Импульсный преобразователь на MC34063A

Понижающий DC-DC преобразователь на MC34063

Внимание! Статья отправлена на доработку.

Очень часто встаёт вопрос о том, как получить требуемое для схемы питание напряжение, имея источник с отличным от требуемого напряжения. Такие задачи делятся на две: когда: нужно уменьшить или увеличить напряжение до заданного. В этой статье будет рассмотрен первый вариант.

Как правило, можно применить линейный стабилизатор, но у него будут большие потери по мощности, т.к. разность в напряжениях он будет преобразовывать в тепло. Здесь на помощь приходят импульсные преобразователи. Вашему вниманию предлагается простенький и компактный преобразователь на MC34063.

mc34063a_01s.JPG

Вид преобразователя

Эта микросхема очень универсальна, на ней можно реализовывать понижающие, повышающие и инвертирующие преобразователи с максимальным внутренним током до 1,5А. Но в статье рассмотрен только понижающий преобразователь, остальные будут рассмотрены позже.

Размеры получившегося преобразователя – 21х17х11 мм. Такие размеры получилось из-за использования совместно выводных и SMD деталей. Преобразователь содержит всего 9 деталей.

Схема

Детали в схеме рассчитаны на 5В с ограничение тока 500мА, с пульсацией 43кГц и 3мВ. Входное напряжение может быть от 7 до 40 вольт.

За выходное напряжение отвечают резисторный делитель на R2 и R3, если их заменить подстроечным резистором где-то на 10 кОм, то можно будет задавать требуемое выходное напряжение. За ограничение тока отвечает резистор R1. За частоту пульсаций отвечают конденсатор C1 и катушка L1, за уровень пульсаций конденсатор C3. Диод может быть заменён на 1N5818 или 1N5820. Для расчёта параметров схемы есть специальный калькулятор — http://www.nomad.ee/micros/mc34063a/index.shtml, где стоит только задать требуемые параметры, он так же может рассчитать схемы и параметры преобразователей нерассмотренных двух типов.

mc34063a_02s.JPG

Вид сзади

Платы

Было изготовлено 2 печатные платы: слева – с делителем напряжения на делителе напряжения, выполненном на двух резисторов типоразмера 0805, справа с переменным резистором 3329H-682 6,8кОм. Микросхема MC34063 в корпусе DIP, под ней два чип танталовых конденсатора типоразмера – D. Конденсатор C1 –типоразмера 0805, диод выводной, резистор ограничения тока R1 – на пол вата, при малых токах, меньше 400 мА, можно поставить резистор меньшей мощности. Индуктивность CW68 22мкГн, 960мА.

Осциллограммы пульсаций, R огранич = 0,3 Ом

На этих осциллограммах показаны пульсации: слева – без нагрузки, справа – с нагрузкой в виде сотового телефона, ограничивающий резистор 0,3 Ом, снизу с той же нагрузкой, но ограничивающий резистор на 0,2 Ом.

mc34063a_sd_02.png

Осциллограмма пульсации, R огранич = 0,2 Ом

Снятые характеристики (замерены не все параметры), при входном напряжении 8,2 В.

Применение

Этот адаптер был изготовлен для подзарядки сотового телефона и питания цифровых схем в походных условиях.

Схема с переменны резистором

В статье была приведена плата с переменным резистором в качестве делителя напряжения, размешаю к ней и соответствующею схему, отличие от первой схемы только в делителе.

Скачать печатки в формате Sprint Layout

Схема обновлена 15 марта 2011 года

Alex_EXE | 20.12.2010 | Питание |

Пока нет объявлений.

DC-DC на MC34063

Этот калькулятор сделан специально чтобы облегчить создание импульсного преобразователя начинающим радиолюбителям. Калькулятор умеет рассчитывать повышающие, понижающие и инвертирующие преобразователи на широкодоступной микросхеме mc33063 (она-же mc34063)

34063_3.jpg

Rsc — резистор который отключит микросхему если номинальный ток превышен. Убережет преобразователь от КЗ и другого неаккуратного обращения. Если сопротивление этого резистора слишком мало (меньше 1 ома) то он собирается из нестольких включенных параллельно резисторов.

Lmin — минимальная индуктивность катушки. Больше можно, меньше — нет.

Co — конденсатор фильтра. Чем он больше тем меньше пульсаций, должен быть LOW ESR типа. В принципе можно им не увлекаться, а поставить еще LC фильтр. Это позволит очень значительно уменьшить пульсации.

R1, R2 — делитель напряжения который задает выходное напряжение. Один из этих резисторов можно сделать подстроечным, тогда можно будет точно установить выходное напряжение.

Диод должен быть сверхбыстрым (ultrafast) или диодом шоттки с допустимым обратным напряжение не менее чем в 2 раза превышающим выходное.

Напряжение питания микросхемы не должно превышать 40 вольт, а ток Ipk не должен превышать 1.5А

P.S.:  Кому-то может показаться, что этот калькулятор – плагиат с сайта https://www.nomad.ee/micros/mc34063a/index.shtml. С одной стороны – это так, я использую код с этой странички. С другой стороны, автор его свободно распространяет, а я перевел его на русский и выложил на случай падения сайта автора, да и просто чтобы удобный калькулятор был у меня под рукой.

(Подписаться на комментарии) | (Как правильно комментировать?)

Создать новую ветку комментариев

Вы должны войти или зарегистрироваться чтобы оставить комментарий.

Радиосхемы / Питание | 28-01-2014, 03:04 | Просмотров: 52891 | Комментарии: 3ВернутьсяРекомендуем также:

Основы электроники

Сегодня мы рассмотрим такую замечательную микросхему как MC34063 (MC33063), являющуюся интегральным микроконтроллером импульсного преобразователя напряжения без гальванической развязки, и требующую минимума внешних компонентов для полноценной работы построенного на ее основе миниатюрного DC-DC конвертера (понижающего, повышающего либо инвертирующего).

Сразу отметим, что максимальный рабочий ток для встроенного силового ключа данной микросхемы не должен превышать 1,5 ампера, а максимальное входное напряжение составляет для нее ни много ни мало 40 вольт при минимально возможных 3,3 В.

В отличие от линейных стабилизаторов серии 78хх, импульсный DC-DC преобразователь отличается более высоким КПД, не требует радиатора, и, будучи спроектирован под конкретную выходную мощность, занимает очень мало места на печатной плате.

Микросхема MC34063 (MC33063) доступна как в выводном, так и в планарном корпусе. В даташите фирмы ON Semiconductor приведена такая принципиальная схема данного компонента:

Выводы 6 и 4 – питание

Питание внутренних функциональных узлов микросхемы осуществляется постоянным напряжением через выводы 6 и 4. Четвертый вывод — общий (GND) , шестой вывод — плюс источника питания (Vcc) как для микросхемы, так и для небольшой внешней цепи, которая будет собрана вокруг нее.

Выводы 3, 4 и 7

Встроенный осциллятор микросхемы генерирует прямоугольные импульсы постоянной частоты, значение которой определяется емкостью конденсатора, подключенного между 3 и 4 выводами, а продолжительность каждого импульса зависит от величины напряжения на выводе 7 — на резистивном датчике тока. Как только напряжение на выводе 7 достигает 0,3 В, управляющий прямоугольный импульс внутри микросхемы завершается. Дальше станет ясно, почему так происходит.

В соответствии с законом Ома, максимальные 1,5 ампера тока при 0,3 вольтах (такова калибровка микросхемы по даташиту) на резисторе достижимы при номинале резистора в 0,2 Ом. Однако всегда необходим некоторый запас, поэтому берут минимум 0,25 Ом — обычно в этом месте включают параллельно четыре резистора по 1 Ом.

Вывод 8

Вывод 8 является открытым коллектором внутреннего транзистора Q2, управляющего силовым транзистором Q1, который призван коммутировать внешнюю индуктивность к источнику питания. Общий коэффициент усиления по току здесь находится в районе 75. Это значит, что в зависимости от топологии проектируемого преобразователя, на выводе 8 может потребоваться резистор для ограничения тока базы.

Вывод 5

Благодаря наличию встроенного в микросхему калиброванного источника опорного напряжения номиналом 1,25 вольт, в проектируемом DC-DC преобразователе любой топологии можно легко построить самую обычную цепочку обратной связи по выходному напряжению. А именно — подать с выхода преобразователя, через резистивный делитель, на вывод №5 соответствующее напряжение в 1,25 вольта, составляющие определенную долю от необходимого выходного напряжения.

Поскольку принципы построения конвертеров типа Buck и Boost мы уже разбирали в предыдущих статьях, подробно останавливаться на этих принципах сейчас не будем, а только отметим, что кроме самой микросхемы, для построения Buck (понижающего) или Boost (повышающего) преобразователя без гальванической развязки на микросхеме MC34063 (MC33063), кроме самой микросхемы нам потребуется лишь диод Шоттки типа 1N5822 или 1N5819, в зависимости от выходного тока, дроссель подходящей индуктивности и подходящего максимального тока, несколько резисторов для получения шунта на 0,25 Ом и на общую рассеиваемую мощность около 1-2 Вт, времязадающий конденсатор на 3 ногу, а также конденсатор выходного фильтра и конденсатор по входу на 6 ножку (электролитические).

Смотрите также: Понижающий преобразователь (buck converter) – расчет компонентов

Андрей Повный, FB, ВК

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий