Thiết kế mạch chuyển đổi DC 12V sang 24V sử dụng LM324

Hãy Thử Công Cụ CủA Chúng Tôi Để LoạI Bỏ Các VấN Đề





Mục tiêu chính của dự án này là thiết kế và chế tạo Bộ chuyển đổi DC 12V sang 24V. Về cơ bản, mạch này là một bộ chuyển đổi điện áp DC-DC loại Boost Converter. Một trong những ứng dụng của mạch này là hệ thống điện mặt trời. Hệ thống điện năng lượng mặt trời này bao gồm một tấm pin mặt trời 12V, điện áp đầu vào 12 V là từ thiết bị lưu trữ pin và điện áp đầu ra 24 V sẽ là đầu vào của bộ biến tần trong hệ thống điện mặt trời. Mạch là một Bộ chuyển đổi điện áp DC-DC được xây dựng với IC LM324 được cấu hình như một bộ dao động để tạo ra tần số chuyển mạch và một bóng bán dẫn là phần tử chuyển mạch bán dẫn.

Bộ chuyển đổi DC 12V sang 24V sử dụng LM324

Trước khi đi vào cấu tạo và vận hành mạch, chúng ta sẽ thảo luận những điều cơ bản về bộ chuyển đổi DC-DC loại Boost và IC LM324 . LM324 là một op-amp bốn, có nghĩa là nó có bốn bộ khuếch đại hoạt động bên trong nó là mạch Chuyển đổi DC 12V sang 24V được thiết kế chỉ sử dụng hai op-amps của LM324.




Kiến thức cơ bản về Boost Converter (Step-Up)

Các tăng cường chuyển đổi được sử dụng để nâng cấp / tăng điện áp đầu vào lên một mức độ nào đó cao hơn, theo yêu cầu của tải. Mức cao hơn đạt được bằng cách lưu trữ năng lượng trong cuộn cảm và giải phóng nó cho tải ở điện áp cao hơn. Mạch chính cho bộ chuyển đổi nâng cấp hoặc bộ chuyển đổi tăng bao gồm cuộn cảm, diode, tụ điện, công tắc và bộ khuếch đại lỗi với mạch điều khiển công tắc. Mạch cơ bản của bộ chuyển đổi bước được hiển thị bên dưới.

Bộ chuyển đổi DC 12V sang 24V



Hoạt động chuyển đổi Boost

Khi công tắc BẬT, cuộn cảm đầu ra được nối với đất và điện áp Vin được đặt trên nó. Dòng điện dẫn tăng với tốc độ bằng Vin / L.

Khi công tắc TẮT, điện áp trên cuộn cảm thay đổi và bằng Vout-Vin. Dòng điện chạy trong cuộn cảm phân rã với tốc độ bằng (Vout-Vin) / L.

Theo định luật bảo toàn cơ năng, công suất đầu vào phải bằng công suất đầu ra (giả sử mạch không có tổn hao). Công suất đầu vào (Pin) = công suất đầu ra (Pout).


Kể từ khi Vin

Do đó trong bộ chuyển đổi tăng cường Vin Iout

Bộ khuếch đại hoạt động LM324

LM324 bao gồm bốn bộ khuếch đại hoạt động độc lập, có độ lợi cao trên một đế nguyên khối duy nhất. Để duy trì sự thống nhất, mỗi bộ khuếch đại được cung cấp một tụ điện trên chip cung cấp khả năng bù tần số.

Sơ đồ chân

IC LM324

IC LM324

Đặc trưng

  • Hoạt động của nguồn cung cấp đơn hoặc kép
  • Băng thông Unity-Gain- 1MHz
  • Tăng điện áp DC- 100dB
  • Đầu vào thiên vị hiện tại- 45nA
  • Điện áp bù đầu vào- 2mV
  • Đầu vào bù đắp hiện tại- 5nA

Các ứng dụng

  • Bộ khuếch đại tổng hợp
  • Nhiều máy rung
  • Dao động
  • Bộ khuếch đại đầu dò
  • Khối tăng cường DC

Mạch chuyển đổi DC 12V sang 24V sử dụng LM324 và làm việc

Sơ đồ mạch cho Bộ chuyển đổi DC 12V sang 24V được hiển thị bên dưới. IC1 LM324 là lõi của mạch này. IC1-A, các điện trở R1, R2, R3 và tụ điện C1 tạo thành một bộ dao động hoạt động ở khoảng 500Hz. R2 và C1 được sử dụng để điều chỉnh tần số dao động. IC1-B được kết nối như một người so sánh so sánh điện áp đầu ra với một tham chiếu và cấp lại điện áp cho giai đoạn dao động nhằm mục đích kiểm soát điện áp đầu ra.

Bộ chuyển đổi DC-DC 12V sang 24V - Bộ chuyển đổi DC 12V sang 24V

Bộ chuyển đổi DC-DC 12V sang 24V

ĐẾN Dải phân cách tiềm năng sử dụng cài đặt trước R5 được kết nối với chân không đảo ngược của IC1. Điện áp đầu ra được kết nối với chân đầu vào đảo ngược thông qua một điện trở 100K. Một đầu ra của tầng so sánh này được đưa tới chân đầu vào không đảo của IC1a thông qua một điện trở 100K khác. Đầu ra của bộ dao động giai đoạn được kết nối với cơ sở của bóng bán dẫn Q1 và điện trở R7 được sử dụng để hạn chế dòng điện cơ bản của Q1.

Khi đầu ra của bộ dao động ở mức cao, bóng bán dẫn Q1 sẽ được BẬT và cuộn cảm L1 được tích điện (dòng điện qua cuộn cảm L1 bắt đầu tăng). Khi bộ dao động đầu ra ở mức thấp, bóng bán dẫn Q1 sẽ được TẮT và bây giờ đường dẫn duy nhất cho dòng điện dẫn là đi qua diode D2, tụ điện C3 và tải nếu có.

Diode flyback D2 sẽ được phân cực thuận và năng lượng được lưu trữ trong cuộn cảm ở trạng thái ON sẽ được đổ vào tụ điện. Diode D1 hoạt động như một diode tự do .

Một cuộn cảm sẽ luôn cố gắng chống lại bất kỳ sự thay đổi nào trong dòng điện đi qua nó và đặc tính này của cuộn cảm được sử dụng ở đây. Khi được sạc, nó sẽ tích trữ năng lượng và khi thải ra ngoài, nó hoạt động như một nguồn năng lượng.

Điện áp nó tạo ra trong giai đoạn phóng điện tỷ lệ với tốc độ thay đổi của dòng điện qua nó. Khi tần số chuyển mạch tăng, cảm ứng EMF (Lực Động Lực Điện) từ cuộn cảm cũng tăng.

Tôi hy vọng bạn đã hiểu rõ chủ đề của Bộ chuyển đổi DC 12V sang 24V. Nếu bạn có bất kỳ thắc mắc nào về chủ đề này hoặc về các dự án điện và điện tử, hãy để lại bình luận bên dưới.