Transformering av likström

[Itchago]

Hej!

Vet inte riktigt vart jag skulle placera den här tråden, men jag antar att den är ganska allmänn.
Har suttit och tänkt på det här med transformering av likström. Är det samma princip som gäller för transformering av växelström, altså volt upp=ström ner och tvärt om?
Är även lite sugen på att bygga en boost converter som det så fint heter då mitt senaste projekt inte riktigt har vädret med sig just nu. Är det någon som vet några bra länkar om hur boost converters fungerar? Har ju självklart wikipedia men det är ju något så otroligt fackspråk där tycker jag, går andra året på industri/automationslinjen på gymnasiet så är ingen doktorand i el precis. Böcker som behandlar ämnet är också intressant.

Jag är altså inte ute efter ett elschema utan faktiskt information som går att läsa även för en lekman. Är verkligen nyfiken på det här och hoppas att någon har några vettiga böcker/länkar att dela med sig av!

Ha en fortsatt trevlig kväll!
Alex

[blueint]

Energiprincipen gäller, och eftersom flödet av energi genom omvandlaren är begränsat så kan man välja mellan mer spänning eller ström. Aldrig båda. Således P = U * I, mer spänning ger mindre ström.

Transformatorer kan bara omvandla sådant vars ström varierar över tiden. Såleds någon form av växelspänning. MEN genom att hacka upp likspänningen med en transistor/mosfet så får man en fyrkantsvåg och kan därmed omvandla med transformator. I andra sidan kan man sedan likrikta på vanligt sätt (i princip).

I en boost omvandlare använder man endast en spole som eneriglager. Funktionen är i stort sett att spolen laddas över ingångsspänningen när transistorn sluter. När transistorn släpper så ökar spolens spänning tills den kan ladda ur sig på utgångssidan. Och detta sker i boost konstruktionen i serie med ingångsspänningen.

Tyvärr får man oftas själv linda transformatorer, spolar brukar däremot gå att hitta färdiga med rätt egenskaper.

[T0ny]

Dave Jones förklarar bra:
http://www.youtube.com/user/EEVblog#p/u/20/qGp82xhybs4

[Seroster]

Tyvärr kan du inte transformera likström.
Det du får göra är att koppla in din likström i en transistor som riktar om till AC, in i trafon och sen in i en likriktarbrygga. =P

[JimBean]

vilka spänningar handlar det om (från vad till vad)? Det finns ju färdiga boost converters som komponent som kanske kan hjälpa dig?

[jesse]

Jag googlade på "simple boost converter" och fick denna på första plats:
http://www.ladyada.net/library/diyboostcalc.html


Principen, grovt sett:

1) transistorn leder och det går ström från V+ genom spolen , via transistorn till jord. Ser ut som om det vore slöseri att bara leda strömmen direkt till jord, men det fiffiga är att energin lagras där spänningfallet finns - och det är i spolen.

Nu får inte transistorn leda för länge, för strömmen i en spole bara ökar och ökar och ökar tills den blir oändlig och allt kollapsar. Så man får snabbt som ögat stänga transistorn igen. Antag att vi stänger transistorn när strömmen nått upp till precis 1A.

2) När transistorn stänger så kan ingen ström gå den vägen mer. Men spolen är envis - när en ström väl uppstått så vill spolen ladda ur den upplagrade energin genom att fortsätta skicka ut ström i samma storlek som innan. Strömen tar då enda vägen ut - genom dioden D3. Där laddas kondensatorn C6 upp med energi och spänning.

3) nu gör vi om samma sak igen - vi startar om förloppet. Denna gång finns det redan en bra spänning över C6 och när det kommer mer ström via D3 kommer spänningen att adderas på... den blir högre och högre. Enda sättet att begränsa spänningen är att antingen ta ut en liten ström genom en last. Ju lägre ström du tar ut desto högre spänning får du på utgången.

4) Eftersom du inte vill ha ut en oändligt hög spänning, utan hellre en fast spänning, så måste du reglera mängden inmatad ström så att den matas in i proportion till strömmen som tas ut. Lagom mycket in och lagom mycket ut = lagom hög spänning ut (det går att räkna på). För att spänningen ska vara jämn och stabil och hålla sig på en viss nivå behövs en feedback som ger signaler till kretsen som styr transistorns tider (hur länge den är på och hur länge den ska vara av), beroende på vilken spänning du vill ha ut.

Till slut får du en krets som liknar den här, ungefär:

(källa: Simple 12-180V boost converter using the 555 as controller)

[Itchago]

Tack så mycket för förklaringarna, hjälpte otroligt mycket!
Till JimBean: Jag vill lära mig något av det, hur de funkar och hur man bygger en, att köpa färdigt är fusk och inte inärheten lika kul!

Av jesses beskrivning av boost convertern känns det som om det är onödigt avancerat för mina ändamål. Tror att det är mer flexibelt att först göra om DC till AC och sedan köra strömmen genom en transformator och något slags filter för att jämna ut fyrkantsvågen. En kondensator i parallel med en bit "sladd" om ni förstår vad jag menar kanske skulle fungera?

Men som jag har förstått det så får man ju endast en på/av signal om man gör på detta sättet, det blir altså aldrig -12v utan endast 0v/12v. Detta borde göra att mycket spänning försvinner eller?

För att styra transistorn behövs ju också en signal som går in på collectorn (visst är det BCE, Bas collector och emitter?) och sluter transistorn, har då förstått att med ett gäng motstånd, ett par kondensatorer och en 555 IC går det att skapa en variabel signal. Hittade ett schema på wikipedia hur man skulle koppla för att få 555an i ett så kallat "astable mode" men förstod inte riktigt formeln de använde, (http://en.wikipedia.org/wiki/555_timer_IC) altså det värdet som det står In(2) på, vilket värde skall jag sätta in här? Rent spontant känns det enklare att använda en oscillator i lämplig frekvens för att styra transistorn, eller är det dumt det?

Själva DC-AC kretsen borde inte vara allt för svår att designa, inte heller filtret, men transformatorn då kommer det lite problem, vart får jag tag på en ferrit kärna att linda transformatorn på? Kjell? Elfa?

//Alex

[jesse]

Tror att det är mer flexibelt att först göra om DC till AC...

vet inte.. är det inte lite som att gå över ån efter vatten? För att göra om DC till AC måste du ju också hacka upp strömmen, filtrera och greja. Du kan välja utspänning med transformatorns antal varv, men du är fast där - det blir inte flexibelt (ingen valfri utspänning). Sen ska det ju likriktas och glättas och störningarna från fyrkantsvågen elimineras. men visst går det också. Eftersom du själv väljer frekvens kan du ju passa på att välja en hög frekvens, kanske 100kHz, inte 50Hz. Då blir transformatorn mindre och du behöver inte så stora kondensatorer. Å andra sidan måste transformatorn klara frekvensen.

[Itchago]

Jag personligen tänker i steg, och komplexiteten av dessa steg, då känner jag att jag kan greppa transformering av AC ström lättare än DC. Altså att hacka upp strömmen är steg 1, inte så svårt, steg 2 att transformera den, inte så svårt det heller, och steg 3 att filtrera den, inte så jättesvårt det heller. Altså blir hela grejjen lättare att greppa och förså, för mig, det varierar ju från person till person som sagt. DC-DC konvertering kanske ligger längre i framtiden

Ser nu på elfa att oscillatorer ligger på tok för högt i frekvens för att gå att använda. Borde det inte gå att använda en vridpot som ett av motstånden i wikipedias "astable mode" 555a för att kunna variera frekvensen förresten? Och vad betydder detta mystiska In(2) värde i wikipedias formel?

[prototypen]

Tack så mycket för förklaringarna, hjälpte otroligt mycket!
Till JimBean: Jag vill lära mig något av det, hur de funkar och hur man bygger en, att köpa färdigt är fusk och inte inärheten lika kul!

>> Det kanske inte är det enklaste att börja med switchade omvandlare med den kunskap du verkar ha, det är inte bara att löda ihop något, typ<<


Av jesses beskrivning av boost convertern känns det som om det är onödigt avancerat för mina ändamål. Tror att det är mer flexibelt att först göra om DC till AC och sedan köra strömmen genom en transformator och något slags filter för att jämna ut fyrkantsvågen. En kondensator i parallel med en bit "sladd" om ni förstår vad jag menar kanske skulle fungera?

>>Bostkonvertern är betydligt enklare att få att fungera än en transformatorkopplad omvandlare, det finns färdiga drosslar hos ELFA men inga transformatorer.<<

Men som jag har förstått det så får man ju endast en på/av signal om man gör på detta sättet, det blir altså aldrig -12v utan endast 0v/12v. Detta borde göra att mycket spänning försvinner eller?

>> Nej inget "försvinner"<<

För att styra transistorn behövs ju också en signal som går in på collectorn (visst är det BCE, Bas collector och emitter?)

>> Styrsignalen går in på basen ocg drar med sig en större ström genom kollektorn<<

och sluter transistorn, har då förstått att med ett gäng motstånd, ett par kondensatorer och en 555 IC går det att skapa en variabel signal. Hittade ett schema på wikipedia hur man skulle koppla för att få 555an i ett så kallat "astable mode" men förstod inte riktigt formeln de använde, (http://en.wikipedia.org/wiki/555_timer_IC) altså det värdet som det står In(2)

>> ln(2) är naturliga logaritmen för 2 ≈ 0,69<<

på, vilket värde skall jag sätta in här? Rent spontant känns det enklare att använda en oscillator i lämplig frekvens för att styra transistorn, eller är det dumt det?

>> 555 går att koppla som oscillator med lämplig frekvens<<

Själva DC-AC kretsen borde inte vara allt för svår att designa, inte heller filtret, men transformatorn då kommer det lite problem, vart får jag tag på en ferrit kärna att linda transformatorn på? Kjell? Elfa?

>> Har du svårt att räkna på en 555 så är det inte enklare med design på en switchad omvandlare. Kärna kan vara en ETD kärna eller en "potcore" -kärna<<

//Alex

Ta och börja med något enklare, man ska krypa före det man går.

>>Protte<<

Vill bara tillägga att jag hållit på med elektronik i ca 40 år (är 53) och man försöker hålla sig undan allt vad switchat heter för det är inte lätt att få det att fungera.
På forumet är det nog bara xxargas som verkar behärska beräkningarna.

[Itchago]

Tack så mycket för svaren proto! Kul med folk som kan sina grejjer, ska tänka på ditt råd, kanske håller mig till nivån att tänka på saken bara för sakens skulle, tycker det är kul att ta mig vatten över huvudet har jag märkt... Vad skulle du rekomendera för krets om jag vill börja pilla med DC omvandling? (Misstänker att du kommer avråda mig här känns det som.. Men ändå, vad skulle du säga är "instegs" kretsen för dc omvandling, är väldigt nyfiken)

//Alex

[prototypen]

Simpel switcher men någon annan får ta och hitta den i ELFAS hopplösa söksystem. Ett exempel kan vara LM2587, se figur 3, det är en boost.

Protte