Tabla de contenido
Circuito Convertidor de 12V a 5V – DC-DC Buck conversación
Una batería de 5 V no siempre está disponible, y es posible que se necesiten voltajes altos y bajos simultáneamente para impulsar diferentes partes del mismo circuito. La solución a este problema es usar un voltaje más alto (en este caso, una batería de 12 V) como fuente de alimentación principal y reducir este voltaje para obtener un voltaje más bajo, como 5 V, si es necesario. Para lograr esto, los circuitos convertidores reductores se utilizan en muchos dispositivos electrónicos y aplicaciones para reducir el voltaje para cumplir con los requisitos de carga.
Primero, hablemos de los convertidores. En términos generales, hay tres tipos de convertidores. El primer convertidor es un convertidor reductor que reduce el voltaje desde un voltaje de suministro más alto. El segundo es un convertidor elevador que aumenta el voltaje desde un voltaje de suministro más bajo. Además, hay otro convertidor que de alguna manera combina los dos. Más comunes son los convertidores reductor-elevador que primero reducen el voltaje y luego lo elevan al valor deseado. Describiré cada uno de los convertidores anteriores en detalle para que la comprensión de los circuitos en el futuro tenga más sentido.
¿Qué es un convertidor de dinero?
a Un convertidor reductor (también llamado convertidor reductor) es un convertidor CC-CC, reduce el voltaje de la entrada a la salida. Los convertidores reductores utilizan dispositivos de conmutación de semiconductores para lograr la salida. Un dispositivo de conmutación de semiconductores suele ser un diodo y un transistor dispuestos en un orden específico, cada uno conmutado en un momento específico para producir finalmente la salida deseada. Los convertidores Buck son muy eficientes, llegando a veces al 90%.
Un circuito convertidor reductor básico consta de un transistor de conmutación y un circuito de volante. Cuando el transistor está encendido, la corriente fluye a través del inductor hacia la carga. Los inductores resisten los cambios en la dirección del flujo de corriente y almacenan energía en el proceso. Un diodo conectado en paralelo con la carga no funcionará ya que tiene polarización inversa.
La corriente que fluye a través del circuito también carga el capacitor. Ahora, cuando el transistor se apaga, el capacitor y el inductor cargados aplican voltaje a la carga porque no hay una fuente de voltaje en el circuito, debido a la fuerza contraelectromotriz. La energía almacenada en el inductor es suficiente por lo menos durante parte del tiempo que el interruptor está abierto. El voltaje de CC de salida varía entre 0 V y V a medida que cambian los tiempos de encendido y apagado.de.
La siguiente figura muestra el funcionamiento de un convertidor reductor simple.
¿Qué es un convertidor elevador?
Similar a un convertidor de dinero, Convertidor elevador (también llamado convertidor elevador) También es una clase de convertidores de potencia de modo de conmutación. Sin embargo, el funcionamiento de un convertidor elevador es exactamente lo contrario al de un convertidor reductor. Un convertidor reductor reduce el voltaje desde un valor de suministro más alto al valor requerido, mientras que un convertidor elevador aumenta el voltaje desde un valor de suministro más bajo.
El principio básico de un convertidor elevador consta de dos estados diferentes. En el primer estado, el estado encendido es cuando el inductor conectado al lado de la fuente se carga cuando el interruptor está encendido. Luego, cuando el interruptor está apagado, el único camino para la corriente del inductor es a través del diodo de retorno, el capacitor y la carga. Esto transfiere la energía almacenada en el estado encendido al condensador. Si el ciclo del interruptor es demasiado rápido, el inductor no se descargará completamente durante el estado de carga. Por lo tanto, cuando el interruptor está apagado, el voltaje en la carga siempre será mayor que el voltaje en la fuente de entrada.
El siguiente diagrama muestra cómo funciona un convertidor elevador simple.
convertidor reductor-elevador
Un convertidor reductor-elevador es un tipo de convertidor CC-CC. Hay una magnitud de voltaje de salida que es mayor o menor que la magnitud del voltaje de entrada.
Un convertidor reductor-elevador inversor con un principio muy básico. La operación en el estado ON es similar a la de un convertidor elevador donde un inductor almacena energía. Durante este tiempo, el condensador suministra energía a la carga. Esto es para conectar a través de la carga. En estado apagado, el inductor está conectado a la carga de salida y al capacitor, por lo que la energía almacenada en el inductor se transfiere al capacitor y la carga. Durante este tiempo se carga el condensador.
Artículo relacionado:
El siguiente diagrama simple ilustra el principio de funcionamiento de un convertidor reductor-elevador.
Hoy en día existen muchas formas de lograr el convertidor reductor requerido, pero con el IC MC34063 utilizaremos el regulador de conmutación más popular disponible en este segmento. Otro método común es utilizar un circuito de MOSFET que se conmutan según un patrón fijo.
Componentes necesarios
- CI del regulador de conmutación MC34063
- 1N5819 Diodo Schottky
- resistencia de 2k
- resistencia de 6.2k
- resistencia de 26 ohmios
- Inductor 62uH, 1.5A
- Condensadores de 100uF, 25V y 359uF, 25V
- Condensador de disco cerámico de 428pF
- Fuente de alimentación de 12 V nominal de 1,5 A
- línea de conexión
IC MC34063
El MC34063 es un circuito de control monolítico con todas las características necesarias para construir un convertidor DC-DC. Consta de múltiples funciones, como un comparador, un oscilador, un interruptor de salida de alta corriente y un límite de corriente pico activo. El MC34063 está disponible en paquetes DIP, SOIC e SON. Cada uno tiene 8 pines. La tabla se muestra a continuación.
| Asignación de pines MC34063 | ||
| número de PIN | nombre de alfiler | explicación |
| 1 | interruptor de colector | Entrada de colector de interruptor interno de alta corriente |
| 2 | interruptor emisor | Entrada de emisor de interruptor interno de alta corriente |
| 3 | condensador de temporización | Instalación de condensadores de tiempo para frecuencia de conmutación variable |
| cuatro | tierra (GND) | tierra (GND) |
| Cinco | Entrada inversora del comparador | Conecte una red divisora de resistencias para construir un circuito de retroalimentación. |
| 6 | Voltaje (Vcc) | tensión de alimentación lógica |
| 7 | Iembalar | Entrada de detección de límite de corriente |
| 8 | coleccionista de destornilladores | Entrada de colector del transistor de accionamiento de par Darlington |
Varios Características de IC MC34063 es como sigue:
- Referencia compensada por temperatura
- circuito limitador de corriente
- Oscilador de ciclo de trabajo controlado con interruptor de salida de controlador de alta corriente activo
- Soporta 3.0V a 40.0V CC
- Capaz de operar a una frecuencia de conmutación de 100 KHz con una tolerancia del 2 %
- corriente de espera muy baja
- Voltaje de salida ajustable
Este IC también está ampliamente disponible y es mucho más rentable que otros IC disponibles en este segmento. Así que usa este IC en tu circuito.
de Asignación de pines MC34063 Es como sigue.
Muchas aplicaciones están asociadas con el MC34063. Algunos de ellos son interfaces hombre-máquina (HMI), dispositivos portátiles, medición y prueba, analizadores de gases y sangre, computación, comunicaciones y soluciones de cable.
1N5819
El 1N5819 es un diodo de potencia de metal a silicio, también llamado rectificador Schottky que aplica el principio de barrera Schottky. Se utiliza principalmente como rectificadores, diodos de protección de polaridad y diodos de rueda libre en inversores de baja tensión y alta frecuencia. También llamado diodo de barrera de superficie, diodo de electrones calientes, diodo portador caliente. Es un poco diferente de los diodos de unión PN ordinarios que usan metales como platino y aluminio en lugar de semiconductores de tipo P. En un diodo Schottky, un semiconductor y un metal se unen para formar una unión metal-semiconductor, en la que el lado del semiconductor actúa como cátodo y el lado del metal actúa como ánodo. Una capa de agotamiento, también llamada barrera de Schottky, se crea cuando se forma una unión metal-semiconductor entre un metal y un semiconductor.
Schottky exhibe menos carga almacenada, menor pérdida de energía y propiedades mecánicas más eficientes. Es resistente a la corrosión en todas las superficies exteriores, está fabricado para que los terminales puedan soldarse fácilmente y permite que la corriente fluya en una sola dirección y detiene el flujo de corriente en la otra dirección. Este diodo produce una caída de potencia menor que un diodo de unión PN. Cuando se aplica un voltaje a través de los terminales del diodo, la corriente comienza a fluir, creando una pequeña caída de voltaje a través de los terminales. Cuanto menor sea la caída de voltaje, mayor será la eficiencia y más rápida la velocidad de conmutación.
El esquema de arriba muestra el símbolo eléctrico de un diodo Schottky.
diagrama de circuito de 12V a 5V
El esquema anterior muestra el circuito con todos los valores calculados para la operación requerida.
Cómo funcionan los circuitos de 12V a 5V
Conéctelo correctamente de acuerdo con el diagrama del circuito. Para alimentar este chip primero, conecte +V al pin 6 y el pin 4 a tierra. Al mismo tiempo, conecte el condensador CIN para filtrar el ruido adicional de la fuente de alimentación. El pin 3 está conectado a CT que determina la velocidad de conmutación del circuito. El pin 5 es el terminal inversor del comparador. El voltaje en el terminal no inversor es de 1,25 V de un regulador de voltaje interno. Coloque una red de resistencias que consta de dos resistencias en el terminal inversor. Estos determinan la ganancia del comparador opamp. De esta forma, creamos un convertidor reductor que reduce una entrada de 12 V CC a 5 V CC.
solicitud
Hay muchas aplicaciones en nuestra vida diaria que requieren solo entradas de bajo voltaje. También necesita un 5V regulado por seguridad. Por ejemplo, cargadores de batería, módulos Wi-Fi, módulos Arduino, etc. El circuito anterior satisface las necesidades de entrada de todas las aplicaciones anteriores y muchas otras.
Proyectos relacionados: