Spänningshöjare (step up?) DC, grunder och hur gör man ?

Elektronikrelaterade (på komponentnivå) frågor och funderingar.
svenne1985
Inlägg: 2232
Blev medlem: 5 augusti 2012, 22:46:31
Ort: NV Skåne

Spänningshöjare (step up?) DC, grunder och hur gör man ?

Inlägg av svenne1985 »

Har gett mig på bygga en del efter ritningar jag hittat lite här och där med olika varianter av komponenter någon hade MOSFET en annan vanlig transistor och 555, alla har ju slutat som jag förväntat mig = ingen eller minimal höjning..

Så min fråga är ju hur gör man och hur funkar dem ?

Det jag tänker på är från 12V DC (bil el så 12-14V) till minst 24 V DC (gärna högre) och palla lämmna skapligt med ampere, kanske inte som första projekt men kan ju utökas :)

Någon som har vettig information på vad för komponenter som lär vara de mest lämpliga?
Senast redigerad av blueint 21 september 2012, 05:13:19, redigerad totalt 1 gång.
Anledning: flytt, Idébanken -> Allmänt
blueint
Inlägg: 23238
Blev medlem: 4 juli 2006, 19:26:11
Kontakt:

Re: Spänningshöjare (step up?) DC, grunder och hur gör man ?

Inlägg av blueint »

Huvudprincipen är att man laddar en komponent med elektrisk energi och därefter urladdar den med en annan spänning eller strömkarakterisitik. Tänk som två hinkar med vatten där en skopa kan användas för att flytta vatten från en låg nivå till en högre.

Eftersom förluster uppkommer främst vid strömändring över tiden (di/dt) och kapacitanser är spänningströga som varierar strömmen för att kompensera i motsats till induktanser (spolar) som är strömtröga och varierar spänningen för att kompensera så ger induktanser minst förluster som mellanlagringselement.

Sedan släpper man på ström genom induktansen, stänger och låter den ladda ur till sekundärsidan. Genom att reglera hur länge påslaget sker och hur ofta kan man styra processen. Man kan konstruera detta med kapacitanser, induktanser, resistanser och transistorer vilket är omständigt och ger dålig reglering. Eller så kan man använda en färdig regulator såsom t.ex Nationals Simple switcher serien. Det finns två typer av regulatorer. De med inbyggd FET-switch och de som är avsedda att styra en större sådan utanför kretsen.

Effektkapaciteten beror främst på switch-halvledare (bipolär/FET transistor) samt spole eller transformator och dioder samt kapacitans på sekundärsidan. Observera att switch-halvledaren måste vara snabb och ha låg resistans vid tillslag. Likriktardioderna måste också vara snabba.

Ett exempelstyrkrets är TSM101 (SO-8, TSM101CD) med ELFA artikelnummer 73-796-55.


(om något är fel finns det säkert någon som kan korrigera ;))
svenne1985
Inlägg: 2232
Blev medlem: 5 augusti 2012, 22:46:31
Ort: NV Skåne

Re: Spänningshöjare (step up?) DC, grunder och hur gör man ?

Inlägg av svenne1985 »

Det där var nyttig information ! Fortfarande en del sätta mig in i dock men de kommer :)

Hur kommer det sig att på de flesta ritningar med spole, att dem sitter i serie med en komponent (mosfet, nfet eller vad konstruktören önskade) i princip kortsluten då spolen inte har så många varv?

Eftersom man använder spole (nån nytta med transformator med mer lindning?) så om det är 20 varv på ena sida så rekommenderat 40 på andra? Sen är ju allt ihop kopplat på nåt udda sätt.

(Hoppas labbplattan kommer snart så kan göra nåt utan lödning)
svanted
Inlägg: 5338
Blev medlem: 30 augusti 2010, 21:20:38
Ort: Umeå

Re: Spänningshöjare (step up?) DC, grunder och hur gör man ?

Inlägg av svanted »

ett sätt är en spänningsmultiplikator där principen är att man laddar kondingar parallellt och laddar ur dem i serie.
sök på "voltage multiplier"
Mindmapper
Inlägg: 7235
Blev medlem: 31 augusti 2006, 16:42:43
Ort: Jamtland

Re: Spänningshöjare (step up?) DC, grunder och hur gör man ?

Inlägg av Mindmapper »

Problemet med en dubblare eller triplare med kondensatorer är att de har stora förluster. Ska man ha ut någon större ström är det mycket vettigare med switchat.
BMI
Gått bort
Inlägg: 496
Blev medlem: 31 juli 2006, 22:29:08
Ort: Halmstad

Re: Spänningshöjare (step up?) DC, grunder och hur gör man ?

Inlägg av BMI »

Hur kommer det sig att på de flesta ritningar med spole, att dem sitter i serie med en komponent (mosfet, nfet eller vad konstruktören önskade) i princip kortsluten då spolen inte har så många varv?
Spolen funkar som en fjäder , tänk hur högt en liten fjäder eller ölring kan hoppa när du spännt ihop den mot bordet med en finger. Fast inom elektroniken blir det spänningen som hoppar upp.
rikkitikkitavi
Inlägg: 16492
Blev medlem: 21 juni 2003, 21:26:56
Ort: Väster om Lund (0,67 mSv)

Re: Spänningshöjare (step up?) DC, grunder och hur gör man ?

Inlägg av rikkitikkitavi »

spolen är strömtrög. det betyder att spänningen är max direkt när switchen (mosfet el likn) slår.på men strömmen ökar med tiden.

tänk på att switcharna inte är på så länge...

(strömmen genom spolen kan beräknas utifrån i = U/L * t, stoppar du in t u mikrosekunder och L i mikrohenry blir det lätt att räkna.

man kan labba , men jag rekommenderar också LTSpice att simulera i , det är både enkelt och snabbt. sedan är verkligheten mera komplex och så måste man provbygga. speciellt switchkretsar är komplexa och kritiska map layout.
svenne1985
Inlägg: 2232
Blev medlem: 5 augusti 2012, 22:46:31
Ort: NV Skåne

Re: Spänningshöjare (step up?) DC, grunder och hur gör man ?

Inlägg av svenne1985 »

Okej jag är med så om jag kan få transistorn till att av på hela tiden (någon vettig frekvens detta bör arbeta på, förmodar ju snabbare desto bättre?)
Så även vid ingen låg / låg belastning så jobbar detta på ändå med värme utveckling som följd?

Hur blir det på andra sidan, växelström ? Pulserande likspänning? Då där skall vara snabba dioder (varför?)
Behövs det kontakt primär och sekundär sidan ?
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26804
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Starup (Haderslev), Danmark

Re: Spänningshöjare (step up?) DC, grunder och hur gör man ?

Inlägg av Icecap »

Om primärsidan laddar upp spolen med energi kan sekundärsidan tappa av den igen. I en vanlig step-up omvandlare är det DC på utgången också, ett tips är att kolla dioden och kondensatorn...

Att bygga en step-up med "skapligt med ampere" är dock inte speciellt enkelt. Nu beror det ju på vilka strömmar du egentligen menar men stora strömmar på primärsidan betyder kraftiga transistorer - som betyder kraftiga drivsteg för att minska förluster osv.

Sedan är "skapligt med ampere" enextrem dålig definition...
svenne1985
Inlägg: 2232
Blev medlem: 5 augusti 2012, 22:46:31
Ort: NV Skåne

Re: Spänningshöjare (step up?) DC, grunder och hur gör man ?

Inlägg av svenne1985 »

Ja tillräckligt för att lämmna 1 A 24V till att börja med isåfall.

Drog ner Ltspice och det funkar på Linux så det är ju bra, får sätta mig in i det sen!
Användarvisningsbild
netrunner
Inlägg: 5510
Blev medlem: 4 februari 2005, 12:26:05
Ort: 127.0.0.1

Re: Spänningshöjare (step up?) DC, grunder och hur gör man ?

Inlägg av netrunner »

Nu kommer jag blir flamad för detta, men varför inte bygga något mer kreativt som inte finns att köpa färdig, väldigt billigt?

Tex en vattenspridare som sjunger "i'm singing in the rain"?
Tex en sänglampa som förstår vad det är för tid på dygnet?
osv...

Bara för att få lite perspektiv (ink frakt från Kina om du köper dom styckevis på Ebay):
En DC-DC stepdown 3A kostar ca 12kr.
Vill du ha step up så blir det dyrare, ca 20kr för 3A.
Vill du bara ha step down till 3,3V så kan du få 10st för 43kr.
Vill du ha step up med 6A kostar det mycket mer, 40kr.
Vill du ha step down 3A med strömbegränsning (batteriladdning / lysdioder) så kostar det 19:50kr

http://www.ebay.co.uk/itm/1pcs-DC-DC-Bu ... 1113782096?
http://www.ebay.co.uk/itm/1pcs-LM2577-D ... 0974659516?
http://www.ebay.co.uk/itm/10-x-MP2307-3 ... 0722913092?
http://www.ebay.co.uk/itm/DC-10-32V-to- ... 0632671504?
http://www.ebay.co.uk/itm/LM2596-DC-DC- ... 0924156306?
rikkitikkitavi
Inlägg: 16492
Blev medlem: 21 juni 2003, 21:26:56
Ort: Väster om Lund (0,67 mSv)

Re: Spänningshöjare (step up?) DC, grunder och hur gör man ?

Inlägg av rikkitikkitavi »

Ett första steg kan vara att bygga stepdown/up omvandlare som faktiskt klarar av att leverera.

mata 10 billiga modulerna med 30 V , ställ utspänningen till 15 V och dra ett par ampere och räkna ut MTBF mha olika modeller.:)

poängen är att gör om, gör rätt och fixa en bra design. visst , det är inte fixat på en dag. Men då lär man sig något på vägen.
svenne1985
Inlägg: 2232
Blev medlem: 5 augusti 2012, 22:46:31
Ort: NV Skåne

Re: Spänningshöjare (step up?) DC, grunder och hur gör man ?

Inlägg av svenne1985 »

Ska bli bekant med programmet först sen skall försöka rita upp lite där :)

(Hur fan får man vanligt 230v 50hz sinus? i LTspice)
Användarvisningsbild
Glenn
Inlägg: 37770
Blev medlem: 24 februari 2006, 12:01:56
Ort: Norr om Sthlm
Kontakt:

Re: Spänningshöjare (step up?) DC, grunder och hur gör man ?

Inlägg av Glenn »

Problemet med att bygga sånt här är att komponenterna oftast kostar minst det dubbla mot vad en färdig fungerande lösning kostar :)
rikkitikkitavi
Inlägg: 16492
Blev medlem: 21 juni 2003, 21:26:56
Ort: Väster om Lund (0,67 mSv)

Re: Spänningshöjare (step up?) DC, grunder och hur gör man ?

Inlägg av rikkitikkitavi »

men med en god design så blir det minst dubbelt.så bra :)
Skriv svar