در این پروژه ساده الکترونیک قدرت، یاد خواهیم گرفت که چگونه می توانیم مبدل DC-DC با استفاده از آی سی تایمر 555 ساده را با استفاده از آی سی 555 بسازیم. ولتاژ خروجی از این مدار از 7.5 ولت تا 35 ولت DC با جریان خروجی 60 میلی آمپر است.
مبدل AC-AC در مقایسه با مبدل DC-DC بسیار ساده تر است. به این دلیل که مبدل AC-AC فقط به یک ترانسفورمر استفاده می کند که AC را از یک سطح ولتاژ به سطح ولتاژ دیگر تبدیل می کند. اما تبدیل DC به DC بدون ترانسفورمر و تلفات بیشتر ، کار کاملا خسته کننده ای است. اما مبدل AC-DC با استفاده از دیود ساخته شده است. در اینجا یک مدار ساده، کم هزینه و با دقت بالا وجود دارد که 5V-18V DC را بدون استفاده از ترانسفورماتور به 7.5V-35V DC تبدیل می کند. ساخت مبدل DC-DC با استفاده از آی سی تایمر 555 با اجزای کم آسان است.
مبدل DC-DC چیست؟
مبدل DC به DC یک مدار الکترونیکی یا دستگاه الکترومکانیکی است که منبع جریان مستقیم (DC) را از یک سطح ولتاژ به سطح دیگر تبدیل می کند. این یک نوع مبدل برق است. سطوح توان از خیلی کم (باتری های کوچک) تا خیلی زیاد (انتقال برق با ولتاژ بالا) متغیر است.
مبدل‌های DC به DC در دستگاه‌های الکترونیکی قابل حمل مانند تلفن‌های همراه و رایانه‌های لپ‌تاپ استفاده می‌شوند که عمدتاً با انرژی از باتری‌ها تامین می‌شوند.
مبدل های الکترونیکی عملی از تکنیک های سوئیچینگ استفاده می کنند. مبدل‌های DC به DC با حالت سوئیچ، یک سطح ولتاژ DC را با ذخیره انرژی ورودی به طور موقت و سپس آزاد کردن آن انرژی به خروجی با ولتاژ متفاوت، به سطح دیگری که ممکن است بیشتر یا کمتر باشد، تبدیل می‌کنند.
لیست قطعات مورد نیاز Bill of Materials
در جدول زیر اجزای مورد نیاز برای ساخت مدار مبدل DC-DC ساده آورده شده است. تمامی قطعات را می توان به راحتی از ایلکوشاپ خریداری کرد.
مدار تبدیل DC-DC با یک آی سی بسیار محبوب LM555 ساخته شده است که به عنوان حالت مولتی ویبراتور و برخی از اجزای اساسی مانند ترانزیستورها، خازن ها و مقاومت ها استفاده می شود.
به منظور ساده نگه داشتن مدار مبدل DC-DC با استفاده از آی سی تایمر 555، از هیچ کنترل از پیش تعیین شده ای استفاده نکرده ایم. این بدان معنی است که سطح ولتاژ خروجی به بار بستگی دارد. از نظر تئوری، سطح خروجی دو برابر سطح ولتاژ ورودی است. اما به دلیل برخی تلفات ناشی از ترانزیستورها و دیودهای یکسو کننده، چنین سطحی قابل دستیابی نیست.
افت در این اتصالات 0.6 ولت ثابت است. اما تلفات با ولتاژ ورودی 6 ولت نسبتاً بزرگتر از ولتاژ ورودی 18 ولت است. آی سی تایمر 555 پیکربندی شده در حالت مولتی ویبراتور سیگنالی با فرکانس حدود 10 کیلوهرتز تولید می کند. بسته به سطح خروجی آی سی، ترانزیستور Q1 یا Q2 روشن است. این باعث می شود که خازن C2 در طول یک و نیم دوره شارژ شود. سپس در طول نیمی دیگر، بار از خازن C2 به خازن C3 منتقل می شود. این باعث می شود ولتاژ خروجی کمی کمتر از دو برابر ولتاژ ورودی باشد.
دیود 1N4004 به دلیل ضریب فرکانس استفاده می شود. می توانید از دیود 1N4001 نیز استفاده کنید. مبدل جریانی معادل 5 میلی آمپر به اضافه دو برابر جریان خروجی می گیرد.
شبیه سازی مبدل DC-DC با استفاده از آی سی تایمر 555 (7.5-35 ولت) با استفاده از نرم افزار Proteus انجام شده است. نتایج خروجی در تصویر گیف زیر نشان داده شده است.
