Превключваща схема на трансформатор Mc34063. Импулсни регулатори на напрежение MC34063A, MC33063A, NCV33063A. Схема за включване на намаляване и стабилизиране на напрежението

За захранване на преносимо електронно оборудване у дома често се използват източници на захранване от мрежата. Но това не винаги е удобно, тъй като не винаги има свободен електрически контакт на мястото на използване. И ако трябва да имате няколко различни източника на захранване?

Едно от правилните решения е да се направи универсално захранване. И като външен източник на захранване използвайте по-специално USB порта на персонален компютър. Не е тайна, че стандартният осигурява захранване на външни електронни устройства с напрежение 5V и ток на натоварване не повече от 500 mA.

Но, за съжаление, за нормалната работа на повечето преносими електронни устройства са необходими 9 или 12V. Специализирана микросхема ще помогне за решаването на проблема преобразувател на напрежение на MC34063, което значително ще улесни изработката с необходимите параметри.

Структурна схема на конвертора mc34063:

MC34063 Работни граници

Описание на схемата на преобразувателя

По-долу е дадена схематична диаграма на опция за захранване, която ви позволява да получите 9V или 12V от 5V USB порт на вашия компютър.

Веригата се основава на специализирана микросхема MC34063 (нейният руски аналог K1156EU5). Преобразувателят на напрежение MC34063 е електронна управляваща верига за DC/DC преобразувател.

Той има референтно напрежение с температурна компенсация (RTF), осцилатор с променлив работен цикъл, компаратор, верига за ограничаване на тока, изходен етап и превключвател за голям ток. Този чип е специално направен за използване в усилващи, намаляващи и инвертиращи електронни преобразуватели с най-малък брой елементи.

Изходното напрежение, получено в резултат на работа, се задава от два резистора R2 и R3. Изборът се прави въз основа на това, че на входа на компаратора (щифт 5) трябва да има напрежение, равно на 1,25 V. Можете да изчислите съпротивлението на резисторите за веригата, като използвате проста формула:

Uout= 1.25(1+R3/R2)

Познавайки необходимото изходно напрежение и съпротивлението на резистора R3, е доста лесно да се определи съпротивлението на резистора R2.

Тъй като изходното напрежение е определено, можете значително да подобрите веригата, като включите превключвател във веригата, който ви позволява да получавате всички видове стойности, ако е необходимо. По-долу е даден вариант на преобразувателя MC34063 за две изходни напрежения (9 и 12 V)

Помислете за типична верига на DC / DC усилващ преобразувател на 34063 чипа:

Щифтове за чипове:

1. SWC(превключващ колектор) - изходен транзисторен колектор
2. SWE(ключ емитер) - емитер на изходния транзистор
3. Tc(кондензатор за време) - вход за свързване на кондензатор за време
4. GND- Земята
5. II(comparator inverting input) - инвертиращ вход на компаратора
6. Vcc- хранене
7. ipk- вход на веригата за ограничаване на максималния ток
8. ДРК(колектор на драйвер) - колектор на драйвер на изходен транзистор (биполярен транзистор също се използва като драйвер на изходен транзистор)

елементи:

L1- акумулаторна газ. Това в общи линии е елемент на преобразуване на енергия.

от 1- синхронизиращ кондензатор, той определя честотата на преобразуване. Максималната честота на преобразуване за 34063 чипа е около 100 kHz.

R2, R1- делител на напрежение за схемата на компаратора. Неинвертиращият вход на компаратора се захранва с напрежение 1,25 V от вътрешен регулатор, а инвертиращият вход се захранва от делител на напрежение. Когато напрежението от делителя стане равно на напрежението от вътрешния регулатор, компараторът превключва изходния транзистор.

С 2, С 3- съответно изходните и входните филтри. Капацитетът на изходния филтър определя големината на пулсациите на изходното напрежение. Ако по време на изчислението се окаже, че е необходим много голям капацитет за дадена стойност на пулсации, можете да изчислите за по-големи пулсации и след това да използвате допълнителен LC филтър. Капацитетът C 3 обикновено се приема 100 ... 470 микрофарада.

Rscе токов сензорен резистор. Той е необходим за веригата за ограничаване на тока. Максимален ток на изходния транзистор за MC34063 = 1.5A, за AP34063 = 1.6A. Ако пиковият ток на превключване надвишава тези стойности, тогава чипът може да изгори. Ако е известно със сигурност, че пиковият ток дори не се доближава до максималните стойности, тогава този резистор може да бъде пропуснат.

R3- резистор, който ограничава тока на драйвера на изходния транзистор (максимум 100 mA). Обикновено се приемат 180, 200 ома.

Процедура за изчисление:

1. Изберете номиналното входно и изходно напрежение: V в, V аути максимален изходен ток Аз излязох.
2. 2) Изберете минималното входно напрежение V in(min)и минимална работна честота fминс избрани V ви Аз излязох.
3. Изчислете стойността (t включено +t изключено) максспоред формулата (t включено +t изключено) max =1/f min, t на (макс.)- максималното време, когато изходният транзистор е отворен, toff (макс.)- максималното време, когато изходният транзистор е затворен.
4. Изчислете съотношението t включено/t изключеноспоред формулата t on /t off \u003d (V out + V F -V in (min)) / (V in (min) - V sat), където V F- спад на напрежението през изходния филтър, V сед- спад на напрежението на изходния транзистор (когато е в напълно отворено състояние) при даден ток. V седсе определя по графиките, дадени в документацията за микросхемата (или за транзистора, ако схемата е с външен транзистор). От формулата се вижда, че колкото повече V в, V аути колкото повече се различават един от друг, толкова по-малко влияние имат върху крайния резултат. V Fи V сед, така че ако не се нуждаете от супер точно изчисление, тогава бих посъветвал, вече с V in(min)\u003d 6-7 V, не се колебайте да вземете V F=0, V сед\u003d 1,2 V (обикновен, среден биполярен транзистор) и не се притеснявайте.
5. знаейки t включено/t изключенои (t включено +t изключено) максрешете системата от уравнения и намерете t на (макс.).
6. Намерете капацитета на синхронизиращия кондензатор от 1по формулата: C 1 \u003d 4,5 * 10 -5 *t на (макс.).
7. Намерете пиковия ток през изходния транзистор: I PK(превключвател) =2*I out *(1+t включено /t изключено). Ако се окаже, че е повече от максималния ток на изходния транзистор (1,5 ... 1,6 A), тогава преобразувател с такива параметри е невъзможен. Или трябва да преизчислите веригата за по-нисък изходен ток ( Аз излязох), или използвайте схема с външен транзистор.
8. Броене Rscпо формулата: R sc =0,3/I PK (превключвател).
9. Изчислете минималния капацитет на кондензатора на изходния филтър:
10. C 2 \u003d I out *t on (max) / V пулсации (p-p), където V пулсация (p-p)- максималната стойност на пулсациите на изходното напрежение. Различните производители препоръчват умножаване на получената стойност с коефициент от 1 до 9. Максималният капацитет се взема от стандартните стойности, най-близки до изчислените.
11. Изчислете минималната индуктивност на индуктора:

    L 1(мин.) \u003d t включено (макс.) * (V в (мин.) -V нас.) / I PK (превключвател). Ако получите твърде големи C 2 и L 1 , можете да опитате да увеличите честотата на преобразуване и да повторите изчислението. Колкото по-висока е честотата на преобразуване, толкова по-малък е минималният капацитет на изходния кондензатор и минималната индуктивност на индуктора.

12. Съпротивленията на делителя се изчисляват от съотношението V out \u003d 1,25 * (1 + R 2 / R 1).

Онлайн калкулатор за изчисляване на конвертора:

(за правилни изчисления използвайте точка като десетична точка, а не запетая)

1) Изходни данни:

(ако не знаете стойността на V sat, V f, V пулсация (p-p), тогава изчислението ще бъде направено за V sat =1,2 V, V f =0 V, V пулсация (p-p) = 50 mV)

Този опус ще бъде около 3 героя. Защо богатири?))) От древни времена богатирите са защитниците на Родината, хора, които са „откраднали“, тоест са спестили, а не, както е сега, „откраднали“ богатство .. Нашите устройства са импулсни преобразуватели , 3 вида (понижаващи, повишаващи, инверторни). Нещо повече, и трите са на един и същ чип MC34063 и на един и същ тип намотка DO5022 с индуктивност 150 μH. Те се използват като част от превключвател за микровълнов сигнал върху щифтови диоди, чиято схема и платка са дадени в края на тази статия.

Изчисляване на понижаващия преобразувател (понижаващ, долар) DC-DC на чипа MC34063

Изчислението се извършва по стандартния метод "AN920 / D" от ON Semiconductor. Електрическата схема на преобразувателя е показана на фигура 1. Номерата на елементите на веригата съответстват на последната версия на схемата (от файла „Драйвер на MC34063 3in1 - версия 08.SCH“).

Фиг. 1 Електрическа схема на понижаващ драйвер.

Щифтове за чипове:

Заключение 1 - SWC(превключващ колектор) - изходен транзисторен колектор

Заключение 2 - SWE(ключ емитер) - емитер на изходния транзистор

Заключение 3 - TS(кондензатор за време) - вход за свързване на кондензатор за време

Заключение 4 - GND- земя (свързана към общия проводник на понижаващия DC-DC)

Заключение 5 - CII(Facebook) (comparator inverting input) - инвертиращ вход на компаратора

Заключение 6 - VCC- хранене

Заключение 7 - ipk- вход на веригата за ограничаване на максималния ток

Заключение 8 - ДРК(колектор на драйвер) - колектор на драйвера на изходния транзистор (биполярен транзистор също се използва като драйвер на изходния транзистор, свързан според веригата на Дарлингтън, стоящ вътре в микросхемата).

елементи:

L 3- дросел. По-добре е да използвате дросел от отворен тип (не напълно покрит с ферит) - серията DO5022T от Coilkraft или RLB от Bourns, тъй като такъв дросел се насища при по-висок ток от обикновените дросели от затворен тип Sumida CDRH. По-добре е да използвате дросели с по-голяма индуктивност от изчислената стойност.

От 11- синхронизиращ кондензатор, той определя честотата на преобразуване. Максималната честота на преобразуване за 34063 чипа е около 100 kHz.

R 24, R 21- делител на напрежение за схемата на компаратора. Неинвертиращият вход на компаратора се захранва с напрежение 1.25V от вътрешния регулатор, а инвертиращият вход се захранва от делител на напрежение. Когато напрежението от делителя стане равно на напрежението от вътрешния регулатор, компараторът превключва изходния транзистор.

C 2, C 5, C 8 и C 17, C 18- съответно изходните и входните филтри. Капацитетът на изходния филтър определя големината на пулсациите на изходното напрежение. Ако по време на изчислението се окаже, че е необходим много голям капацитет за дадена стойност на пулсации, можете да изчислите за големи пулсации и след това да използвате допълнителен LC филтър. Входният капацитет обикновено се приема 100 ... 470 микрофарада (препоръката на TI е най-малко 470 микрофарада), изходният капацитет също се приема 100 ... 470 микрофарада (взети са 220 микрофарада).

Р 11-12-13 (Rsc)е токов сензорен резистор. Той е необходим за веригата за ограничаване на тока. Максимален ток на изходния транзистор за MC34063 = 1.5A, за AP34063 = 1.6A. Ако пиковият ток на превключване надвишава тези стойности, тогава чипът може да изгори. Ако е известно със сигурност, че пиковият ток дори не се доближава до максималните стойности, тогава този резистор може да бъде пропуснат. Изчислението се извършва точно за пиковия ток (на вътрешния транзистор). При използване на външен транзистор през него протича пиков ток, през вътрешния транзистор протича по-малък (контролен) ток.

VT 4 – външен биполярен транзистор се включва във веригата, когато изчисленият пиков ток надвиши 1,5 A (при голям изходен ток). В противен случай прегряването на микросхемата може да доведе до нейната повреда. Режим на работа (базов ток на транзистора) Р 26 , Р 28 .

VD 2 – Шотки диод или ултрабърз (ултрабърз) диод за напрежение (напред и назад) поне 2U изход

Процедура за изчисление:

• Изберете номиналното входно и изходно напрежение: V в, V аути максимум

изходен ток Аз излязох.

В нашата схема V in =24V, V out =5V, I out =500mA(максимум 750 mA)

• Изберете минималното входно напрежение V in(min)и минимална работна честота fминс избрани V ви Аз излязох.

В нашата схема V in (min) \u003d 20V (според TK),избирам f min =50 kHz

3) Изчислете стойността (t включено +t изключено) максспоред формулата (t включено +t изключено) max =1/f min, t на (макс.)- максималното време, когато изходният транзистор е отворен, toff (макс.)- максималното време, когато изходният транзистор е затворен.

(t включено +t изключено) max =1/f min =1/50kHz=0.02 г-ца=20 µs

Изчислете съотношението t включено/t изключеноспоред формулата t on /t off \u003d (V out + V F) / (V in (min) - V sat - V out), където V F- спад на напрежението през диода (напред - спад на напрежението напред), V сед- спад на напрежението на изходния транзистор, когато е в напълно отворено състояние (насищане - напрежение на насищане) при даден ток. V седопределени от графиките или таблиците, дадени в документацията. От формулата се вижда, че колкото повече V в, V аути колкото повече се различават един от друг, толкова по-малко влияние имат върху крайния резултат. V Fи V сед.

(t включено /t изключено) max =(V out +V F)/(V in(min) -V sat -V out)=(5+0.8)/(20-0.8-5)=5.8/14.2=0.408

4) Знаейки t включено/t изключенои (t включено +t изключено) максрешете системата от уравнения и намерете t на (макс.).

t изключено = (t включено +t изключено) max / ((t включено / t изключено) max +1) =20µs/(0.408+1)=14.2 µs

t включено (макс) =20- t изключено=20-14,2 µs=5,8 µs

5) Намерете капацитета на синхронизиращия кондензатор От 11 (Ct) по формулата:

C 11 \u003d 4,5 * 10 -5 *t включено (макс.).

° С 11 = 4.5*10 -5 * t включено (макс) \u003d 4,5 * 10 - 5 * 5,8 μS \u003d 261pF(това е минималната стойност), вземете 680pF

Колкото по-малък е капацитетът, толкова по-висока е честотата. Капацитет 680pF съответства на честота от 14KHz

6) Намерете пиковия ток през изходния транзистор: I PK(превключвател) =2*I out. Ако се окаже, че е повече от максималния ток на изходния транзистор (1,5 ... 1,6 A), тогава преобразувател с такива параметри е невъзможен. Или трябва да преизчислите веригата за по-нисък изходен ток ( Аз излязох), или използвайте схема с външен транзистор.

I PK(превключвател) =2*I out =2*0.5=1А(за максимален изходен ток 750mA I PK(превключвател) = 1.4A)

7) Изчислете Rscпо формулата: R sc =0,3/I PK (превключвател).

R sc \u003d 0,3 / I PK (превключвател) \u003d 0,3 / 1 \u003d 0,3 Ohm,свържете 3 резистора паралелно Р 11-12-13) с 1 ом

8) Изчислете минималния капацитет на кондензатора на изходния филтър: C 17 =I PK(превключвател) *(t включено +t изключено) макс. /8V пулсации (p-p), където V пулсация (p-p)- максималната стойност на пулсациите на изходното напрежение. Максималният капацитет се взема от най-близките до изчислените стандартни стойности.

От 17 =Аз ПК (превключвател) *(t включено+ t изключено) макс/8 V вълничка (стр — стр) \u003d 1 * 14,2 μS / 8 * 50 mV \u003d 50 μF, вземаме 220 μF

9) Изчислете минималната индуктивност на индуктора:

Л 1(мин) = t включено (макс) *(V в (мин) — V сед— V аут)/ Аз ПК (превключвател) . Ако C 17 и L 1 са твърде големи, можете да опитате да увеличите честотата на преобразуване и да повторите изчислението. Колкото по-висока е честотата на преобразуване, толкова по-малък е минималният капацитет на изходния кондензатор и минималната индуктивност на индуктора.

L 1(мин) \u003d t включено (макс.) * (V вход (мин) -V sat -V изход) / I PK (превключвател) \u003d 5,8µs *(20-0.8-5)/1=82.3 µH

Това е минималната индуктивност. За чипа MC34063 индукторът трябва да бъде избран с известна стойност на индуктивност, по-голяма от изчислената стойност. Ние избираме L = 150 μH от CoilKraft DO5022.

10) Съпротивлението на делителя се изчислява от съотношението V out \u003d 1,25 * (1 + R 24 / R 21). Тези резистори трябва да са поне 30 ома.

За V out \u003d 5V вземаме R 24 \u003d 3.6K, след товаР 21 =1,2K

Онлайн изчислението http://uiut.org/master/mc34063/ показва правилността на изчислените стойности (с изключение на Сt=С11):

Има и друго онлайн изчисление http://radiohlam.ru/theory/stepdown34063.htm, което също показва коректността на изчислените стойности.

12) Съгласно условията за изчисление на клауза 7, пиковият ток 1A (Max 1,4A) е близо до максималния ток на транзистора (1,5 ... 1,6 A) Препоръчително е да инсталирате външен транзистор вече при пиков ток от 1А, за да се избегне прегряване на микросхемата. Това е свършено. Избираме транзистора VT4 MJD45 (тип PNP) с коефициент на пренос на ток 40 (препоръчително е да вземете h21e колкото е възможно повече, тъй като транзисторът работи в режим на насищане и напрежението от около = 0,8 V пада върху него). Някои производители на транзистори посочват в заглавието на листа с данни ниска стойност на напрежението на насищане Usat от порядъка на 1V, което трябва да се ръководи.

Нека изчислим съпротивлението на резисторите R26 и R28 във веригите на избрания транзистор VT4.

Базов ток на транзистора VT4: аз b= Аз ПК (превключвател) / ч 21 ъъъ . аз b=1/40=25mA

Резистор във веригата BE: Р 26 =10*ч21д/ Аз ПК (превключвател) . Р 26 \u003d 10 * 40 / 1 \u003d 400 Ohm (взимаме R 26 \u003d 160 Ohm)

Ток през резистор R 26: I RBE \u003d V BE /R 26 \u003d 0,8 / 160 \u003d 5mA

Резистор в основната верига: Р 28 =(Vin(мин)-Vsat(драйвер)-V RSC -V BEQ 1)/(I B +I RBE)

Р 28 \u003d (20-0.8-0.1-0.8) / (25 + 5) \u003d 610 Ohm, можете да вземете по-малко от 160 Ohm (от същия тип като R 26, тъй като вграденият транзистор Darlington може да осигури повече ток за по-малък резистор.

13) Изчисляване на демпферни елементи Р 32, ° С 16. (вижте изчислението на усилващата верига и диаграмата по-долу).

14) Изчислете елементите на изходния филтър Л 5 , Р 37, ° С 24 (G. Ott “Методи за потискане на шума и смущенията в електронните системи” p.120-121).

Избор - бобина L5 = 150 μH (същият тип индуктор с активно резистивно съпротивление Rdross = 0,25 ома) и C24 = 47 μF (по-голяма стойност от 100 μF е посочена във веригата)

Изчислете коефициента на затихване на филтъра xi =((R+Rdross)/2)* корен (C/L)

R=R37 се задава, когато коефициентът на затихване е по-малък от 0,6, за да се премахне пикът в относителната честотна характеристика на филтъра (резонанс на филтъра). В противен случай филтърът при тази гранична честота ще усили вибрациите, а не ще ги отслаби.

Без R37: Xi=0.25/2*(корен 47/150)=0.07 - ще има повишаване на честотната характеристика до +20db, което е лошо, затова задаваме R=R37=2.2 Ohm, след което:

C R37: Ksi = (1 + 2,2) / 2 * (корен 47/150) = 0,646 - с xi 0,5 или повече честотната характеристика намалява (няма резонанс).

Резонансната честота на филтъра (честотата на срязване) Fср=1/(2*pi*L*C), трябва да е под честотите на преобразуване на микросхемата (те филтрират тези високи честоти от 10-100kHz). За посочените стойности на L и C получаваме Fcp=1896 Hz, което е по-малко от честотите на преобразувателя 10-100 kHz. Съпротивлението R37 не може да бъде увеличено с повече от няколко ома, защото напрежението ще падне върху него (при ток на натоварване от 500mA и R37=2,2 ома, спадът на напрежението ще бъде Ur37=I*R=0,5*2,2=1,1V) .

Всички елементи на веригата са избрани за повърхностен монтаж

Осцилограми на работа в различни точки във веригата на понижаващия преобразувател:

15) а) Осцилограми без товар ( Uin=24V, Uout=+5V):

Напрежение + 5V на изхода на преобразувателя (на кондензатор C18) без натоварване

Сигналът на колектора на транзистора VT4 има честота 30-40Hz, може и без товар, веригата консумира около 4 mA без натоварване

Контролни сигнали към щифт 1 на микросхемата (долна) и на базата на транзистор VT4 (горен) без натоварване

б) Осцилограми под товар(Uin=24V, Uout=+5V), с честотен капацитет c11=680pF. Променяме товара, като намаляваме съпротивлението на резистора (3 вълни по-долу). В този случай изходният ток на стабилизатора се увеличава, както и входът.

Натоварване - 3 резистора 68 ома в паралел ( 221 mA) Входящ ток - 70mA

Жълт лъч - транзисторен сигнал (контрол) Син лъч - сигнал на колектора на транзистора (изход) Натоварване - 5 резистора 68 ома в паралел ( 367 mA) Входящ ток - 110mA

Жълт лъч - транзисторен сигнал (контрол) Син лъч - сигнал на колектора на транзистора (изход) Натоварване - 1 резистор 10 ома ( 500 mA) Входящ ток - 150mA

Заключение: в зависимост от натоварването честотата на повторение на импулса се променя, с по-високо натоварване честотата се увеличава, след това паузите (+ 5V) между фазите на натрупване и отката изчезват, остават само правоъгълни импулси - стабилизаторът работи „на границата“ от неговите възможности. Това може да се види и от формата на вълната по-долу, когато напрежението на "триона" има скокове - регулаторът влиза в режим на ограничаване на тока.

c) Напрежение на честотния капацитет c11=680pF при максимален товар 500mA

Жълт лъч - сигнал за капацитет (контролен трион) Син лъч - сигнал на колектора на транзистора (изход) Натоварване - 1 резистор 10 ома ( 500 mA) Входящ ток - 150mA

d) Пулсации на напрежението на изхода на стабилизатора (c18) при максимален товар от 500mA

Жълт лъч - изходен пулсационен сигнал (c18) Натоварване - 1 резистор 10 ома ( 500 mA)

Пулсации на напрежението на изхода на LC (R) филтър (s24) при максимално натоварване от 500 mA

Жълт лъч - пулсационен сигнал на изхода на LC (R) филтър (c24) Натоварване - 1 резистор 10 ома ( 500 mA)

Заключение: диапазонът на пулсациите на напрежението от пик до пик е намалял от 300mV на 150mV.

д) Осцилограма на затихнали трептения без демпфер:

Син лъч - на диод без снабер (можете да видите вмъкването на импулс с времето не е равен на периода, тъй като това не е PWM, а PWM)

Осцилограма на затихнали трептения без демпфер (увеличена):

Изчисляване на усилващия преобразувател (усилващ, усилващ) DC-DC на чипа MC34063

http://uiut.org/master/mc34063/. За усилващ драйвер, това е основно същото като изчислението на драйвера за пари, така че може да му се вярва. Веригата по време на онлайн изчисление автоматично се променя към типичната схема от “AN920/D” Входните данни, резултатите от изчислението и самата типична схема са представени по-долу.

- полев N-канален транзистор VT7 IRFR220N. Увеличава капацитета на натоварване на чипа, позволява бързо превключване. Избрано от: Електрическата верига на усилвателния преобразувател е показана на фигура 2. Номерата на елементите на веригата съответстват на най-новата версия на веригата (от файла „Драйвер на MC34063 3in1 - версия 08.SCH“). Схемата има елементи, които не са в типичната онлайн схема за изчисление. Това са следните елементи:

• Максимално напрежение дрейн-източник V DSS =200V, може би високо напрежение на изхода + 94V
• Малък спад на напрежението на канала RDS(on)max=0,6Ом.Колкото по-ниско е съпротивлението на канала, толкова по-ниска е загубата на топлина и по-висока ефективност.
• Малък капацитет (вход), който определя заряда на затвора Qg (Обща такса за вход)и нисък входен ток на затвора. За този транзистор аз=Qg*FSW=15nC*50 kHz=750uA.
• Максимален ток на изтичане Документ за самоличност=5A, mk импулсен ток Ipk=812 mA при изходен ток 100mA

- елементи на делителя на напрежението R30, R31 и R33 (намалява напрежението за портата VT7, което трябва да бъде не повече от V GS \u003d 20V)

- елементи на разреждането на входния капацитет VT7 - R34, VD3, VT6 при превключване на транзистора VT7 в затворено състояние. Намалява времето за затихване на порта VT7 от 400nS (не е показано) на 50nS (50nS форма на вълната). Log 0 на щифт 2 на микросхемата отваря транзистора VT6 PNP и капацитетът на входния порт се разрежда през кръстовището VT6 CE (по-бързо, отколкото само през резистора R33, R34).

- намотката L при изчислението се оказва много голяма, избрана е по-малка стойност L = L4 (фиг. 2) = 150 μH

- демпферни елементи C21, R36.

Изчисление на демпфера:

Следователно L=1/(4*3.14^2*(1.2*10^6)^2*26*10^-12)=6.772*10^4 Rsn=√(6.772*10^4 /26*10^- 12)=5,1kΩ

Стойността на снабберния капацитет обикновено е компромисно решение, тъй като, от една страна, колкото по-голям е капацитетът, толкова по-добро е изглаждането (по-малко трептения), от друга страна, всеки цикъл капацитетът се презарежда и разсейва част от полезния енергия през резистора, което влияе на ефективността (обикновено нормално изчисленият демпфер намалява ефективността много леко, в рамките на няколко процента).

Чрез задаване на променлив резистор съпротивлението се определя по-точно Р=1 К

Фиг. 2 Електрическа схема на повишаващ (усилващ, усилващ) драйвер.

Осцилограми на работа в различни точки във веригата на усилващия преобразувател:

а) Напрежение в различни точки без натоварване:

Изходно напрежение - 94V без товар

Напрежение на вратата без товар

Изтичане на напрежение без товар

б) напрежението на портата (жълт лъч) и на изтичането (син лъч) на транзистора VT7:

на портата и на дренажа под товар, честотата се променя от 11 kHz (90 μs) на 20 kHz (50 μs) - това не са PWM, а PFM

на шибър и дренаж под товар без демпфер (разтегнат - 1 период на трептене)

порта и дренаж под товар с демпфер

в) щифт за напрежение на предния и задния ръб 2 (жълт лъч) и на вратата (син лъч) VT7, трион щифт 3:

синьо - 450 ns време на нарастване на порта VT7

Жълто - време на нарастване 50 ns на щифт 2 микросхеми синьо - 50 ns време на нарастване на порта VT7

трион на Ct (щифт 3 IC) с контролно отклонение F = 11k

Изчисляване на DC-DC инвертор (стъпка нагоре / стъпка надолу, инвертор) на чипа MC34063

Изчислението също се извършва по стандартния метод “AN920/D” от ON Semiconductor.

Изчислението може да се извърши веднага „онлайн“ http://uiut.org/master/mc34063/. За инвертиращ драйвер, това е основно същото като изчислението на драйвера за пари, така че може да му се вярва. Веригата по време на онлайн изчисление автоматично се променя към типичната схема от “AN920/D” Входните данни, резултатите от изчислението и самата типична схема са представени по-долу.

- биполярен PNP транзистор VT7 (увеличава капацитета на натоварване) Електрическата верига на инвертиращия преобразувател е показана на фигура 3. Номерата на елементите на веригата съответстват на последната версия на схемата (от файла „Драйвер на MC34063 3in1 - версия 08 .SCH”). Схемата има елементи, които не са в типичната онлайн схема за изчисление. Това са следните елементи:

- елементи на делителя на напрежение R27, R29 (задава базовия ток и режима на работа VT7),

- демпферни елементи C15, R35 (потиска нежеланите колебания от дросела)

Някои компоненти се различават от изчислените:

• бобина L се взема по-малко от изчислената стойност L=L2 (фиг. 3)=150 μH (един и същи тип на всички бобини)
• изходният капацитет се взема по-малко от изчисленото C0 \u003d C19 \u003d 220 μF
• кондензаторът за настройка на честотата се приема C13 = 680pF, съответства на честота от 14KHz
• разделителни резистори R2=R22=3.6K, R1=R25=1.2K (взети първи за изходно напрежение -5V) и крайни резистори R2=R22=5.1K, R1=R25=1.2K (изходно напрежение -6.5V)

резистор за ограничаване на тока взет Rsc - 3 резистора в паралел по 1 ом всеки (резултантно съпротивление 0,3 ома)

Фиг. 3 Електрическа схема на инвертора (увеличаване / понижаване, инвертор).

Осцилограми на работа в различни точки на инверторната верига:

а) при входно напрежение +24V без натоварване:

на изхода -6.5V без товар

на колектора - натрупване и освобождаване на енергия без натоварване

на пин 1 и базата на транзистора без товар

на базата и колектора на транзистора без товар

изходна пулсация без натоварване

Този калкулатор ви позволява да изчислите параметрите на превключващия DC-DC преобразувател на MC34063A. Калкулаторът може да изчислява повишаващи, понижаващи и инвертиращи преобразуватели на широко разпространения чип mc33063 (известен още като mc34063). Екранът показва данните на честотния кондензатор, максималния ток, индуктивността на бобината, съпротивлението на резисторите. Резисторите се избират от най-близките стандартни стойности, така че изходното напрежение да съответства най-точно на необходимата стойност.

Ct- капацитет на честотния кондензатор на преобразувателя.
ipkе пиковият ток през индуктора. За този ток трябва да се изчисли индуктивността.
Rsc- резистор, който ще изключи микросхемата, когато токът бъде превишен.
Lмин- минималната индуктивност на намотката. Не можете да вземете по-малко от тази стойност.
ко- филтърен кондензатор. Колкото по-голямо е, толкова по-малка е пулсацията, трябва да е тип LOW ESR.
R1, R2- делител на напрежение, който задава изходното напрежение.

Диодът трябва да е ултрабърз или диод на Шотки с номинално обратно напрежение най-малко 2 пъти по-голямо от изходното напрежение.

Захранващо напрежение на чипа 3 - 40 волта, и текущата ipkне трябва да надвишава 1.5A

MC34063 е доста често срещан тип микроконтролер за изграждане на преобразуватели от ниско към високо и високо към ниско напрежение. Характеристиките на микросхемата са в нейните технически характеристики и производителност. Устройството поддържа товари добре с превключващ ток до 1,5 A, което показва широк обхват на използването му в различни импулсни преобразуватели с високи практически характеристики.

Описание на микросхемата

Стабилизиране и преобразуване на напрежението- Това е важна функция, която се използва в много устройства. Това са всички видове регулирани захранвания, преобразуващи вериги и висококачествени вградени захранвания. Повечето потребителски електроники са проектирани на тази MS, тъй като има висока производителност и лесно превключва доста голям ток.

MC34063 има вграден осцилатор, така че за да работи устройството и да започне преобразуването на напрежението на различни нива, е достатъчно да се осигури първоначално отклонение чрез свързване на кондензатор 470pF. Този контролер се радва на голяма популярностсред голям брой радиолюбители. Чипът работи добре в много вериги. И като имате проста топология и просто техническо устройство, можете лесно да разберете принципа на неговата работа.

Типичната превключваща верига се състои от следните компоненти:

• 3 резистора;
• диод;
• 3 кондензатора;
• индуктивност.

Като се има предвид схемата за понижаване на напрежението или стабилизирането му, можете да видите, че тя е оборудвана с дълбока обратна връзка и доста мощен изходен транзистор, който пропуска напрежението през себе си в ток напред.

Схема за включване на намаляване и стабилизиране на напрежението

От диаграмата се вижда, че токът в изходния транзистор е ограничен от резистор R1, а времезадаващият компонент за настройка на необходимата честота на преобразуване е кондензаторът C2. Индуктивността L1 натрупва енергия в себе си, когато транзисторът е отворен, а когато е затворен, тя се разрежда през диода към изходния кондензатор. Коефициентът на преобразуване зависи от съотношението на съпротивленията на резисторите R3 и R2.

ШИМ стабилизаторът работи в импулсен режим:

Когато биполярният транзистор е включен, индуктивността получава енергия, която след това се съхранява в изходния капацитет. Този цикъл се повтаря непрекъснато, осигурявайки стабилно изходно ниво. При условие, че на входа на микросхемата има напрежение от 25 V, на изхода му ще бъде 5 V с максимален изходен ток до 500 mA.

Напрежението може да се увеличичрез промяна на типа на съпротивлението във веригата за обратна връзка, свързана към входа. Използва се и като разряден диод в момента на действие на обратната ЕМП, натрупана в бобината в момента на нейното зареждане при отворен транзистор.

Прилагайки такава схема на практика, могат да произвеждат високоефективнипонижаващ преобразувател. В същото време микросхемата не консумира излишна мощност, която се освобождава, когато напрежението падне до 5 или 3,3 V. Диодът е проектиран да осигурява обратно разреждане на индуктивността към изходния кондензатор.

Режим на пулсираненапрежение може значително да спести енергия на батерията при свързване на устройства с ниска консумация. Например, когато се използва конвенционален параметричен стабилизатор, са необходими поне 50% от мощността, за да се загрее по време на работа. И тогава какво да кажете, ако имате нужда от изходно напрежение от 3,3 V? Такъв понижаващ източник с натоварване от 1 W ще консумира всички 4 W, което е важно при разработването на висококачествени и надеждни устройства.

MC34063 показа, че средната загуба на мощност е намалена до поне 13%, което се превърна в основен стимул за практическото му прилагане за захранване на всички консуматори с ниско напрежение. И като се има предвид принципът на регулиране на ширината на импулса, тогава микросхемата ще се нагрее леко. Поради това не изисква радиатори за охлаждане. Средната ефективност на такава верига за преобразуване е най-малко 87%.

Регулиране на напрежениетона изхода на микросхемата се извършва поради резистивния разделител. Ако превиши номиналната стойност с 1,25 V, компораторът превключва тригера и затваря транзистора. В това описание се разглежда верига за намаляване на напрежението с изходно ниво от 5V. За да го промените, увеличите или намалите, ще е необходимо да промените параметрите на входния делител.

За ограничаване на тока на превключващия ключ се използва входен резистор. Изчислява се като отношението на входното напрежение към съпротивлението на резистора R1. За да организирате регулируем регулатор на напрежението, средната точка на променлив резистор е свързана към 5-ия щифт на микросхемата. Един изход към общия проводник, а вторият към захранването. Системата за преобразуване работи в честотната лента от 100 kHz; когато индуктивността се промени, тя може да бъде променена. С намаляването на индуктивността честотата на преобразуване се увеличава.

Други режими на работа

В допълнение към режимите на работа за спускане и стабилизиране, доста често се използва и форсиране. се различава по това, че индуктивността не е на изхода. През него протича ток към товара при затворен ключ, който при отключване подава отрицателно напрежение към долния изход на индуктивността.

Диодът от своя страна осигурява разреждането на индуктивността към товара в една посока. Следователно, когато ключът е отворен, 12 V от източника на захранване и максималният ток се формират върху товара, а когато е затворен на изходния кондензатор, той се повишава до 28 V. Ефективността на усилващата верига е най-малко 83%. характеристика на веригатапри работа в този режим изходният транзистор се включва плавно, което се осигурява чрез ограничаване на базовия ток чрез допълнителен резистор, свързан към 8-ия изход на MS. Тактовата честота на преобразувателя се задава от малък кондензатор, основно 470pF, докато е 100kHz.

Изходното напрежение се определя по следната формула:

Uout=1,25*R3 *(R2+R3)

Използвайки горната схема за включване на чипа MC34063A, е възможно да се направи усилващ преобразувател с USB захранване до 9, 12 или повече волта, в зависимост от параметрите на резистора R3. За да извършите подробно изчисление на характеристиките на устройството, можете да използвате специален калкулатор. Ако R2 е 2.4K и R3 е 15K, тогава веригата ще преобразува 5V в 12V.

Схема на усилване на напрежението MC34063A с външен транзистор

В представената схема се използва полеви транзистор. Но тя направи грешка. На биполярен транзистор е необходимо да смените K-E. И по-долу има диаграма от описанието. Външният транзистор се избира въз основа на комутационния ток и изходната мощност.

Доста често тази микросхема се използва за захранване на LED източници на светлина за изграждане на понижаващ или усилващ преобразувател. Висока ефективност, ниска консумация и висока стабилност на изходното напрежение са основните предимства на внедряването на веригата. Има много вериги на светодиодни драйвери с различни характеристики.

Като един от многото примери за практическо приложение, разгледайте следната диаграма по-долу.

Веригата работи по следния начин:

Когато се подаде управляващ сигнал, вътрешният тригер на MS се блокира и транзисторът се затваря. И токът на зареждане на полевия транзистор протича през диода. Когато управляващият импулс бъде премахнат, тригерът преминава във второ състояние и отваря транзистора, което води до разреждане на портата VT2. Такова включване на два транзистора осигурява бързо включване и изключване VT1, което намалява вероятността от нагряване поради почти пълното отсъствие на променлив компонент. За да изчислите тока, протичащ през светодиодите, можете да използвате: I \u003d 1.25V / R2.

Зарядно устройство на MC34063

Контролерът MC34063 е универсален. Освен за захранвания, може да се използва за проектиране на зарядно за телефони с изходно напрежение 5V. По-долу има диаграма на изпълнението на устройството. нея принцип на работаобяснено както в случай на нормално занижаване. Изходният ток на зареждане на батерията е до 1A с марж от 30%. За да го увеличите, трябва да използвате външен транзистор, например KT817 или друг.