Arduino-Boost-Converter. Das Anschließen einer Last macht den Konverter funktionsunfähig

Ich versuche, einen DC-DC-Buck-Boost-Konverter mit diesem grundlegenden Schema und einem Arduino mit dem analogWrite () zu bauenFunktion als mein PWM-Generator. Ich möchte nur 2,4-3 V auf ~ 5 V erhöhen. Wenn es nur der Kondensator und keine Last ist, funktioniert der Wandler so gut, dass ich ihn nach ein paar Sekunden abschalten muss, da die Spannung, die ich an meinem Kondensator messe, die Kondensatorgrenze überschreitet. Wenn ich jedoch eine Last an den Kondensator anschließe (z. B. einen Motor oder einen Widerstand), fällt meine Spannung auf einen wirklich niedrigen Wert (0,1-2 V) und bleibt so, egal mit welcher Frequenz das PWM-Signal ich mit Arduino an den Transistor sende. Ich habe es wirklich versucht, konnte aber die Ursache des Problems nicht finden. Liegt es daran, dass ich zwei Gründe habe, den Akku und den Arduino? Liegt es am Induktor (ich habe versucht, einen kleineren Ringkern mit 45 uH zu verwenden, konnte aber keine besseren Ergebnisse erzielen)? Also was mache ich falsch?

Ich erwarte nur, 500 mA Strom bei 5 Volt an der Ausgangsseite zu ziehen, und laut diesem Rechner sollten meine Induktivität und mein Transistor in Ordnung sein.

Komponenten: 100uF 35V Elektrolytkondensator, 200uH Induktor, BYW29 Gleichrichterdiode, TIP 120 Leistungstransistor, 1k Widerstand

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ein Schema der Schaltung oder zumindest wie es aussehen soll. Vielleicht habe ich etwas falsch verkabelt? Der Widerstand soll die Last darstellen, der Wert spielt keine Rolle, da mein Problem bei jedem Wert außer dem "unendlichen" Widerstand des Multimeters bestehen bleibt.So sieht meine Schaltung aus

So sieht meine Schaltung ausIch habe eine Spule eines alten Transformators als meine Induktivität verwendet

Ich habe eine Spule eines alten Transformators als meine Induktivität verwendetGeben Sie hier die Bildbeschreibung ein Allerdings habe ich auch diesen Induktor ausprobiert

Allerdings habe ich auch diesen Induktor ausprobiert

Ihr Schaltplan zeigt nicht, wohin die Last gehen würde; Außerdem scheint es keine Rückkopplung des Regelkreises zu geben, um die Ausgangsspannung zu stabilisieren.
Kümmern Sie sich nicht um den Regelkreis, ich stabilisiere die Spannung derzeit in keiner Weise, ich teste nur mit verschiedenen PWM-Werten. Ich habe das Diagramm geändert.
Vielleicht würde ein bisschen mehr Forschung über Buck-Regler helfen, versuchen Sie es zunächst mit nlvocables.com/blog/?p=894 .
Mein Bauchgefühl sagt: ein 1N400x ist in dieser Anwendung zu langsam (man denke an einen (Power-)Schottky); 100 uF sind für diese Frequenz wahrscheinlich etwas niedrig; Die Standard-PWM-Frequenz von Arduino ist wahrscheinlich etwas niedrig (490 Hz etwa zwei Größenordnungen zu niedrig für den Transformator); Verwenden Sie einen Basiswiderstand und einen NPN-Transistor in gemeinsamem Emitter. Überprüfen Sie den Kondensator und die Diodenpolarität.
Alles funktioniert jetzt. Die Verwendung von Pin 6 auf dem Arduino und die Erhöhung seiner PWM-Frequenz auf 61 kHz hat sehr geholfen. Jetzt bekomme ich sogar 20 Volt mit angeschlossener Last.

Antworten (1)

Das Diagramm, aus dem Sie bauen, ist in einigen kritischen Punkten grundsätzlich falsch.

Erstens liegt der positive Ausgang des Boosts auf der unteren Schiene. Das macht es viel schwieriger zu folgen. Der Rückweg vom Boost geht dann nicht auf Batteriemasse sondern auf Batterieplus! Was Sie tatsächlich gebaut haben, ist eine seltsame Art von Resonanzschwingkreis; das steht im Einklang mit der Beobachtung einer großen Leerlaufspannung, aber keiner Fähigkeit, tatsächliche Lasten zu treiben.

Sie haben auch ein PNP-Symbol für einen NPN-Transistor verwendet. Es gibt keinen Basiswiderstand, sodass Sie möglicherweise einen großen Strom vom PWM-Pin ableiten.

Hier ist ein konventionelleres Boost-Design: http://reibot.org/2011/08/07/intro-to-boost-converter/ , das einen MOSFET verwendet, der wahrscheinlich erforderlich sein wird, um einen lohnenden Wirkungsgrad zu erzielen.

Versuchen Sie stattdessen Folgendes:

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Das funktioniert im Simulator (versuchen Sie "Zeitbereich", Zeitschritt 0,00001 s für 0,01 s oder 0,1 s). Ignorieren Sie die Teilenummern, sie sind Circuitlab-Standardwerte.

Bearbeiten Sie für das Protokoll: Der TIP120 war ein weiteres Problem, Calin wechselte zu MOSFETs, die ordnungsgemäß funktionierten. Ich bin immer noch skeptisch, ob ich damit 5 V bei 500 mA erreichen kann, da dies einen Eingang von> 1 A von 2,1-V-Batterien (NiMH?) Über ein Steckbrett impliziert, aber Calin hat es jetzt im Grunde genommen funktioniert.

(V3 stellt den Arduino-PWM-Ausgang dar. Beginnen Sie mit einer Last von 1k-10k, nur um den grundlegenden Betrieb zu überprüfen.)
@Calin Wo ist die Masseverbindung des Arduino <-> Schaltkreises?
Ich habe vergessen, es zu sagen, es ist da: i.imgur.com/BL3iT22.jpg
@ pjc50 Das Band am Kondensator ist mit Masse verbunden. Es sieht für mich richtig aus.
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