مبدل ولتاژ چیست؟ نحوه طراحی تغذیه سوئیچینگ؟
هر دستگاهی که عمل تبدیل سطحی از انرژی را به‌سطحی دیگری انجام‌دهد، یک مبدل نامیده میشود در مورد برق هم عمل تبدیل سطح ولتاژ توسط مبدل‌ها انجام‌می‌شود.
دراین پست قصدداریم یک مبدل ساده‌و کاربردی را به‌شما معرفی‌کنیم:
در چه کارهایی از مبدل ولتاژ استفاده میشود ؟
هر ابزاربرقی برای کارکردن نیازبه تامین برق موردنیاز خود را دارد. این برق عموما از برق‌شهری با ولتاژ ۲۲۰ ولت تامین میشود، و در وسیله موردنظر به سطوح مختلف تبدیل میشود. این تبدیل‌کننده‌ها می‌توانند ولتاژ را کاهش دهند “کاهنده ” و یا افزایش دهند “افزاینده “، نوع طرح آنها هم می‌تواند بصورت: باک، فلای بک، نیم پل، تمام پل، بوست و… باشد.
دراین مقاله شرح‌کار یک مبدل ولتاژ باک را توضیح می‌دهیم و در آینده سعی‌میکنیم آنرا کامل کنیم. درصورت استقبال و درخواست سایر مبدل‌ها را نیز در آینده تشریح خواهیم‌کرد.
مشخصات فنی مبدل
این پروژه نسبت‌به نیازما طرح‌شده و به‌سادگی می‌توان مشخصه‌های آنرا نسبت‌به نیازهای مختلف تغییرداد. نیازهای سیستم ما از جهت طراحی شامل مواردزیر است:
- مدار باید در ولتاژورودی خود حداکثر ۶۰ ولت را تحمل‌کند.
- ولتاژخروجی ۱۲ ولت را به‌طوردائم در دمای ۱۰۰درجه تامین نماید.
- قطعات مورد استفاده در بازار به‌راحتی دردسترس باشد.
- قیمت تمام‌شده پایین باشد.
در بازار آی‌سی‌های رگولاتور بسیارخوبی با تکنولوژی باک مثل lm2576 وجوددارد که طی تست‌های انجام‌شده می‌توانند تا ۳۵ ولت در ورودی را تحمل‌کنند و بسته‌به جنس در ولتاژهای بالای آن می‌سوزند. نوع HV آن‌هم در ولتاژ ورودی بالای ۵۰ ولت حرارت بسیارزیادی تولیدکرده و سوختند. باشرایط‌بالا استفاده‌از یک طرح باک به‌صورت مجزا توجیح‌منطقی داشت. طرح را به گونه‌ای پیاده‌کردیم تا درصورت‌نیاز و فقط با تغییر مقادیر قطعات بتوان، مشخصه‌های اصلی آنرا تغییرداد.
قطعات و مدار
دراین مبدل برای کنترل سیستم، یکی‌از معروف‌ترین و پرکاربردترین آی‌سی‌های مخصوص این‌کار به شماره TL494 بهره برده‌ایم. دلیل انتخاب این آی‌سی قیمت بسیارمناسب (قیمت حدوود ۶۰۰ تومان )درکنار کارایی است. این آی‌سی تمام نیازهای مارا برای ساختن یک مدار سوئیچینگ بخوبی برآورده می‌کند. مدار شامل ۲ بخش است. یک مدار پاور کوچک برای روشن‌کردن آی‌سی TL494 و قسمت دیگر مدار اصلی مبدل.
چرا دوتا مبدل درست کنیم؟ ازهمون یکی استفاده‌میکنیم!
مبدل‌اول عملکرد خطی دارد، به‌این معنی‌که زیر‌بار تلفات حرارتی زیادی تولید میکنه. یعنی اگر برای چندثانیه در حداکثر ولتاژ ورودی، جریانی درحد چند ده میلی‌آمپر هم ازش بکشی اینقدر داغ میکنه که تو همین زمان‌کم میسوزه.
خوب پس به چه دردی میخوره ؟
این پاور کوچولو برای روشن‌کردن آی‌سی TL494 و IR2104 استفاده میشه، همین‌که مداراصلی شروع‌به‌کار کرد و ولتاژخروجی برقرارشد، خودش برق موردنیاز خودش رو تامین میکنه، و فشار از روی مبدل برداشته میشه. قطعه دیگه‌ای که تو این مدار استفاده‌شده آی‌سی IR2104 است. این آی‌سی به‌معنی‌واقعی یک رام کننده ماسفت است و تمام نگرانی‌های ما برای سوئیچ ماسفت‌ها را برطرف‌میکند. درقسمت قدرت از دو ماسفت ارزان‌قیمت با مشخصه‌های مناسب به شماره IRF540 استفاده کرده‌ایم. شما میتوانید نسبت‌به نیاز از مدل‌های دیگر هم بهره‌ببرید.
ملاحظات و محدودیت ها
هر مدار و قطعه‌ای برای رنج و طیفی ازقبل تعریف‌شده قابل‌استفاده‌است. در این مدار هم باید مواردی در ساخت آن لحاظ گردد. که شامل موارد زیر میشود :
- ولتاز خازن‌های روی برد بخصوص خازن ورودی حتما باید بالاتر از ولتاژورودی مدنظرما باشد.
- توسط مقاومت‌های R7 و R8 مقدار ولتاژخروجی را می‌توان تغییر داد. “مثلا میتوانید از یک پتانسیومتر استفاده‌کرده و از آن به‌عنوان یک منبع‌تغذیه متغییر استفاده‌کنید”
- ترانزیستورهای خروجی را نسبت‌به‌نیاز می‌توان تغییرداد.
- سلف مدار باید تحمل حداقل ۳ آمپر را داشته باشد.
فایل های دانلودی
منبع: سیسوگ
[…] یک باتری ۱۲ ولتی استفاده کرد و ولتاژ آنرا توسط یک مبدل باک به ۵ ولت رساند. ولی مشکل این کار، بزرگبودن باتری و […]