555 boost converter sencillo.

[Landrs]

Hola buenas, les comparto el diseño que estoy tomando de varios lugares para hacer esta fuente dc-dc boost, con el simple 555, que en cualquier lugar se puede conseguir, de igual manera estoy con la espera de poderlo mejorar con su gran conocimiento, hasta este momento solamente le he podido sacar con 12v de entrada, una salida de 25v y 1.6A es decir aproximadamente 40W de salida, me gustaría saber como puedo obtener mejores resultados, cabe destacar que ya he probado cambiando la bobina desde 46uH hasta 150uH y no existe mucha diferencia de potencia a la salida.
También variado el capacitor del 555 cambiando la frecuencia de funcionamiento y en la que me dio estos resultados fue con 90Khz.
Dejo la imagen del circuito para su mayor entendimiento, saludos y espero sus consejos.

 

[shevchenko]

Yo pondría otro transistor más para encender el mosfet mejor, y lo armaria como un tótem-pole
El inductor:lo armaria de varios hilos finos soldados sólo en las puntas ( ese tipo de alambres "trenzados o enrollados" andan mejor que uno solo)
La frecuencia la usaría teniendo en cuenta el material del inductor,
Usaría un núcleo de un flyback por ejemplo...

 

[neytron]

La configuración booster no da para mucha potencia y su eficiencia ha de ser pobre. Por ahi te va responder un forista creo que es master en este tema el compañero Nilfred.

 

[eL1ct]

Hola,

El proyecto parece interesante, y creo que el circuito que propones es un buen punto de partida.

En cuanto a la potencia del convertidor, cuanto mas ideales sean los componentes podras obtener mas potencia a la salida. Respecto a esto, creo que lo mas dificil es la "construccion" de la inductancia (ya que es dificil que esta sea lo mas ideal posible para una aplicacion en concreto). Si quieres aumentar la potencia yo empezaria por la inductancia. Tabien ten en cuenta que cuanto mayor sea el valor inductivo mejor, aunque esto significa, resumiendo, mas volumen o mas perdidas de energia en la inductancia.

Aumentar la frecuencia reduce el requerimiento de valores inductivos (y capacitivos) altos. Lo cual, puede usarse para reducir el tamaño de estos componentes. Aunque aumentar la frecuencia acarrea otros problemas, que dicho de forma simple, resultan en mayores perdidas de energia en general.

Para reducir las perdidas por el "skin effect" en la inductancia al aumentar la frecuencia, se suelen usar devanados de multiples hilos (aislados entre si y solo unidos en los finales) como dice Shevchenko. Por otra parte, por supuesto, que tambien es importante el material del nucleo magnetico.

Puede ser una lectura interesante:
Un sencillo manual para los calculos relacionados con un convertidor boost (en ingles).

Un saludo

 

[Landrs]

Yo pondría otro transistor más para encender el mosfet mejor, y lo armaria como un tótem-pole
El inductor:lo armaria de varios hilos finos soldados sólo en las puntas ( ese tipo de alambres "trenzados o enrollados" andan mejor que uno solo)
La frecuencia la usaría teniendo en cuenta el material del inductor,
Usaría un núcleo de un flyback por ejemplo...

Gracias por sus consejos, de hecho en un principio tenia la configuración que tu mencionas para el control de encendido y apagado del mosfet, pero realice esta prueba observando el encendido y apagado en el osciloscopio y me pareció ver mejor funcionamiento con esta que coloque, igual algo mal hice en mi prueba jaja la volveré a hacer.

También el día de hoy realice lo que ustedes me aconsejaron realizar el bobinado con 3 hilos separados y solo unidos por las puntas con un total de 10 vueltas, el resultado: prácticamente el mismo, no varia mas de 1V al cambiar distintos tipos de inductores que me encontré, los anexo para que los puedan observar. saludos.

La configuración booster no da para mucha potencia y su eficiencia ha de ser pobre. Por ahi te va responder un forista creo que es master en este tema el compañero Nilfred.

Tienes razón, la configuración booster no puede dar mucha potencia, pero mi gran duda es como entonces hacen los chinos para obtener un poco mas de potencia en algunos boost comerciales por ejemplo este: 600W DC-DC Boost Converter Step Up Module Mobile Power Supply

No creo que pueda sacar más de 150W ese boost, pero aun así el bobinado que ellos utiliza aqui no tiene mucha diferencia a los que yo he utilizado, y no logro subir mas de los 40W.

Comparto este vídeo en el que pone a prueba este mismo boost, y ya a los 100W se escucha sufriendo un poco el mismo.

Espero con gran inquietud sus consejos, saludos desde México.

 

[blanko001]

Debes tener en cuenta dos cosas adicionales... que la fuente de 12V que usas pueda entregar la corriente requerida para mantener la potencia de salida. La frecuencia máxima de operación de los toroides tipo de material número 26 (amarillo con blanco) es 100KHz.
Saludos!

 

[Landrs]

Debes tener en cuenta dos cosas adicionales... que la fuente de 12V que usas pueda entregar la corriente requerida para mantener la potencia de salida. La frecuencia máxima de operación de los toroides tipo de material número 26 (amarillo con blanco) es 100KHz.
Saludos!

Oh! Ok, eso de los toroides lo desconocia y como la mayoria las saco de fuentes de pc viejas seran iguales practicamente supongo, y con respecto a la fuente es de pc, si puede entregar mucha potencia. Tienes alguna idea de donde puedo obtener un mejor toroide para mi objetivo de obtener mas potencia? Muchas gracias desde ya.

 

[blanko001]

Oh! Ok, eso de los toroides lo desconocia y como la mayoria las saco de fuentes de pc viejas seran iguales practicamente supongo, y con respecto a la fuente es de pc, si puede entregar mucha potencia. Tienes alguna idea de donde puedo obtener un mejor toroide para mi objetivo de obtener mas potencia? Muchas gracias desde ya.

En verdad hay muchos lugares de donde sacar núcleos, pero si no superas los 100KHz puedes usar sin problema los que tiene a la mano. Aunque nunca está de más experimentar con otros. He visto algunos en amplificadores de audio para autos (color verde) y en todo tipo de fuentes y equipos de control de potencia. Revisa en algún "mercado de pulgas" en su ciudad o talleres de electrónica. Saludos!

 

[shevchenko]

Los núcleos toroidales de las fuentes de pc son de polvo de hierro, intenta mejor con el nucleo de un flyback que es fácil de bobinar y si te animas... creo que es mejor que uses el transformador EI de la fuente, así como esta usa su primario como bobinado.... tenes los de 12v y 5 también, para hacer pruebas....
Podrías agregarle un gap, usar el bobinado de 5v o 12v y el primario como secundario...
Aunque ahí estarías en flyback....

 

[eL1ct]

En cuanto a la configuracion boost, el unico limite "intrinseco" es la relacion de elevacion de tension, que no se recomienda que sea mas de 10. Aparte de esto, el limite de potencia depende del diseño, que puede ser de unos pocos watios, o unos cuantos kilowatios, o mas, para los entusiastas de la potencia. Por otra parte el siguiente limite de potencia, como te dicen, es la fuente que usas.

En cuanto a las inductancias, el material del nucleo es muy importante por supuesto, pero yo que tu me centraria en dimensionar la seccion del circuito (o camino) magnetico. Esto siempre en relacion con las bueltas del bobinado.
Una inductancia real pierde el valor inductivo cundo se satura el nucleo, lo cual ocurre cuando aumentas la corriente. Para que esto no ocurra tienes que tener en cuenta las bueltas del bobinado y la seccion efectiva del circuito magnetico ademas de la permeabilidad del nucleo (que depende del material del nucleo).

En cunato a los nucleos de ferrita, si quieres usarlos como inductancia, tienes que poner "airgap" y dimensionar este correctamente. Ten en cuenta que un airgap excesivo puede generar muchas "fugas magneticas".

 

[Landrs]

Deseo compartirles los pequeños avances que llevo gracias a sus consejos, el dia de hoy me puse a conseguir tantos transformadores de ferrita como pude, les adjunto imágenes de ellos, 2 de flyback y los demas de fuentes de pc o de electrodomesticos, algunos de ellos los puse a hervir para rebobinar a mi gusto, el aproximado de vueltas que hacia era entre 15 y 35 en diferentes transformadores, buscando mayor potencia, de igual manera cambiaba la frecuencia de entre 10khz hasta 90khz buscando el mejor punto de trabajo.

Los resultados que obtuve no fueron precisamente los deseados, en el mejor de los casos logre obtener 28V, con los nucleos de ferrita mas grandes que pude obtener, el de flyback mas ancho y el transformador mas grande.

También les agrego la imagen de como es que estoy probando este circuito, aun en protoboard, y el área de potencia con cables soldando los componentes, cabe mencionar algo que creo no lo he mencionado nunca, la carga que le coloco al circuito es una resistencia de 15 ohms, no he cambiado la misma desde el inicio para comparar los resultados fácilmente.

De nuevo muchas gracias por sus consejos y ayudas, si ven algún error por mas tonto que parezca díganmelo porfavor, yo no soy experto como ustedes, podría ser error de novato.

Saludos. Aun no me doy por vencido.

 

[shevchenko]

Si podes armate una plaquita de 5x5 y ubica el 555 en vez de un transistor probá un mosfet
Los protoboard son malos para frecuencias altas...

 

[eL1ct]

De que potencia es la fuente que usas? Ya que, dependiendo de la eficiencia del convertidor boost que tengas puede ser logico que no puedas superar esa barrera cercana a los 50W, o 40W que mencionaste al principio. (Es una hipotesis: )

Entrada 75W eficiencia 0.7 => salida 52,5W... o eficiencia 0,55 => salida 41,25W... (por ejemplo)

Segun la ultima prueva que hiciste supongo que:
28^2/15= 52,3W

Ten en cuenta que si la carga es resistiva, la tension de salida dependera de la potencia de salida.

 

[Landrs]

Si podes armate una plaquita de 5x5 y ubica el 555 en vez de un transistor probá un mosfet
Los protoboard son malos para frecuencias altas...

Ok lo montare en una plaquita como me lo recomiendas, y si estoy usando un mosfet, esta con un disipador por fuera del protoboard, el transistor que se ve en la protoboard es solo el driver del mosfet, saludos

El día de hoy solo tuve el tiempo para realizar la prueba del driver para el control del encendido y apagado del mosfet, y tenían mucha razón la configuración push-pull es mucho mejor, les comparto los resultados que obtuve, también les coloco la configuración que utilicé para mis pruebas y lo que logre observar en el gate del mosfet.

Saludos.

 

[sebsjata]

mira esta pagina
http://www.coilcraft.com/apps/selector/selector_1.cfm
los convertidores boost no se hacen de la nada tienen sus cálculos y es muy importante el duty cycle.
yo quitaría ese potencio-metro y fijaría el duty cycle porque los convertidores boost no son como los buck-boost, no son muy buenos para variar su salida.
otra cosa es el amperaje viene dado por la sección del alambre nada mas, no toma en cuenta ningún otro calculo, claro, la fuente tiene que soportar el consumo.
te recomiendo esta configuración, me dio mejores resultados, pero debes tener en cuenta que el voltaje es inverso.
http://www.coilcraft.com/apps/selector/selector_2.cfm

 

[shevchenko]

Landrs vas muy bien, espero llegues a buen puerto pronto,
Si te animas a terminar diseño con pcb y fotos sería un buen aporte!

 

[Landrs]

Landrs vas muy bien, espero llegues a buen puerto pronto,
Si te animas a terminar diseño con pcb y fotos sería un buen aporte!

Muchas gracias estimado amigo, y por supuesto que lo compartiré muy pronto, en este momento realice un sencillo circuito que se adapte al que estamos realizando el cual sea el control de Voltaje y Corriente del mismo, con indicador led de limitador de corriente. Se los anexo para que lo analicen y me digan posibles errores que puede tener. El operacional superior controla el voltaje y el inferior la corriente.

Para ello tuve que seleccionar mis objetivos del boost que son los siguientes:
Vin= 12v
VoutMax=40v
VoutMin=12v
Imax=5A

Lo realice con los pocos conocimientos que tengo y de igual manera observando circuitos por internet. Si no le entienden a mi dibujo me dicen y con gusto puedo aclarar dudas. Saludos.

 

[Don Plaquetin]

Hola

Muchos capacitores en la salida con uno de 1000µ alcanza y sobra

prueba con usar este tipo de boost le vas a sacar todo el flujo magnético al núcleo

​

Saludos

 

[Landrs]

Hola

Muchos capacitores en la salida con uno de 1000µ alcanza y sobra

prueba con usar este tipo de boost le vas a sacar todo el flujo magnético al núcleo

Saludos

Hola!, la cantidad de capacitores lo he puesto ya que he leído que lo mejor es colocar capacitores de bajo ESR, y como no cuento con ellos una técnica es colocar varios de la misma capacidad en paralelo, disminuyendo así su ESR, como colocando resistencias en paralelo.

Y gracias por ese diseño lo probare, solo tengo la duda la parte inferior de ambas bobinas esta cortocircuitada? Saludos.

 

[shevchenko]

No sólo se unen en el punto grande, ahí no se conecta,
Esa forma agrega muchas más espiras para obtener más voltaje!