Qarku i ndërrimit të transformatorit Mc34063. Rregullatorët e tensionit komutues MC34063A, MC33063A, NCV33063A. Skema e ndezjes së uljes dhe stabilizimit të tensionit

Për të fuqizuar pajisjet elektronike portative në shtëpi, shpesh përdoren burimet e energjisë elektrike nga rrjeti. Por kjo nuk është gjithmonë e përshtatshme, pasi nuk ka gjithmonë një prizë elektrike falas në vendin e përdorimit. Dhe nëse keni nevojë të keni disa burime të ndryshme të energjisë?

Një nga vendimet e duhura është të bëni një furnizim universal me energji elektrike. Dhe si një burim i jashtëm i energjisë, përdorni, në veçanti, portën USB të një kompjuteri personal. Nuk është sekret që standardi siguron energji për pajisjet elektronike të jashtme me një tension prej 5V dhe një rrymë ngarkese jo më shumë se 500 mA.

Por, për fat të keq, për funksionimin normal të shumicës së pajisjeve elektronike portative, kërkohet 9 ose 12 V. Një mikroqark i specializuar do të ndihmojë në zgjidhjen e problemit Konvertuesi i tensionit në MC34063, e cila do të lehtësojë shumë prodhimin me parametrat e kërkuar.

Diagrami strukturor i konvertuesit mc34063:

MC34063 Kufijtë operativë

Përshkrimi i qarkut të konvertuesit

Më poshtë është një diagram skematik i një opsioni të furnizimit me energji që ju lejon të merrni 9V ose 12V nga një port USB 5V në kompjuterin tuaj.

Qarku bazohet në një mikroqark të specializuar MC34063 (homologu i tij rus K1156EU5). Konvertuesi i tensionit MC34063 është një qark elektronik kontrolli për një konvertues DC/DC.

Ka një referencë të tensionit të kompensuar me temperaturë (RTF), një oshilator të ndryshueshëm të ciklit të punës, një krahasues, një qark kufizues të rrymës, një fazë dalëse dhe një ndërprerës me rrymë të lartë. Ky çip është krijuar posaçërisht për t'u përdorur në konvertuesit elektronikë përforcues, buck dhe invertues me numrin më të vogël të elementeve.

Tensioni i daljes i marrë si rezultat i funksionimit vendoset nga dy rezistorë R2 dhe R3. Zgjedhja bëhet në bazë të faktit që në hyrjen e krahasuesit (pin 5) duhet të ketë një tension të barabartë me 1.25 V. Ju mund të llogarisni rezistencën e rezistorëve për qark duke përdorur një formulë të thjeshtë:

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

Duke ditur tensionin e kërkuar të daljes dhe rezistencën e rezistencës R3, është mjaft e lehtë të përcaktohet rezistenca e rezistencës R2.

Meqenëse voltazhi i daljes përcaktohet, ju mund ta përmirësoni shumë qarkun duke përfshirë një ndërprerës në qark që ju lejon të merrni të gjitha llojet e vlerave sipas nevojës. Më poshtë është një variant i konvertuesit MC34063 për dy tensione në dalje (9 dhe 12 V)

Konsideroni një qark tipik të konvertuesit përforcues DC / DC në çipat 34063:

Kunjat e çipit:

1. QPS(kolektor ndërprerës) - kolektor i tranzistorit në dalje
2. SWE(emetuesi i ndërprerësit) - emetues i transistorit të daljes
3. Tc(kondensator i kohës) - hyrje për lidhjen e një kondensatori kohor
4. GND- Toka
5. II(input inverting comparator) - inverting input i krahasuesit
6. Vcc- të ushqyerit
7. ipk- hyrja e qarkut kufizues maksimal të rrymës
8. DRC(kolektor i shoferit) - kolektor i drejtuesit të tranzitorit dalës (një tranzistor bipolar përdoret gjithashtu si një drejtues tranzitor në dalje)

Elementet:

L1- mbyt akumulues. Ky është, në përgjithësi, një element i konvertimit të energjisë.

Nga 1- një kondensator kohor, ai përcakton frekuencën e konvertimit. Frekuenca maksimale e konvertimit për çipat 34063 është rreth 100 kHz.

R2, R1- ndarës i tensionit për qarkun krahasues. Hyrja jo-invertuese e krahasuesit furnizohet me një tension prej 1.25 V nga një rregullator i brendshëm, dhe hyrja invertuese furnizohet nga një ndarës i tensionit. Kur tensioni nga ndarësi bëhet i barabartë me tensionin nga rregullatori i brendshëm, krahasuesi ndërron tranzistorin e daljes.

C 2, C 3- përkatësisht filtrat e daljes dhe të hyrjes. Kapaciteti i filtrit të daljes përcakton madhësinë e valëzimit të tensionit të daljes. Nëse gjatë llogaritjes rezulton se kërkohet një kapacitet shumë i madh për një vlerë të caktuar të valëzimit, mund të llogaritni për valëzime më të mëdha dhe më pas të përdorni një filtër shtesë LC. Kapaciteti C 3 zakonisht merret 100 ... 470 mikrofarad.

Rscështë një rezistencë e ndjeshme aktuale. Është e nevojshme për qarkun kufizues të rrymës. Rryma maksimale e transistorit të daljes për MC34063 = 1.5A, për AP34063 = 1.6A. Nëse rryma e kalimit të pikut tejkalon këto vlera, atëherë çipi mund të digjet. Nëse dihet me siguri se rryma e pikut as nuk i afrohet vlerave maksimale, atëherë kjo rezistencë mund të hiqet.

R3- një rezistencë që kufizon rrymën e drejtuesit të transistorit në dalje (maksimumi 100 mA). Zakonisht merret 180, 200 ohms.

Procedura e llogaritjes:

1. Zgjidhni tensionet nominale të hyrjes dhe daljes: V në, V jashtë dhe rryma maksimale e daljes Unë jashtë.
2. 2) Zgjidhni tensionin minimal të hyrjes V në (min) dhe frekuencën minimale të funksionimit fmin me të zgjedhur V në dhe Unë jashtë.
3. Llogaritni vlerën (t ndezur +t fikur) max sipas formulës (t ndezur +t fikur) max =1/f min, t ndezur (maksimumi)- koha maksimale kur transistori i daljes është i hapur, toff (maksimumi)- koha maksimale kur transistori i daljes është i mbyllur.
4. Llogaritni raportin t ndezur/t fikur sipas formulës t ndezur /t fikur \u003d (V jashtë + V F -V në (min)) / (V në (min) - V ulur), ku V F- rënia e tensionit në filtrin e daljes, V u ul- rënia e tensionit në transistorin e daljes (kur është në gjendje plotësisht të hapur) në një rrymë të caktuar. V u ul përcaktohet sipas grafikëve të dhëna në dokumentacionin për mikroqarkun (ose për tranzitorin, nëse qarku është me transistor të jashtëm). Nga formula shihet se aq më shumë V në, V jashtë dhe sa më shumë të ndryshojnë nga njëri-tjetri, aq më pak ndikim kanë në rezultatin përfundimtar. V F dhe V u ul, kështu që nëse nuk keni nevojë për një llogaritje super të saktë, atëherë unë do të këshilloja, tashmë me V në (min)\u003d 6-7 V, mos ngurroni të merrni V F=0, V u ul\u003d 1.2 V (tranzistor bipolar i zakonshëm, mesatar) dhe mos u shqetëso.
5. Duke ditur t ndezur/t fikur dhe (t ndezur +t fikur) max zgjidhni sistemin e ekuacioneve dhe gjeni t ndezur (maksimumi).
6. Gjeni kapacitetin e kondensatorit të kohës Nga 1 sipas formulës: C 1 \u003d 4,5 * 10 -5 *t aktiv (maksimumi).
7. Gjeni rrymën e pikut përmes transistorit të daljes: I PK(çels) =2*I dal *(1+t ndezur /t fikur). Nëse doli të ishte më shumë se rryma maksimale e transistorit të daljes (1.5 ... 1.6 A), atëherë një konvertues me parametra të tillë është i pamundur. Ju ose duhet të rillogaritni qarkun për një rrymë dalëse më të ulët ( Unë jashtë), ose përdorni një qark me një tranzistor të jashtëm.
8. Duke numëruar Rsc sipas formulës: R sc =0,3/I PK(çelës).
9. Llogaritni kapacitetin minimal të kondensatorit të filtrit të daljes:
10. C 2 \u003d Dal *t në (maksimum) / V valëzim (p-p), ku Grumbullim V (p-p)- vlera maksimale e valëzimit të tensionit të daljes. Prodhues të ndryshëm rekomandojnë shumëzimin e vlerës së marrë me një faktor nga 1 në 9. Kapaciteti maksimal merret nga vlerat standarde më të afërta me atë të llogaritur.
11. Llogaritni induktivitetin minimal të induktorit:

    L 1(min) \u003d t ndezur (maksimumi) * (V in (min) -V sat) / I PK (çelës). Nëse merrni shumë C 2 dhe L 1 , mund të përpiqeni të rrisni frekuencën e konvertimit dhe të përsërisni llogaritjen. Sa më e lartë të jetë frekuenca e konvertimit, aq më e ulët është kapaciteti minimal i kondensatorit të daljes dhe induktiviteti minimal i induktorit.

12. Rezistenca e ndarësit llogariten nga relacioni V dalje \u003d 1,25 * (1 + R 2 / R 1).

Llogaritësi online për llogaritjen e konvertuesit:

(për llogaritjet e sakta, përdorni një pikë si pikë dhjetore, jo një presje)

1) Të dhënat fillestare:

(nëse nuk e dini vlerën e V sat , V f , V valëzim(p-p) , atëherë llogaritja do të bëhet për V sat =1,2 V, V f =0 V, V valëzim (p-p) = 50 mV)

Ky opus do të jetë rreth 3 heronj. Pse bogatyrs?))) Që nga kohërat e lashta, bogatyrët janë mbrojtësit e Atdheut, njerëz që "vjedhën", d.m.th., shpëtuan, dhe jo, siç është tani, "vjedhën", pasurinë .. Disqet tona janë konvertues pulsi , 3 lloje (shkallë-poshtë, hap lart, inverter). Për më tepër, të tre janë në të njëjtin çip MC34063 dhe në të njëjtin lloj spirale DO5022 me një induktivitet prej 150 μH. Ato përdoren si pjesë e një çelësi të sinjalit të mikrovalës në diodat e pinit, qarku dhe bordi i të cilit janë dhënë në fund të këtij artikulli.

Llogaritja e konvertuesit të zbritjes (zbritje, zbritje) DC-DC në çipin MC34063

Llogaritja kryhet sipas metodës standarde "AN920 / D" nga gjysmëpërçuesi ON. Diagrami i qarkut elektrik të konvertuesit është paraqitur në Figurën 1. Numrat e elementeve të qarkut korrespondojnë me versionin më të fundit të qarkut (nga skedari "Driver of MC34063 3in1 - ver 08.SCH").

Fig. 1 Diagrami i qarkut elektrik të një drejtuesi në rënie.

Kunjat e çipit:

përfundimi 1 - QPS(kolektor ndërprerës) - kolektor i tranzistorit në dalje

përfundimi 2 - SWE(emetuesi i ndërprerësit) - emetues i transistorit të daljes

përfundimi 3 - TS(kondensator i kohës) - hyrje për lidhjen e një kondensatori kohor

përfundimi 4 - GND- tokëzimi (i lidhur me telin e përbashkët të DC-DC të zbritjes)

përfundimi 5 - CII(Facebook) (input inverting comparator) - inverting input i krahasuesit

Përfundimi 6 - VCC- të ushqyerit

Përfundimi 7 - ipk- hyrja e qarkut kufizues maksimal të rrymës

përfundimi 8 - DRC(kolektor drejtues) - kolektor i drejtuesit të transistorit të daljes (një tranzistor bipolar përdoret gjithashtu si drejtues i tranzitorit të daljes, i lidhur sipas qarkut Darlington, që qëndron brenda mikroqarkut).

Elementet:

L 3- mbyt. Është më mirë të përdorni një mbytje të tipit të hapur (jo të mbuluar plotësisht me ferrit) - seria DO5022T nga Coilkraft ose RLB nga Bourns, pasi një mbytje e tillë ngopet me një rrymë më të lartë se mbytjet e zakonshme Sumida CDRH të tipit të mbyllur. Është më mirë të përdorni mbytje me një induktivitet më të madh se vlera e llogaritur.

Nga 11- një kondensator kohor, ai përcakton frekuencën e konvertimit. Frekuenca maksimale e konvertimit për çipat 34063 është rreth 100 kHz.

R 24, R 21- ndarës i tensionit për qarkun krahasues. Hyrja jo-invertuese e krahasuesit furnizohet me një tension prej 1.25 V nga rregullatori i brendshëm, dhe hyrja invertuese furnizohet nga një ndarës tensioni. Kur tensioni nga ndarësi bëhet i barabartë me tensionin nga rregullatori i brendshëm, krahasuesi ndërron tranzistorin e daljes.

C 2, C 5, C 8 dhe C 17, C 18- përkatësisht filtrat e daljes dhe të hyrjes. Kapaciteti i filtrit të daljes përcakton madhësinë e valëzimit të tensionit të daljes. Nëse gjatë llogaritjes rezulton se kërkohet një kapacitet shumë i madh për një vlerë të caktuar të valëzimit, mund të llogaritni për valëzime të mëdha dhe më pas të përdorni një filtër shtesë LC. Kapaciteti i hyrjes zakonisht merret 100 ... 470 mikrofarad (rekomandimi TI është të paktën 470 mikrofarad), kapaciteti i daljes merret gjithashtu 100 ... 470 mikrofarad (220 mikrofarad të marra).

R 11-12-13 (Rsc)është një rezistencë e ndjeshme aktuale. Është e nevojshme për qarkun kufizues të rrymës. Rryma maksimale e transistorit të daljes për MC34063 = 1.5A, për AP34063 = 1.6A. Nëse rryma e kalimit të pikut tejkalon këto vlera, atëherë çipi mund të digjet. Nëse dihet me siguri se rryma e pikut as nuk i afrohet vlerave maksimale, atëherë kjo rezistencë mund të hiqet. Llogaritja kryhet pikërisht për rrymën e pikut (të tranzistorit të brendshëm). Kur përdorni një transistor të jashtëm, rryma e pikut rrjedh përmes tij, më pak rrymë (kontrolli) rrjedh nëpër tranzitorin e brendshëm.

VT 4 – një transistor bipolar i jashtëm futet në qark kur rryma e pikut të llogaritur tejkalon 1.5A (në një rrymë të madhe dalëse). Përndryshe, mbinxehja e mikrocirkut mund të çojë në dështimin e tij. Mënyra e funksionimit (rryma e bazës së tranzistorit) R 26 , R 28 .

VD 2 – Diodë Schottky ose diodë ultra e shpejtë (ultrafast) për tension (përpara dhe mbrapa) të paktën 2U dalje

Procedura e llogaritjes:

• Zgjidhni tensionet nominale të hyrjes dhe daljes: V në, V jashtë dhe maksimale

rryma e daljes Unë jashtë.

Në skemën tonë V në =24V, V dalë =5V, I dalë =500mA(maksimumi 750 mA)

• Zgjidhni tensionin minimal të hyrjes V në (min) dhe frekuencën minimale të funksionimit fmin me të zgjedhur V në dhe Unë jashtë.

Në skemën tonë V në (min) \u003d 20 V (sipas TK), zgjidhni f min =50 kHz

3) Llogaritni vlerën (t ndezur +t fikur) max sipas formulës (t ndezur +t fikur) max =1/f min, t ndezur (maksimumi)- koha maksimale kur transistori i daljes është i hapur, toff (maksimumi)- koha maksimale kur transistori i daljes është i mbyllur.

(t on +t off) max =1/f min =1/50kHz=0.02 Znj=20 µs

Llogaritni raportin t ndezur/t fikur sipas formulës t ndezur /t fikur \u003d (V jashtë + V F) / (V në (min) - V ulur - V jashtë), ku V F- rënie e tensionit në të gjithë diodën (përpara - rënie e tensionit përpara), V u ul- rënia e tensionit në transistorin e daljes kur ai është në një gjendje plotësisht të hapur (ngopje - tension i ngopjes) në një rrymë të caktuar. V u ul të përcaktuara nga grafikët ose tabelat e dhëna në dokumentacion. Nga formula shihet se aq më shumë V në, V jashtë dhe sa më shumë të ndryshojnë nga njëri-tjetri, aq më pak ndikim kanë në rezultatin përfundimtar. V F dhe V u ul.

(t ndezur /t joaktiv) max =(V jashtë +V F)/(V në (min) -V ul -V jashtë)=(5+0.8)/(20-0.8-5)=5.8/14.2=0.408

4) Të diturit t ndezur/t fikur dhe (t ndezur +t fikur) max zgjidhni sistemin e ekuacioneve dhe gjeni t ndezur (maksimumi).

t off = (t on +t off) max / ((t on / t off) max +1) =20µs/(0.408+1)=14.2 µs

t mbi (maksimumi) =20- t fikur=20-14,2 µs=5,8 µs

5) Gjeni kapacitetin e kondensatorit të kohës nga 11 (Ct) sipas formulës:

C 11 \u003d 4,5 * 10 -5 *t aktiv (maksimumi).

C 11 = 4.5*10 -5 * t mbi (maksimumi) \u003d 4,5 * 10 - 5 * 5,8 μS \u003d 261pF(kjo është vlera minimale), merrni 680 pF

Sa më i vogël të jetë kapaciteti, aq më e lartë është frekuenca. Kapaciteti 680 pF korrespondon me një frekuencë prej 14 KHz

6) Gjeni rrymën e pikut përmes tranzistorit të daljes: I PK(çels) =2*I dal. Nëse doli të ishte më shumë se rryma maksimale e transistorit të daljes (1.5 ... 1.6 A), atëherë një konvertues me parametra të tillë është i pamundur. Ju ose duhet të rillogaritni qarkun për një rrymë dalëse më të ulët ( Unë jashtë), ose përdorni një qark me një tranzistor të jashtëm.

I PK(çels) =2*I dal =2*0.5=1A(për rrymën maksimale të daljes 750 mA I PK(çels) = 1.4A)

7) Llogaritni Rsc sipas formulës: R sc =0,3/I PK(çelës).

R sc \u003d 0,3 / I PK (çelës) \u003d 0,3 / 1 \u003d 0,3 Ohm, lidhni 3 rezistorë paralelisht R 11-12-13) me 1 ohm

8) Llogaritni kapacitetin minimal të kondensatorit të filtrit të daljes: C 17 =I PK(çelës) *(t ndezur +t fikur) valëzim max /8V(p-p), ku Grumbullim V (p-p)- vlera maksimale e valëzimit të tensionit të daljes. Kapaciteti maksimal merret nga vlerat më të afërta me vlerat standarde të llogaritura.

Nga 17 =Unë PK (kaloni) *(t mbi+ t fikur) maksimumi/8 V valëzim (fq — fq) \u003d 1 * 14,2 μS / 8 * 50 mV \u003d 50 μF, marrim 220 μF

9) Llogaritni induktivitetin minimal të induktorit:

L 1(min) = t mbi (maksimumi) *(V në (min) — V u ul— V jashtë)/ Unë PK (kaloni) . Nëse C 17 dhe L 1 janë shumë të mëdha, mund të përpiqeni të rrisni frekuencën e konvertimit dhe të përsërisni llogaritjen. Sa më e lartë të jetë frekuenca e konvertimit, aq më e ulët është kapaciteti minimal i kondensatorit të daljes dhe induktiviteti minimal i induktorit.

L 1(min) \u003d t ndezur (maksimumi) * (V në (min) -V u ul -V jashtë) / I PK (çelës) \u003d 5,8µs *(20-0.8-5)/1=82.3 µH

Kjo është induktanca minimale. Për çipin MC34063, induktori duhet të zgjidhet me një vlerë të njohur induktiviteti të madh sesa vlera e llogaritur. Ne zgjedhim L = 150 μH nga CoilKraft DO5022.

10) Rezistencat e ndarësit llogariten nga raporti V dalje \u003d 1,25 * (1 + R 24 / R 21). Këto rezistorë duhet të jenë të paktën 30 ohms.

Për V jashtë \u003d 5V, marrim R 24 \u003d 3.6K, më pasR 21 =1.2K

Llogaritja në internet http://uiut.org/master/mc34063/ tregon korrektësinë e vlerave të llogaritura (përveç Сt=С11):

Ekziston edhe një llogaritje tjetër në internet http://radiohlam.ru/theory/stepdown34063.htm, e cila gjithashtu tregon korrektësinë e vlerave të llogaritura.

12) Sipas kushteve të llogaritjes së pikës 7, rryma e pikut 1A (Max 1.4A) është afër rrymës maksimale të tranzistorit (1.5 ... 1.6 A) Këshillohet të instaloni një tranzistor të jashtëm tashmë në një rrymë piku prej 1A, për të shmangur mbinxehjen e mikroqarkut. Kjo është bërë. Ne zgjedhim transistorin VT4 MJD45 (lloj PNP) me një koeficient transferimi aktual prej 40 (këshillohet të merret h21e sa më shumë që të jetë e mundur, pasi transistori funksionon në modalitetin e ngopjes dhe një tension prej rreth = 0.8V bie mbi të). Disa prodhues të transistorëve tregojnë në titullin e fletës së të dhënave për një vlerë të ulët të tensionit të ngopjes Usat të rendit 1V, nga e cila duhet të udhëhiqet.

Le të llogarisim rezistencën e rezistorëve R26 dhe R28 në qarqet e transistorit të zgjedhur VT4.

Rryma bazë e tranzistorit VT4: I b= Unë PK (kaloni) / h 21 uh . I b=1/40=25mA

Rezistenca në qarkun BE: R 26 =10*h21e/ Unë PK (kaloni) . R 26 \u003d 10 * 40 / 1 \u003d 400 Ohm (marrim R 26 \u003d 160 Ohm)

Rryma përmes rezistencës R 26: I RBE \u003d V BE /R 26 \u003d 0.8 / 160 \u003d 5mA

Rezistenca në qarkun bazë: R 28 =(Vin(min)-Vsat(shofer)-V RSC -V BEQ 1)/(I B +I RBE)

R 28 \u003d (20-0.8-0.1-0.8) / (25 + 5) \u003d 610 Ohm, mund të merrni më pak se 160 Ohm (të të njëjtit lloj si R 26, pasi transistori i integruar Darlington mund të sigurojë më shumë rrymë për një rezistencë më të vogël.

13) Llogaritni elementet snubber R 32, C 16. (shih llogaritjen e qarkut të nxitjes dhe diagramin më poshtë).

14) Llogaritni elementet e filtrit të daljes L 5 , R 37, C 24 (G. Ott “Metods of suppressing noise and interference in electronic systems” f.120-121).

Zgjodhi - spiralja L5 = 150 μH (induktor i të njëjtit lloj me rezistencë rezistente aktive Rdross = 0,25 ohm) dhe C24 = 47 μF (një vlerë më e madhe prej 100 μF tregohet në qark)

Llogaritni faktorin e amortizimit të filtrit xi =((R+Rdross)/2)* rrënjë(C/L)

R=R37 vendoset kur faktori i amortizimit është më i vogël se 0.6 për të hequr pikun në përgjigjen e frekuencës relative të filtrit (rezonanca e filtrit). Përndryshe, filtri në këtë frekuencë të ndërprerjes do të përforcojë dridhjet, jo do t'i zbusë ato.

Pa R37: Xi=0.25/2*(rrënja 47/150)=0.07 - do të ketë një rritje të përgjigjes së frekuencës deri në +20db, që është e keqe, kështu që vendosim R=R37=2.2 Ohm, atëherë:

C R37: Ksi = (1 + 2.2) / 2 * (rrënja 47/150) = 0.646 - me xi 0.5 ose më shumë, rënia e përgjigjes së frekuencës (nuk ka rezonancë).

Frekuenca rezonante e filtrit (frekuenca e ndërprerjes) Fср=1/(2*pi*L*C), duhet të jetë nën frekuencat e konvertimit të mikroqarkut (ato filtrojnë këto frekuenca të larta 10-100 kHz). Për vlerat e treguara të L dhe C, marrim Fcp=1896 Hz, që është më pak se frekuencat e konvertuesit 10-100 kHz. Rezistenca R37 nuk mund të rritet më shumë se disa ohmë, sepse voltazhi do të bjerë mbi të (në një rrymë ngarkese prej 500mA dhe R37=2.2 ohms, rënia e tensionit do të jetë Ur37=I*R=0.5*2.2=1.1V) .

Të gjithë elementët e qarkut janë zgjedhur për montim në sipërfaqe

Oshilogramet e funksionimit në pika të ndryshme në qarkun e konvertuesit të buckit:

15) a) Oshilogramet pa ngarkesë ( Uin=24V, Uout=+5V):

Tension + 5V në daljen e konvertuesit (në kondensatorin C18) pa ngarkesë

Sinjali në kolektorin e tranzistorit VT4 ka një frekuencë prej 30-40 Hz, ndoshta pa ngarkesë, qarku konsumon rreth 4 mA pa ngarkesë

Kontrolloni sinjalet në pinin 1 të mikroqarkut (poshtë) dhe bazuar në tranzistor VT4 (sipërm) pa ngarkesë

b) Oshilogramet nën ngarkesë(Uin=24V, Uout=+5V), me kapacitet të vendosjes së frekuencës c11=680pF. Ne e ndryshojmë ngarkesën duke zvogëluar rezistencën e rezistencës (3 forma valore më poshtë). Në këtë rast, rryma e daljes së stabilizatorit rritet, si dhe hyrja.

Ngarkesa - 3 rezistorë 68 ohm paralelisht ( 221 mA) Rryma e hyrjes - 70 mA

Rreze e verdhë - sinjal i bazuar në transistor (kontrolli) Rreze blu - sinjal në kolektorin e tranzitorit (dalja) Ngarkesa - 5 rezistorë 68 ohm paralelisht ( 367 mA) Rryma e hyrjes - 110 mA

Rreze e verdhë - sinjal i bazuar në transistor (kontrolli) Rreze blu - sinjal në kolektorin e tranzitorit (dalja) Ngarkesa - 1 rezistencë 10 ohm ( 500 mA) Rryma e hyrjes - 150 mA

Përfundim: në varësi të ngarkesës, shkalla e përsëritjes së pulsit ndryshon, me një ngarkesë më të lartë, frekuenca rritet, pastaj pauzat (+ 5V) midis fazave të akumulimit dhe kthimit zhduken, mbeten vetëm impulse drejtkëndëshe - stabilizuesi funksionon "në kufi" të aftësive të tij. Kjo mund të shihet edhe nga forma e valës më poshtë, kur tensioni i "sharrës" ka rritje - rregullatori hyn në modalitetin e kufizimit aktual.

c) Tensioni në kapacitetin e vendosjes së frekuencës c11=680pF në ngarkesë maksimale 500 mA

Rreze e verdhë - sinjal i kapacitetit (sharrë kontrolli) Rreze blu - sinjal në kolektorin e tranzitorit (dalja) Ngarkesa - 1 rezistencë 10 ohm ( 500 mA) Rryma e hyrjes - 150 mA

d) Grumbullimi i tensionit në daljen e stabilizatorit (c18) me një ngarkesë maksimale prej 500 mA

Rreze e verdhë - sinjali i valëzimit të daljes (c18) Ngarkesa - 1 rezistencë 10 ohm ( 500 mA)

Grumbullim i tensionit në daljen e filtrit LC (R) (s24) me një ngarkesë maksimale prej 500 mA

Rreze e verdhë - sinjal valëzues në daljen e filtrit LC (R) (c24) Ngarkesa - 1 rezistencë 10 ohm ( 500 mA)

Përfundim: diapazoni i tensionit të valëzimit nga maja në majë është ulur nga 300mV në 150mV.

e) Oscilogrami i lëkundjeve të amortizuara pa snubber:

Rreze blu - në një diodë pa snubber (mund të shihni futjen e një impulsi me kalimin e kohës jo e barabartë me periudhën, pasi kjo nuk është PWM, por PWM)

Oshilogrami i lëkundjeve të lagura pa snubber (i zmadhuar):

Llogaritja e konvertuesit përforcues (ngritje, rritje) DC-DC në çipin MC34063

http://uiut.org/master/mc34063/. Për një drejtues nxitës, në thelb është e njëjtë me llogaritjen e shoferit të parave, kështu që mund t'i besohet. Qarku gjatë llogaritjes online ndryshon automatikisht në qarkun tipik nga "AN920/D" Të dhënat hyrëse, rezultatet e llogaritjes dhe vetë qarku tipik janë paraqitur më poshtë.

- Transistor me kanal N në fushë VT7 IRFR220N. Rrit kapacitetin e ngarkesës së çipit, ju lejon të kaloni shpejt. Zgjedhur nga: Qarku elektrik i konvertuesit përforcues është paraqitur në figurën 2. Numrat e elementeve të qarkut korrespondojnë me versionin më të fundit të qarkut (nga skedari "Driver of MC34063 3in1 - ver 08.SCH"). Skema ka elementë që nuk janë në skemën tipike të llogaritjes në internet. Këto janë elementet e mëposhtme:

• Tensioni maksimal i burimit të kullimit V DSS =200 V, ndoshta tension i lartë në dalje + 94V
• Rënie e vogël e tensionit të kanalit RDS(on) max=0.6Om. Sa më e ulët të jetë rezistenca e kanalit, aq më e ulët është humbja e ngrohjes dhe aq më i lartë është efikasiteti.
• Kapacitet i vogël (hyrje) që përcakton ngarkesën e portës Qg (Tarifa totale e portës) dhe rryma e ulët e portës së hyrjes. Për këtë tranzistor I=Qg*fsw=15nC*50 kHz=750uA.
• Rryma maksimale e kullimit Unë d=5A, mk rrymë impulse Ipk=812 mA në rrymë dalëse 100mA

- elementet e ndarësit të tensionit R30, R31 dhe R33 (zvogëlon tensionin për portën VT7, i cili nuk duhet të jetë më shumë se V GS \u003d 20V)

- elementet e shkarkimit të kapacitetit të hyrjes VT7 - R34, VD3, VT6 kur kaloni transistorin VT7 në gjendje të mbyllur. Redukton kohën e prishjes së portës VT7 nga 400nS (nuk tregohet) në 50nS (forma e valës 50nS). Log 0 në pinin 2 të mikroqarkut hap transistorin VT6 PNP dhe kapaciteti i portës së hyrjes shkarkohet përmes kryqëzimit VT6 CE (më shpejt se vetëm përmes rezistencës R33, R34).

- spiralja L në llogaritje rezulton të jetë shumë e madhe, zgjidhet një vlerë më e vogël L = L4 (Fig. 2) = 150 μH

- elemente snubber C21, R36.

Llogaritja e Snubber:

Prandaj 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)=5,1 kΩ

Vlera e kapacitetit snubber është zakonisht një zgjidhje kompromisi, sepse, nga njëra anë, sa më i madh të jetë kapaciteti, aq më mirë është zbutja (më pak lëkundje), nga ana tjetër, çdo cikël kapaciteti rimbushet dhe shpërndan një pjesë të dobishme. energji përmes rezistencës, e cila ndikon në efikasitetin (zakonisht, snubber i llogaritur normalisht e zvogëlon efikasitetin shumë pak, brenda disa përqind).

Duke vendosur një rezistencë të ndryshueshme, rezistenca u përcaktua më saktë R=1 K

Fig. 2 Diagrami i qarkut elektrik të një drejtuesi ngritës (ngritje, përforcim).

Oshilogramet e punës në pika të ndryshme në qarkun e konvertuesit përforcues:

a) Tensioni në pika të ndryshme pa ngarkesë:

Tensioni i daljes - 94 V pa ngarkesë

Tensioni i portës pa ngarkesë

Tensioni i shkarkimit pa ngarkesë

b) tensioni në portë (rreze e verdhë) dhe në kullim (rreze blu) e tranzistorit VT7:

në portë dhe në kullues nën ngarkesë, frekuenca ndryshon nga 11 kHz (90 μs) në 20 kHz (50 μs) - ato nuk janë PWM, por PFM

në portë dhe kullim nën ngarkesë pa gërvishtje (shtrirë - 1 periudhë lëkundjeje)

porta dhe kullohet nën ngarkesë me snubber

c) kunja e tensionit të skajit pritës dhe pasardhës 2 (rreze e verdhë) dhe në portë (rreze blu) VT7, kunja e sharrës 3:

blu - koha e ngritjes 450 ns në portën VT7

E verdhë - koha e ngritjes 50 ns për pin 2 mikroqarqe blu - koha e ngritjes 50 ns në portën VT7

sharrë në Ct (pin 3 IC) me tejkalim kontrolli F = 11k

Llogaritja e inverterit DC-DC (hap lart / poshtë, inverter) në çipin MC34063

Llogaritja kryhet gjithashtu sipas metodës standarde “AN920/D” nga ON Semiconductor.

Llogaritja mund të kryhet menjëherë "online" http://uiut.org/master/mc34063/. Për një drejtues invertues, në thelb është i njëjtë me llogaritjen e shoferit të parave, kështu që mund t'i besohet. Qarku gjatë llogaritjes online ndryshon automatikisht në qarkun tipik nga "AN920/D" Të dhënat hyrëse, rezultatet e llogaritjes dhe vetë qarku tipik janë paraqitur më poshtë.

- transistor bipolar PNP VT7 (rrit kapacitetin e ngarkesës) Qarku elektrik i konvertuesit invertues është paraqitur në figurën 3. Numrat e elementeve të qarkut korrespondojnë me versionin më të fundit të qarkut (nga skedari "Driver of MC34063 3in1 - ver 08 .SCH”). Skema ka elementë që nuk janë në skemën tipike të llogaritjes në internet. Këto janë elementet e mëposhtme:

- elementet e ndarësit të tensionit R27, R29 (cakton rrymën bazë dhe mënyrën e funksionimit VT7),

- Elementet snubber C15, R35 (shtyp luhatjet e padëshiruara nga mbytja)

Disa komponentë ndryshojnë nga ato të llogaritura:

• spiralja L merret më pak se vlera e llogaritur L=L2 (Fig. 3)=150 μH (i njëjti lloj i të gjitha bobinave)
• kapaciteti i daljes merret më pak se C0 \u003d C19 \u003d 220 μF
• kondensatori i vendosjes së frekuencës merret C13 = 680pF, korrespondon me një frekuencë prej 14 KHz
• rezistorët ndarës R2=R22=3.6K, R1=R25=1.2K (marrë së pari për tensionin e daljes -5V) dhe rezistorët përfundimtarë R2=R22=5.1K, R1=R25=1.2K (tensioni i daljes -6.5V)

Rezistenca kufizuese e rrymës e marrë Rsc - 3 rezistorë paralelisht 1 ohm secila (rezistenca rezultuese 0.3 ohm)

Fig. 3 Diagrami i qarkut elektrik të inverterit (ngritje/ulje, inverter).

Oshilogramet e punës në pika të ndryshme në qarkun e inverterit:

a) në tensionin e hyrjes +24 V pa ngarkesë:

në dalje -6.5V pa ngarkesë

në kolektor - akumulimi dhe lirimi i energjisë pa ngarkesë

në pinin 1 dhe bazën e tranzistorit pa ngarkesë

në bazën dhe kolektorin e tranzistorit pa ngarkesë

valëzim dalje pa ngarkesë

Ky kalkulator ju lejon të llogaritni parametrat e konvertuesit kalues ​​DC-DC në MC34063A. Llogaritësi mund të llogarisë konvertuesit e rritjes, uljes dhe përmbysjes në çipin mc33063 gjerësisht të disponueshëm (aka mc34063). Ekrani shfaq të dhënat e kondensatorit të përcaktimit të frekuencës, rrymën maksimale, induktivitetin e spirales, rezistencën e rezistorëve. Rezistorët zgjidhen nga vlerat standarde më të afërta në mënyrë që voltazhi i daljes të përputhet më afër me vlerën e kërkuar.

Ct- kapaciteti i kondensatorit të konfigurimit të frekuencës së konvertuesit.
ipkështë rryma e pikut përmes induktorit. Induktiviteti duhet të llogaritet për këtë rrymë.
Rsc- një rezistencë që do të fikë mikroqarkullin kur tejkalohet rryma.
Lmin- induktiviteti minimal i spirales. Ju nuk mund të merrni më pak se kjo vlerë.
bashkë- kondensator filtri. Sa më i madh të jetë, aq më pak valëzim, duhet të jetë i llojit LOW ESR.
R1, R2- një ndarës tensioni që përcakton tensionin e daljes.

Dioda duhet të jetë një diodë ultra e shpejtë ose Schottky me një vlerësim të tensionit të kundërt prej të paktën 2 herë më të lartë se tensioni i daljes.

Tensioni i furnizimit të çipit 3-40 volt, dhe rryma ipk nuk duhet të tejkalojë 1.5A

MC34063 është një lloj mikrokontrollues mjaft i zakonshëm për ndërtimin e konvertuesve të tensionit të ulët në të lartë dhe të lartë në të ulët. Karakteristikat e mikrocirkut janë në karakteristikat teknike dhe performancën e tij. Pajisja mban mirë ngarkesat me rrymë komutuese deri në 1.5 A, gjë që tregon një shtrirje të gjerë të përdorimit të saj në konvertues të ndryshëm pulsi me karakteristika të larta praktike.

Përshkrimi i mikroqarkut

Stabilizimi dhe konvertimi i tensionit- Ky është një veçori e rëndësishme që përdoret në shumë pajisje. Këto janë të gjitha llojet e furnizimeve me energji të rregulluar, qarqet konvertuese dhe furnizime me energji të integruar me cilësi të lartë. Shumica e pajisjeve elektronike të konsumit janë projektuar në këtë MS, sepse ka performancë të lartë dhe kalon lehtësisht një rrymë mjaft të madhe.

MC34063 ka një oshilator të integruar, kështu që për të funksionuar pajisjen dhe për të filluar konvertimin e tensionit në nivele të ndryshme, mjafton të sigurohet një paragjykim fillestar duke lidhur një kondensator 470pF. Ky kontrollues gëzon popullaritet të madh mes një numri të madh radioamatorësh. Çipi funksionon mirë në shumë qarqe. Dhe duke pasur një topologji të thjeshtë dhe një pajisje të thjeshtë teknike, mund ta kuptoni lehtësisht parimin e funksionimit të tij.

Një qark tipik komutues përbëhet nga komponentët e mëposhtëm:

• 3 rezistorë;
• diodë;
• 3 kondensatorë;
• induktiviteti.

Duke marrë parasysh qarkun për uljen e tensionit ose stabilizimin e tij, mund të shihni se ai është i pajisur me reagime të thella dhe një transistor dalës mjaft të fuqishëm, i cili kalon tensionin përmes vetvetes në rrymën e përparme.

Skema e ndezjes së uljes dhe stabilizimit të tensionit

Nga diagrami mund të shihet se rryma në tranzistorin e daljes është e kufizuar nga rezistenca R1, dhe komponenti i përcaktimit të kohës për vendosjen e frekuencës së kërkuar të konvertimit është kondensatori C2. Induktiviteti L1 grumbullon energji në vetvete kur transistori është i hapur, dhe kur është i mbyllur, shkarkohet përmes diodës në kondensatorin e daljes. Faktori i konvertimit varet nga raporti i rezistencave të rezistorëve R3 dhe R2.

Stabilizuesi PWM funksionon në një mënyrë pulsi:

Kur transistori bipolar është i ndezur, induktanca fiton energji, e cila më pas ruhet në kapacitetin e daljes. Ky cikël përsëritet vazhdimisht, duke siguruar një nivel prodhimi të qëndrueshëm. Me kusht që të ketë një tension prej 25 V në hyrjen e mikroqarkut, në daljen e tij do të jetë 5 V me një rrymë dalëse maksimale deri në 500 mA.

Tensioni mund të rritet duke ndryshuar llojin e raportit të rezistencës në qarkun e reagimit të lidhur me hyrjen. Përdoret gjithashtu si diodë shkarkimi në momentin e veprimit të EMF-së së pasme të grumbulluar në spirale në momentin e ngarkimit të saj me transistor të hapur.

Zbatimi i një skeme të tillë në praktikë, mund të prodhojë shumë efikasitet konvertues i shkallës së ulët. Në të njëjtën kohë, mikroqarku nuk konsumon energji të tepërt, e cila lëshohet kur voltazhi bie në 5 ose 3.3 V. Dioda është projektuar për të siguruar një shkarkim të kundërt të induktivitetit në kondensatorin e daljes.

Modaliteti i uljes së pulsit voltazhi mund të kursejë ndjeshëm energjinë e baterisë kur lidhni pajisje me konsum të ulët. Për shembull, kur përdorni një stabilizues parametrik konvencional, u desh të paktën 50% e fuqisë për ta ngrohur atë gjatë funksionimit. Dhe atëherë çfarë të thoni nëse keni nevojë për një tension dalës prej 3.3 V? Një burim i tillë zbritës me një ngarkesë prej 1 W do të konsumojë të gjitha 4 W, gjë që është e rëndësishme kur zhvillohen pajisje me cilësi të lartë dhe të besueshme.

MC34063 ka treguar se humbja mesatare e energjisë është reduktuar në të paktën 13%, gjë që është bërë një nxitje kryesore për zbatimin praktik të tij për të fuqizuar të gjithë konsumatorët e tensionit të ulët. Dhe duke pasur parasysh parimin e rregullimit të gjerësisë së pulsit, atëherë mikroqarku do të nxehet pak. Prandaj, nuk kërkon radiatorë për ta ftohur. Efikasiteti mesatar i një qarku të tillë konvertimi është të paktën 87%.

Rregullimi i tensionit në daljen e mikroqarkut kryhet për shkak të ndarësit rezistent. Nëse e tejkalon vlerën nominale me 1.25 V, komporatori ndërron këmbëzën dhe mbyll tranzitorin. Në këtë përshkrim, merret parasysh një qark i uljes së tensionit me një nivel daljeje 5V. Për ta ndryshuar, rritur ose ulur atë, do të jetë e nevojshme të ndryshoni parametrat e ndarësit të hyrjes.

Një rezistencë hyrëse përdoret për të kufizuar rrymën e çelësit komutues. Llogaritur si raport i tensionit të hyrjes me rezistencën e rezistencës R1. Për të organizuar një rregullator të rregullueshëm të tensionit, pika e mesit e një rezistence të ndryshueshme është e lidhur me pinin e 5-të të mikroqarkut. Një dalje në telin e përbashkët, dhe e dyta në furnizimin me energji elektrike. Sistemi i konvertimit funksionon në brezin e frekuencës prej 100 kHz; kur induktiviteti ndryshon, ai mund të ndryshohet. Ndërsa induktiviteti zvogëlohet, frekuenca e konvertimit rritet.

Mënyra të tjera të funksionimit

Përveç mënyrave të funksionimit për uljen dhe stabilizimin, mjaft shpesh përdoret edhe rritja. ndryshon në atë që induktiviteti nuk është në dalje. Një rrymë rrjedh përmes saj drejt ngarkesës kur çelësi është i mbyllur, i cili, kur zhbllokohet, furnizon një tension negativ në daljen më të ulët të induktivitetit.

Dioda, nga ana tjetër, siguron shkarkimin e induktivitetit në ngarkesë në një drejtim. Prandaj, kur çelësi është i hapur, 12 V nga burimi i energjisë dhe rryma maksimale formohen në ngarkesë, dhe kur mbyllet në kondensatorin e daljes, rritet në 28 V. Efikasiteti i qarkut përforcues është të paktën 83%. veçori e qarkut kur funksionon në këtë mënyrë, tranzistori i daljes ndizet pa probleme, gjë që sigurohet duke kufizuar rrymën bazë përmes një rezistence shtesë të lidhur me daljen e 8-të të MS. Frekuenca e orës së konvertuesit vendoset nga një kondensator i vogël, kryesisht 470 pF, ndërsa është 100 kHz.

Tensioni i daljes përcaktohet me formulën e mëposhtme:

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

Duke përdorur qarkun e mësipërm për ndezjen e çipit MC34063A, është e mundur të krijoni një konvertues nxitës me energji USB deri në 9, 12 ose më shumë volt, në varësi të parametrave të rezistencës R3. Për të kryer një llogaritje të detajuar të karakteristikave të pajisjes, mund të përdorni një kalkulator të veçantë. Nëse R2 është 2.4K dhe R3 është 15K, atëherë qarku do të konvertojë 5V në 12V.

Skema në rritjen e tensionit MC34063A me transistor të jashtëm

Në qarkun e paraqitur, përdoret një transistor me efekt fushë. Por ajo bëri një gabim. Në një transistor bipolar, është e nevojshme të ndërroni K-E. Dhe më poshtë është një diagram nga përshkrimi. Transistori i jashtëm zgjidhet bazuar në rrymën e kalimit dhe fuqinë dalëse.

Shumë shpesh, ky mikroqark përdoret për të fuqizuar burimet e dritës LED për të ndërtuar një konvertues zbritës ose përforcues. Efikasiteti i lartë, konsumi i ulët dhe qëndrueshmëria e tensionit të lartë të daljes janë avantazhet kryesore të zbatimit të qarkut. Ka shumë qarqe drejtuese LED me karakteristika të ndryshme.

Si një nga shembujt e shumtë të zbatimit praktik, merrni parasysh diagramin e mëposhtëm më poshtë.

Qarku funksionon si ky:

Kur aplikohet një sinjal kontrolli, këmbëza e brendshme e MS bllokohet dhe transistori mbyllet. Dhe rryma e karikimit të transistorit me efekt në terren rrjedh nëpër diodë. Kur hiqet impulsi i kontrollit, këmbëza kalon në gjendjen e dytë dhe hap transistorin, i cili çon në shkarkimin e portës VT2. Një përfshirje e tillë e dy transistorëve siguron ndezje dhe fikje të shpejtë VT1, e cila zvogëlon gjasat e ngrohjes për shkak të mungesës pothuajse të plotë të një komponenti të ndryshueshëm. Për të llogaritur rrymën që rrjedh nëpër LED, mund të përdorni: I \u003d 1.25V / R2.

Karikues në MC34063

Kontrolluesi MC34063 është universal. Përveç furnizimit me energji, mund të përdoret për të dizajnuar një karikues për telefonat me një tension daljeje 5V. Më poshtë është një diagram i zbatimit të pajisjes. Ajo parimi i funksionimit shpjegohet si në rastin e një rënieje normale. Rryma e daljes së ngarkimit të baterisë është deri në 1A me një diferencë prej 30%. Për ta rritur atë, duhet të përdorni një transistor të jashtëm, për shembull, KT817 ose ndonjë tjetër.