmenter la fréquence lorsque la tension devient trop faible.

Le moyen le plus simple auquel je pouvais penser était d'utiliser un transistor pour évacuer le courant pendant le cycle de charge du condensateur.

Pendant ce cycle, la broche de DÉCHARGE 7 est active au niveau bas, permettant au circuit de purge de voler le courant du condensateur.

La tension de base - 0,65 V est présente à l'émetteur, cette tension sur une résistance R fixe maintiendra un courant constant, qui doit provenir du courant de charge du condensateur, ralentissant le cycle et abaissant la fréquence. Plus la tension est élevée, plus le courant est évacué de la charge et plus la fréquence est basse. Ce qui correspond exactement à nos exigences.

Expérimentez avec les valeurs des composants, mais j'ai sélectionné 3K pour la résistance de base pour cette raison:

À son point le plus bas, le condensateur se situe à environ 2V. À partir d'une alimentation 5V, cela signifie que 3V à travers la résistance 3K commencera à charger le condensateur avec 1mA.

Avec 1V préréglé à l'émetteur à travers une résistance 3K tirera 1/3 du courant, ou 333uA… ce que je pensais être un bon courant de fuite. La tension de base provient d'un potentiomètre, formant un diviseur de tension avec la tension que l'on souhaite surveiller, c'est-à-dire la sortie 12V. Comme le potentiomètre est réglable, la valeur de la résistance de l'émetteur n'est pas critique. J'ai sélectionné un potentiomètre 20K pour cela.

Étape 4: Circuit terminé

Je n'avais qu'une diode de montage en surface disponible qui peut être vue soudée au bas de la carte.

Le circuit a été testé à partir d'une alimentation 5V d'un Arduino et pilote efficacement un buzzer 12V, un moteur CC, un relais 12V ou une série de diodes sans avoir besoin d'une alimentation 12V externe.