Disseny de circuits convertidors de 12V a 24V CC mitjançant LM324

Disseny de circuits convertidors de 12V a 24V CC mitjançant LM324

L’objectiu principal d’aquest projecte és dissenyar i construir un convertidor de 12V a 24V DC. Bàsicament, aquest circuit és un convertidor de tensió CC-CC tipus Boost Converter. Una de les aplicacions d’aquest circuit és el sistema elèctric solar. Aquest sistema solar elèctric que consta d’un panell solar de 12 V, tensió d’entrada de 12 V prové de l’equip d’emmagatzematge de bateries i la tensió de sortida de 24 V serà l’entrada del convertidor del sistema elèctric solar. El circuit és un Convertidor de tensió CC-CC construït amb IC LM324 que es configura com un oscil·lador per produir la freqüència de commutació i un transistor com a element de commutació de semiconductor.



Convertidor de 12V a 24V CC mitjançant LM324

Abans d’anar a la construcció i operació de circuits, parlarem dels conceptes bàsics del convertidor de CC-CC de tipus Boost LM324 IC . El LM324 és un amplificador operatiu quad, el que significa que té quatre amplificadors operatius dins del circuit convertidor de 12V a 24V DC dissenyat només amb dos amplificadors operatius de LM324.


Conceptes bàsics de Boost Converter (Step-Up)

El convertidor d’impuls s’utilitza per augmentar / augmentar un voltatge d’entrada fins a un cert nivell superior, requerit per la càrrega. El nivell més alt s’aconsegueix emmagatzemant energia en un inductor i alliberant-la a la càrrega a una tensió més alta. El circuit principal per a un convertidor intensificador o amplificador inclou un inductor, un díode, un condensador, un interruptor i un amplificador d’errors amb circuits de control d’interruptors. A continuació es mostra el circuit bàsic del convertidor incremental.





Convertidor de 12V a 24V DC

Augmenta l’operació del convertidor

Quan l’interruptor estigui activat, l’inductor la sortida està connectada a terra i la tensió Vin es col·loca a través d’ella. El corrent d’inductor augmenta a una velocitat igual a Vin / L.



Quan l’interruptor està DESACTIVAT, el voltatge a través de l’inductor canvia i és igual a Vout-Vin. El corrent que fluïa a l’inductor decau a un ritme igual a (Vout-Vin) / L.

Segons la llei de conservació de l'energia, la potència d'entrada ha de ser igual a la potència de sortida (suposant que no hi hagi pèrdues al circuit). Potència d'entrada (Pin) = potència de sortida (Pout).


Des de Vin

Per tant, en el convertidor de reforç Vin Iout

Amplificador operacional LM324

LM324 consta de quatre amplificadors operatius independents d’alt guany sobre un sol substrat monolític. Per mantenir la unitat, guanyeu cadascun dels amplificadors proveïts d’un condensador on-chip que proporciona compensació de freqüència.

Pinout

LM324 IC

LM324 IC

Característiques

  • Funcionament de subministraments individuals o dobles
  • Amplada de banda Unity-Gain: 1 MHz
  • Guany de tensió CC- 100dB
  • Corrent de biaix d'entrada- 45 nA
  • Tensió de compensació d’entrada: 2 mV
  • Corrent d’entrada de compensació d’entrada: 5 nA

Aplicacions

  • Amplificadors de suma
  • Multi-vibradors
  • Oscil·ladors
  • Amplificadors de transductor
  • DC Gain Blocks

Circuit convertidor de 12V a 24V CC mitjançant LM324 i Working

A continuació es mostra el diagrama de circuits del convertidor de 12V a 24V CC. IC1 LM324 és el nucli d’aquest circuit. IC1-A, les resistències R1, R2, R3 i el condensador C1 formen un oscil·lador que funciona al voltant dels 500Hz. R2 i C1 s’utilitzen per sintonitzar la freqüència de l’oscil·lador. IC1-B està connectat com un comparador que compara la tensió de sortida amb una referència i retroalimenta una tensió a l’etapa de l’oscil·lador amb el propòsit de controlar la tensió de sortida.

Convertidor de 12V a 24V CC-CC: convertidor de 12V a 24V de CC

Convertidor de CC a CC de 12V a 24V

A Divisor de potencial utilitzant la configuració predeterminada R5 es connecta al pin no inversor d'IC1. La tensió de sortida està connectada al pin d'entrada d'inversió a través d'una resistència de 100K. Una sortida d’aquesta etapa comparativa s’alimenta al pin d’entrada no inversor d’IC1a a través d’una altra resistència de 100K. La sortida de l’oscil·lador L'escenari està connectat a la base del transistor Q1 i la resistència R7 s'utilitza per limitar el corrent de base de Q1.

Quan la sortida de l’oscil·lador és alta, el transistor Q1 s’encendrà i l’inductor L1 es carregarà (el corrent a través de l’inductor L1 comença a augmentar). Quan l’oscil·lador de sortida es baixa, el transistor Q1 s’apagarà i ara l’únic camí per al corrent d’inductor és a través del díode D2, el condensador C3 i la càrrega, si n’hi ha.

El díode flyback D2 es polaritzarà cap endavant i l’energia emmagatzemada a l’inductor durant l’estat ON s’abocarà al condensador. El díode D1 actua com a díode de roda lliure .

Un inductor sempre intentarà oposar-se a qualsevol variació del corrent que el passi i aquesta propietat de l’inductor s’utilitza aquí. Quan es carrega emmagatzema energia i, quan es descarrega, es comporta com una font d’energia.

La tensió que emet durant la fase de descàrrega és proporcional a la velocitat de canvi de corrent a través d’ella. A mesura que la freqüència de commutació augmenta la induïda EMF (Electro Motive Force) de l’inductor també augmenta.

Espero que hagueu entès clarament el tema del convertidor de 12V a 24V DC. Si teniu cap pregunta sobre aquest tema o sobre els projectes elèctrics i electrònics, deixeu els comentaris a continuació.