جدول المحتويات
سنقدم لكم في هذا المقال دائرة رفع جهد 12-24 فولت مستمر boost converter من خلال محولة, ودارة أخرى باستخدام الشريحة UC3843. وتعتمد كل من الدارتين على مبدأ عمل مختلف كلياً. لنبدأ بدارة المحولة.
12 VDC to 24 VDC
مهمة هذه الدارة هو الحصول على جهد 24 فولت من منبع جهد 12 فولت. وهي تستخدم في العديد من الأجهزة الالكترونية مثل الهواتف والكمبيوترات ودارات الباور بنك (التي ترفع الجهد عادة من 1.2 فولت إلى 5 فولت.. الخ)
تم تصميم الدائرة بشكل مباشر ويمكن عن طريق القيام بتعديلات بسيطة أن ترفع أي قيم للجهد.
يقوم الترانزيستور Q1 و الترانزستور Q2 من النوع (D1616) بشكل أساسي بقيادة الملف الأولي للمحولة. تقوم الديودات بتقويم خرج المحولة للحصول على جهد 24 فولت مستمر عند حمل الخرج (وهو المروحة في مثالنا). في المقابل تلعب المثكثفات Capacitors دوراً هاما في تصفية ضجيج الإشارة وتراكباتها في الخرج.
دائرة رفع جهد 12 فولت – 24 فولت
ملاحظات حول الدائرة
- قيم العناصر غير محددة بدقة هنا. يمكن استخدام اي ترانزستور NPN مثل D1616,2N 3055,C2236,SL 100 الخ لأجل الترانزستورين Q1 و Q2.
- يمكن استخدام أي محولة من النوع center tapped مع نسبة تحويل 7:1
- يمكن استخدام الديودات 1N 914
- يمكن الحصول على كافة العناصر المذكورة بسهولة إن بحثت في صندوق العدة السحري لديك كمهندس كهربائي.
- من خلال التجارب على ملف المحولة يمكن الحصول على قيم رفع جهد مختلفة.
- للحصول على قيم تيار عالية (حوالي 5 أمبير) يمكن استخدام ترانزستور 2N 3055 أو استخدام ازواج دارلينتون Darlington pairs من أجل الترانزستورين Q1 و Q2.
يمكنك التعرف على أبسط دائرة شحن بطارية 12 فولت 70 امبير من خلال المقال.
دائرة رفع الجهد باستخدام UC3843
إن حجم المحولة مربك بعض الشيء. تلجأ أكثر دارات رفع الجهد إلى استخدام اسلوب مختلف عن اسلوب المحولات التي تقوم برفع الجهد من خلال وجود ملفين مختلفين في سماكة والاسلاك وعدد اللفات. تعتمد دارات رفع الجهد الالكترونية التي يتواجد بها شريحة أو IC على قطع ووصل التيار عن ملف في الدائرة. حيث يعطي الملف جهدا عاليا خلال التفريغ يزيد عن جهد المنبع. وهذا المبدأ مختلف بشكل كلي عن مبدأ المحولة العادية لرفع الجهد ويعطي مردوداً أعلى بكثير.
هذا هو المبدأ بشكل مبسط ولكن للأمر تعقيدات أخرى تتولى الشريحة UC3843 أمر باقي التعقيدات.
لنتعرف على الشريحة الالكترونية UC3843 والتي هي مولد نبضات PWM ذو تردد ثابت (50 ك هرتز). وقد صممت بشكل أساسي من أجل التحويلات DC to DC. وتحتاج بشكل رئيسي لبعض العناصر الالكترونية المساعدة التي توصل إلى أقطابها. وهي دارة رائعة فيها الكثير من المميزات وتستطيع قيادة ترانزستوز موزفت خارجي.
كما نلاحظ, فإن الشريحة تحتوي على 8 أقطاب. ومن خلال الاستعانة ب ملف DATASHEET لهذه الدارة يمكننا توليف دارة رفع الجهد حيث توصلنا للدارة النهائية التالية:
العناصر الالكترونية لدارة رفع الجهد:
- شريحة UC3843
- ترانزستور موزفت IRFZ44 MOSFET
- ديود R2060CT
- ملف 100uH
- 3 مكثفات 1nf
- 4 مكثفات 1000u 50V
- مقاومة متغيرة 10k Trimpot
- 1 مقاومة 0.1R 5W
- 1 مقاومة 22R
- 1 مقاومة 470R
- 1 مقاومة 2K2
- 3 مقاومات 10k أوم
- 1 مقاومة 100k
- جكات تغذية عدد 2 Pin Terminal Block
- أسلاك توصيل
من الأهمية بمكان وضع مشتت حرارة للترانزستور IRFZ44.
الديود MBR2060CT من نوع شوتكي. ويستخدم كثيرا في محولات الجهد لأن انخفاض الجهد الامامي له ضئيل. وهو أمر هام جدا لانقاص الضياعات في الطاقة والحثول على كفاءة أعلى للدارة. يستطيع الديود تحمل تيار أمامي يصل لـ 20 أمبير.
أما عن سبب استخدام هذا الديود فهو من أجل الحماية. أي استخدمناه كـ freewheel ليجعل التيار يتدفق في اتجاه واحد عند إطفاء الموسفت من أجل حماية الترانزستور من التيار الراجع.
المقاومة المتغيرة 10 كيلو أوم: وهي ضرورية لضبط جهد الخرج بشكل دقيق , حيث نقوم من خلالها بضبط الجهد المرجعي المطبق على ال رجل رقم 2 من الIC. حيث تستخدم الشريحة هذا الجهد لتعديل جهد الخرج.
هل جربتم هذه الدارة؟ أم لديكم دارة رفع جهد مفضلة أخرى؟ شاركونا رأيكم في التعليقات.