Κύκλωμα φορτιστή φορητού υπολογιστή από μπαταρία 12V

Η ανάρτηση συζητά ένα απλό κύκλωμα φορτιστή φορητού υπολογιστή αυτοκινήτου για φόρτιση φορητών υπολογιστών από μπαταρία αυτοκινήτου 12V χρησιμοποιώντας μετατροπέα ενίσχυσης με βάση το IC 555. Η ιδέα ζητήθηκε από έναν από τους άπληστους αναγνώστες αυτού του ιστολογίου.

Δημιουργία μετατροπέα 12V σε 19V

Μπορώ να σας ζητήσω ένα διάγραμμα κυκλώματος για έναν μικρό μετατροπέα 100w χωρίς μετασχηματιστή που μπορεί να χρησιμοποιηθεί με μπαταρία αυτοκινήτου 12V για την τροφοδοσία ενός φορητού υπολογιστή; Βρήκα ένα κύκλωμα στο διαδίκτυο, αλλά καθώς είμαι πολύ νέος στα ηλεκτρονικά, δεν το κατάλαβα. Η βοήθειά σας θα εκτιμηθεί ιδιαίτερα. Ευχαριστώ

Το τρανζίστορ Astable Design

ΠΡΟΣ ΤΗΝ κλασικός μετατροπέας ώθησης το οποίο θα ταιριάζει απόλυτα με την προτεινόμενη εφαρμογή φορτιστή φορητού υπολογιστή 12 V έως 24 V μπορεί να κατασκευαστεί γρήγορα χρησιμοποιώντας έναν πλήρως τρανζίστορ σχεδιασμό όπως φαίνεται παρακάτω:

Όλα τα προβαλλόμενα μέρη είναι στάνταρ ή θα μπορούσαν να αντικατασταθούν με άλλα κατάλληλα ισοδύναμα.

Ο επαγωγέας που είναι ένα από τα κύρια μέρη του κυκλώματος είναι χτισμένος πάνω από μια ράβδο φερρίτη διαμέτρου 1 cm, τυλίγοντας 100 στροφές από σμάλτο χάλκινο σύρμα πάχους 1 mm.

Στην πραγματικότητα, ο επαγωγέας εξαρτάται από τη συχνότητα του τρανζίστορ αστάρατη. Για υψηλότερες συχνότητες, ο αριθμός στροφών θα μειωθεί αναλογικά, και είναι θέμα κάποιου πειραματισμού. Ο αριθμός στροφής θα εξαρτηθεί επίσης από το σχήμα του πυρήνα του φερρίτη και μπορεί να μειωθεί σημαντικά εάν χρησιμοποιείται ένας πυρήνας φερρίτη με δακτύλιο.

Ο σχεδιασμός IC 555

Το προτεινόμενο κύκλωμα φορτιστή φορητού υπολογιστή αυτοκινήτου είναι στην πραγματικότητα μια μονάδα μετατροπής απλώς ενίσχυσης σχεδιασμένη για την παραγωγή της απαιτούμενης τάσης φόρτισης φορητού υπολογιστή.

Ένας απλός μετατροπέας ενίσχυσης μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας το IC 555, πιθανότατα το έχω συζητήσει μέσω πολλών άλλων δημοσιεύσεων σε αυτό το blog.

Όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα, ένα απλό αλλά πολύ αποτελεσματικό κύκλωμα μετατροπέα ώθησης μπορεί να κατασκευαστεί για χρήση με φορητούς υπολογιστές από οποιαδήποτε πηγή υψηλού ρεύματος που έχει χαμηλότερη τάση από το επίπεδο φόρτισης του φορητού υπολογιστή.

Διάγραμμα κυκλώματος για τον μετατροπέα ώθησης

Τα διάφορα στάδια που περιλαμβάνονται στο παραπάνω κύκλωμα φορτιστή ώθησης φορητού υπολογιστή 12 V μπορούν να γίνουν κατανοητά ως εξής:

Το IC1 που είναι 555 IC έχει διαμορφωθεί ως στάνταρ αστάθμητο για τη δημιουργία σταθερής προκαθορισμένης συχνότητας με ρυθμό 12 kHz που αποκτάται στο pin3 του IC.

Η παραπάνω έξοδος υψηλής συχνότητας τροφοδοτείται στη βάση ενός οδηγού BJT T1 για επαγωγή της παραπάνω συχνότητας με υψηλό ρεύμα στο L1.

Λόγω της έμφυτης ιδιότητας του επαγωγέα L1, σε κάθε χρόνο OFF του T1, μια ισοδύναμη ποσότητα ενισχυμένης τάσης ανακτάται από τον επαγωγέα L1 και τροφοδοτείται στο φορτίο που είναι συνδεδεμένο στην έξοδο μέσω της δίοδος ταχείας ανάκτησης BA159.

Το φορτίο εδώ είναι ο φορητός υπολογιστής που δέχεται την ενισχυμένη τάση για φόρτιση της εσωτερικής της μπαταρίας.
Επειδή ο φορητός υπολογιστής μπορεί να απαιτεί ακριβή 19 έως 20V για τις λειτουργίες, η έξοδος από το L1 πρέπει να ρυθμιστεί και να σταθεροποιηθεί για να καταστούν ασφαλή τα πράγματα για τη συνδεδεμένη μπαταρία του φορητού υπολογιστή.

Το παραπάνω κριτήριο λαμβάνεται υπόψη με την εισαγωγή του Τ2 και των σχετικών στοιχείων R4 και Z1.
Το Z1 επιλέγεται να είναι ακριβώς ίσο με την τάση φόρτισης του φορητού υπολογιστή που είναι στα 20 V (το 17V φαίνεται λανθασμένα στο διάγραμμα).

Κάθε φορά που η έξοδος τείνει να απομακρυνθεί από αυτήν την τιμή, το Z1 προωθείται προκατειλημμένο προκαλώντας το T2, το οποίο με τη σειρά του στηρίζει το pin5 του IC.

Η παραπάνω κατάσταση μειώνει αμέσως την τάση IC 555 pin3 σε ελάχιστα επίπεδα για εκείνη τη στιγμή έως ότου το Z1 σταματήσει να λειτουργεί και η κατάσταση επανέλθει στην ασφαλή ζώνη .... η αλλαγή διατηρείται με γρήγορη ταχύτητα διατηρώντας μια σταθερή τάση για το φορητό υπολογιστή.

Αυτό το κύκλωμα φορτιστή φορητού υπολογιστή αυτοκινήτου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη φόρτιση ενός φορητού υπολογιστή σε οποιοδήποτε αυτοκίνητο που χρησιμοποιεί μπαταρία 12V.

Προσθήκη Bridge Rectifier στην έξοδο

Ο παραπάνω σχεδιασμός μπορεί να βελτιωθεί πολύ χρησιμοποιώντας έναν ανορθωτή γέφυρας στην έξοδο αντί για μία μόνο δίοδο, όπως φαίνεται στο ακόλουθο διάγραμμα:

Χρησιμοποιώντας MOSFET Voltage Doubler Circuit

Η ακόλουθη ανάρτηση εξηγεί ένα απλό κύκλωμα που μπορεί να ενσωματωθεί για τη φόρτιση ενός φορητού υπολογιστή κατά την οδήγηση σε αυτοκίνητο ή σε κάποιο άλλο όχημα. Το κύκλωμα λειτουργεί χωρίς να ενσωματώνει μετατροπέα ή επαγωγείς στη διαμόρφωσή του. Ας μάθουμε περισσότερα.

Χρήση Διπλασιαστή Τάσης χωρίς Επαγωγέα

Το καλό πράγμα για αυτό το κύκλωμα είναι ότι δεν βασίζεται σε τοπολογία επαγωγέα για τις απαιτούμενες ενέργειες, καθιστώντας τον σχεδιασμό απλούστερο και ακόμη αποτελεσματικό.

Όπως όλοι γνωρίζουμε ότι ένας φορητός υπολογιστής λειτουργεί χρησιμοποιώντας δυναμικό DC από μια ενσωματωμένη μπαταρία Li-Ion, όπως κάνουν τα κινητά μας τηλέφωνα.

Κανονικά χρησιμοποιούμε έναν προσαρμογέα AC DC για τη φόρτιση μιας μπαταρίας φορητού υπολογιστή σε σπίτια και γραφεία, αυτοί οι προσαρμογείς είναι στην πραγματικότητα τροφοδοτικά SMPS που έχουν βαθμολογηθεί με τις απαιτούμενες και αντίστοιχες προδιαγραφές της μπαταρίας του φορητού υπολογιστή.

Ωστόσο, οι παραπάνω μονάδες τροφοδοσίας λειτουργούν μόνο με τροφοδοτικά εναλλασσόμενου ρεύματος και σε μέρη όπου ενδέχεται να υπάρχει πρίζα εναλλασσόμενου ρεύματος. Αυτές οι μονάδες δεν θα λειτουργούν σε μέρη όπου δεν υπάρχει πηγή AC, όπως σε αυτοκίνητα και άλλα παρόμοια οχήματα.

Ένα νέο μικρό κύκλωμα που παρουσιάζεται εδώ θα επιτρέψει τη φόρτιση μιας μπαταρίας φορητού υπολογιστή ακόμη και από μια πηγή DC όπως μπαταρίες αυτοκινήτου ή φορτηγού (12V). Είναι ένα πολύ απλό, φθηνό, ευέλικτο και γενικό κύκλωμα που μπορεί να έχει διαστάσεις για τη φόρτιση όλων των τύπων φορητών υπολογιστών προσαρμόζοντας τα σχετικά εξαρτήματα που παρέχονται στο κύκλωμα. Είναι ένα απλό κύκλωμα φορτιστή plug and play.

Κανονικά, οι περισσότεροι προσαρμογείς φορητών υπολογιστών βαθμολογούνται στα 19V / 3,5Amps, ωστόσο μερικοί μπορεί να βαθμολογούνται σε υψηλότερα ρεύματα για τη διευκόλυνση της γρήγορης φόρτισης.

Έλεγχος φόρτισης PWM

Το συζητούμενο κύκλωμα έχει χαρακτηριστικά ρύθμισης τάσης (μέσω PWM) τα οποία μπορούν να προσαρμοστούν κατάλληλα σύμφωνα με τις απαιτούμενες προδιαγραφές.

Το ρεύμα μπορεί να προστατευθεί καταλλήλως προσθέτοντας μια αντίσταση 3 ohm 5 watt στον ακροδέκτη θετικής εξόδου.

Όπως φαίνεται στο διάγραμμα κυκλώματος, ο σχεδιασμός είναι βασικά ένα ισχυρό κύκλωμα διπλασιασμού τάσης DC σε DC που χρησιμοποιεί ένα στάδιο push pull mosfet για την απαιτούμενη αύξηση της τάσης.

Το κύκλωμα απαιτεί ένα στάδιο ταλαντωτή για την έναρξη των προτεινόμενων λειτουργιών που διαμορφώνεται γύρω από το IC1a.

Τα εξαρτήματα R11, R12, C5 μαζί με τις δύο διόδους γίνεται ένας τακτοποιημένος μικρός ελεγκτής PWM που ρυθμίζει τον κύκλο λειτουργίας ολόκληρου του κυκλώματος και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη ρύθμιση της τάσης εξόδου του κυκλώματος.

Συνήθως, το κύκλωμα θα παράγει περίπου 22V από μια πηγή 12V, προσαρμόζοντας το R12, η ​​έξοδος μπορεί να προσαρμοστεί σε ένα ακριβές 19V, το οποίο είναι η απαιτούμενη τάση φόρτισης φορητού υπολογιστή.