La publicación explica un circuito reductor-elevador universal basado en IC 555 que se puede usar para varias aplicaciones diferentes que involucran requisitos de procesamiento de energía eficiente.
Usando IC 555 para el Buck-Boost
Este circuito reductor-elevador altamente eficiente y efectivo que utiliza el caballo de trabajo IC 555 le permitiría convertir un voltaje de fuente de entrada en cualquier grado requerido, ya sea en tensión o en aumento, según lo desee.
Ya hemos aprendido el concepto de manera integral a través de uno de mis artículos anteriores donde discutimos la versatilidad de este tipo de topología buck-boost.
Como se muestra en el diagrama de circuito a continuación (haga clic para ampliar), la configuración es básicamente una combinación de dos etapas distintas, a saber, la etapa superior del convertidor reductor-elevador y la etapa inferior del controlador IC 555 PWM.
La etapa buck-boost consiste en un mosfet que actúa como un interruptor, el inductor que es el componente principal de conversión de energía, el diodo que al igual que el mosfet forma un interruptor complementario, y el capacitor, al igual que el inductor, forma un dispositivo convertidor de potencia complementario. .
El mosfet necesita operar a través de disparo por pulsos para que alterne el voltaje de entrada ENCENDIDO y APAGADO a través del inductor en respuesta a su voltaje de puerta.
Por lo tanto, el voltaje de la puerta también debe estar en forma de pulsos, lo que se logra a través de una etapa de generador IC555 PWM.
Operación del circuito
El generador IC555 PWM asociado está integrado en el mosfet para realizar la operación descrita anteriormente.
Durante el tiempo de encendido del mosfet, se permite que el voltaje de entrada pase a través del mosfet y se aplique directamente a través del inductor.
El inductor, debido a su propiedad inherente, intenta contrarrestar esta repentina imposición de corriente absorbiendo y almacenando la energía en él.
Durante el período posterior de apagado del mosfet, el voltaje de entrada es apagado por el mosfet, el inductor ahora experimenta un cambio repentino en la corriente de pico a cero. En respuesta, el inductor contrarresta esto invirtiendo su energía almacenada a través de los terminales de salida a través del diodo que ahora actúa en la condición de polarización directa.
La potencia anterior del inductor aparece con polaridad opuesta a través de la salida donde está conectada la carga prevista.
El condensador está posicionado para almacenar una parte de la energía en él, de modo que pueda ser utilizado por la carga durante el tiempo de ENCENDIDO del mosfet cuando el diodo tiene polarización inversa y se corta la energía a través de la carga.
Esto ayuda a mantener un voltaje constante y estable a través de la carga durante los ciclos de encendido y apagado del mosfet.
Usando PWM como controlador
El nivel de voltaje, ya sea un voltaje aumentado o un voltaje contraído, depende de cómo el generador PWM controla el mosfet.
Si el mosfet se optimiza con un tiempo de ENCENDIDO más alto que el tiempo de APAGADO, la salida generaría voltaje aumentado y viceversa.
Sin embargo, puede haber un límite para esto, se debe tener cuidado de no exceder el tiempo de ENCENDIDO más allá del tiempo de saturación total del inductor, y el tiempo de APAGADO no debe estar por debajo del tiempo de saturación mínimo del inductor.
Por ejemplo, suponga que se necesitan 3 ms para que el inductor se sature completamente, el tiempo de ENCENDIDO en este caso se puede establecer entre 0 y 3 ms, y no más allá de eso, esto dará como resultado un aumento de mínimo a máximo dependiendo del valor del elegido inductor.
El potenciómetro asociado con el generador IC555 PWM se puede ajustar de manera efectiva para adquirir cualquier voltaje reductor-elevador deseado en la salida.
El valor del inductor es una cuestión de prueba y error, trate de incorporar tantos devanados como sea posible para adquirir mejores y eficientes resultados y rango diverso.
Diagrama de circuito
El diseño anterior se puede actualizar adecuadamente para implementar una corrección automática de voltaje de salida con la ayuda de las siguientes modificaciones:
El ajuste preestablecido de 1K se puede configurar de manera apropiada inicialmente para determinar el punto de control deseado.
Configuración de pines IC 555
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