Генератор высокого напряжения для проектов микроконтроллеров | Полный проект электроники

Для управления небольшими устройствами, такими как неоновые лампы, необходим источник постоянного тока высокого напряжения поставка. Эта схема представляет собой простой повышающий преобразователь постоянного тока для приложений общего назначения. В нем используются легкодоступные детали, которые можно купить в любом магазине электронных компонентов. Прототип автора показан на рис. 1. Разработаем схему генератора высокого напряжения для проектов микроконтроллеров

Цепь и работа генератора высокого напряжения

Принципиальная схема высоковольтного генератора представлена на рис. 2. Он построен на основе таймера NE555 (IC1), STP55NF0 MOSFET (IRF1), диод UF4001 и несколько других компонентов. Значения резистора R4 и стабилитрона ZD1 основаны на напряжении и токе, необходимых для вашего приложения.

Таймер NE555 настроен как нестабильный мультивибратор-генератор, который колеблется с частотой (около 68 кГц), определяемой номиналами резисторов R1, R2 и конденсатора С1. Его выход напрямую управляет МОП-транзистором (IRF1), который переключает ток через дроссель 10 мкГн/200 мА (L1).

Диод с быстрым восстановлением D1 и высоковольтный конденсатор C4 вместе образуют эффективную схему выходного выпрямителя и фильтра, while R3 и C3 образуют снабберную цепь для IRF1.

Разместите компоненты в соответствующих местах на PCB. Подключите источник постоянного тока 5 В ко входу CON1. Проверьте выходное напряжение на выходном разъеме CON2 с помощью мультиметра — оно может находиться в диапазоне от 30 В до 90 В постоянного тока. Вы можете настроить его для реальных приложений, добавив простую схему шунтирующего стабилизатора на основе стабилитрона, как показано пунктирными линиями на принципиальной схеме. Обратите внимание, что конечное выходное напряжение варьируется в зависимости от подключенной нагрузки, но оно не должно колебаться более чем на несколько вольт для нагрузки до 10 мА.

Пример

Предположим, что исходное выходное напряжение на CON2 составляет 50 В (Vin), а искомое значение — 1 мА (Ireqd) при 27 В (Vreqd). Для этого используйте стабилитрон (ZD1) на 27 В и рассчитайте значение последовательного/балластного резистора R4 по формуле, приведенной ниже:

R4=Вин-Врекд/Ирекд
=50–27 В/1 мА (в этом примере)

Значения R4 и ZD1 основаны на ваших требованиях.

Это базовая идея дизайна для любителей электроники. Вы можете изменить схему, изменив рабочую частоту микросхемы NE555 и/или изменив номиналы компонентов, таких как дроссель, полевой МОП-транзистор, выпрямитель и конденсатор фильтра, чтобы получить желаемые результаты.

Создание и тестирование

Реальная схема PCB высоковольтного генератора показана на рис. 3, а схема его компонентов — на рис. 4. После сборки схемы на PCB подключите 5 В к CON1.

Загрузите PCB и PDF-файлы компоновки компонентов: нажмите здесь

Внимание

Эта цепь, возможно, не так опасна, как сеть переменного тока, но она все равно может привести к поражению электрическим током в зависимости от сопротивления вашего тела. Итак, примите необходимые меры предосторожности while при работе с этой схемой.

Т.К. Харендран — основатель и промоутер TechNode Protolabz