Diseño de circuito convertidor de 12V a 24V DC usando LM324

Diseño de circuito convertidor de 12V a 24V DC usando LM324

El objetivo principal de este proyecto es diseñar y construir un Convertidor de 12V a 24V DC. Básicamente, este circuito es un convertidor de voltaje CC-CC tipo Boost Converter. Una de las aplicaciones de este circuito es el sistema eléctrico solar. Este sistema eléctrico solar consta de un panel solar de 12V, el voltaje de entrada de 12 V proviene del equipo de almacenamiento de la batería y el voltaje de salida de 24 V será la entrada del inversor en el sistema eléctrico solar. El circuito es un Convertidor de voltaje DC-DC construido con LM324 IC que está configurado como un oscilador para producir la frecuencia de conmutación y un transistor como el elemento de conmutación semiconductor.

Convertidor de 12V a 24V DC usando LM324

Antes de pasar a la construcción y operación del circuito, discutiremos los conceptos básicos del convertidor CC-CC tipo Boost y LM324 IC . El LM324 es un amplificador operacional cuádruple, lo que significa que tiene cuatro amplificadores operacionales en su interior, el circuito convertidor de CC de 12 V a 24 V diseñado con solo dos amplificadores operacionales de LM324.


Conceptos básicos de Boost Converter (Step-Up)

los convertidor de carga se utiliza para aumentar / aumentar un voltaje de entrada hasta cierto punto un nivel más alto, requerido por la carga. El nivel más alto se logra almacenando energía en un inductor y liberándola a la carga a un voltaje más alto. El circuito principal para un convertidor elevador o convertidor elevador comprende un inductor, diodo, condensador, interruptor y amplificador de error con circuitos de control de interruptor. El circuito básico del convertidor elevador se muestra a continuación.



Convertidor de 12V a 24V DC

Impulsar la operación del convertidor

Cuando el interruptor está encendido, el inductor La salida está conectada a tierra y el voltaje Vin se coloca a través de ella. La corriente del inductor aumenta a una tasa igual a Vin / L.

Cuando el interruptor está APAGADO, el voltaje a través del inductor cambia y es igual a Vout-Vin. La corriente que fluía en el inductor decae a una tasa igual a (Vout-Vin) / L.

Según la ley de conservación de la energía, la potencia de entrada debe ser igual a la potencia de salida (suponiendo que no haya pérdidas en el circuito). Potencia de entrada (Pin) = potencia de salida (Pout).


Desde Vin

Por lo tanto, en el convertidor boost Vin Iout

Amplificador operacional LM324

El LM324 consta de cuatro amplificadores operativos independientes de alta ganancia en un solo sustrato monolítico. Para mantener la ganancia unitaria, cada uno de los amplificadores está provisto de un condensador en chip que proporciona compensación de frecuencia.

Pinout

LM324 IC

LM324 IC

Características

  • Operación de suministros simples o dobles
  • Ancho de banda de ganancia de unidad: 1 MHz
  • Ganancia de voltaje de CC: 100 dB
  • Corriente de polarización de entrada: 45 nA
  • Voltaje de compensación de entrada: 2 mV
  • Corriente de compensación de entrada: 5 nA

Aplicaciones

  • Amplificadores sumadores
  • Multi-vibradores
  • Osciladores
  • Amplificadores transductores
  • Bloques de ganancia de CC

Circuito convertidor de 12V a 24V DC usando LM324 y funcionando

El diagrama de circuito para el convertidor de CC de 12 V a 24 V se muestra a continuación. IC1 LM324 es el núcleo de este circuito. IC1-A, las resistencias R1, R2, R3 y el condensador C1 forman un oscilador que funciona a unos 500 Hz. R2 y C1 se utilizan para sintonizar la frecuencia del oscilador. IC1-B está conectado como un comparador que compara el voltaje de salida con una referencia y retroalimenta un voltaje a la etapa del oscilador con el fin de controlar el voltaje de salida.

Convertidor de 12V a 24V DC-DC - Convertidor de 12V a 24V DC

Convertidor DC-DC de 12V a 24V

A Divisor de potencial el uso de preset R5 se conecta al pin no inversor de IC1. El voltaje de salida está conectado al pin de entrada inversora a través de una resistencia de 100K. Una salida de esta etapa de comparación se alimenta al pin de entrada no inversora de IC1a a través de otra resistencia de 100K. La salida de el oscilador La etapa está conectada a la base del transistor Q1 y la resistencia R7 se usa para limitar la corriente de base de Q1.

Cuando la salida del oscilador es alta, el transistor Q1 se encenderá y el inductor L1 se cargará (la corriente a través del inductor L1 comienza a aumentar). Cuando el oscilador de salida baja, el transistor Q1 se apagará y ahora la única ruta para la corriente del inductor es a través del diodo D2, el condensador C3 y la carga, si la hubiera.

El diodo de retorno D2 tendrá polarización directa y la energía almacenada en el inductor durante el estado ON se descargará en el condensador. El diodo D1 actúa como diodo de rueda libre .

Un inductor siempre intentará oponerse a cualquier variación en la corriente que lo atraviesa y esta propiedad del inductor se utiliza aquí. Cuando se carga almacena energía y cuando se descarga se comporta como una fuente de energía.

El voltaje que emite durante la fase de descarga es proporcional a la tasa de cambio de corriente a través de él. A medida que aumenta la frecuencia de conmutación, el inducido EMF (fuerza electromotriz) del inductor también aumenta.

Espero que haya entendido claramente el tema del convertidor de 12 V a 24 V CC. Si tiene alguna consulta sobre este tema o sobre los proyectos eléctricos y electrónicos, deje los comentarios a continuación.