Преобразователи напряжения на MC34063 — Radio это просто
от Foxiss
Преобразователи напряжения на MC34063 являются одной из самых популярной тем, для реализации в любительских условиях представленные простые схемы. Причина в том, что для изменения напряжения необходимы трансформаторы, обычно высокочастотные. Следующие предложенные схемы представляют собой пару инверторов, один из которых на маленький ток потребления другой по мощней.
Преобразователи постоянного напряжения входят в число схем, которые очень часто требуются в электронике. Смысл понижающих преобразователей относительно ясен и прост, их цель — снизить высокое входное напряжение до требуемого более низкого значения. Однако по сравнению, например, с линейными стабилизаторами, инверторы имеют огромное преимущество в значительно более высоком КПД, который может достигать 95%.
В случае линейных стабилизаторов эффективность определяется только соотношением входного и выходного напряжения в зависимости от протекающего тока. Все потери мощности в этом случае полностью бесполезно используются на нагрев (что, помимо прочего, влечет за собой необходимость охлаждения).
Однако они используются не очень часто, и необходимость в их возникает особенно в маломощных устройствах, где симметричный источник питания был бы слишком непрактичным. При низком входном напряжении они могут вырабатывать напряжения в несколько раз выше. В отличие от линейных регуляторов, инверторы представляют собой импульсные источники напряжения, которые необходимо тщательно фильтровать.
Простая потребность в качественной фильтрации влечет за собой сложную задачу в виде получения или изготовления качественной катушки фильтра. В случае повышающих преобразователей очень часто возникает потребность в ферритовых трансформаторах или, по крайней мере, высококачественных индуктивностях, на которых можно было бы повысить напряжение.
Схемы преобразователи напряжения на MC34063, которые показаны в этой статье представляют собой простые повышающие преобразователи напряжения с КПД около 70% на основе микросхемы MC34063, разработанной специально для использования в преобразователях постоянного тока и требующей лишь минимального количества внешних компонентов. Более простой вариант — это преобразователь 12В в 24В с максимальным выходным током 100 мА.
Второй вариант, оснащенный транзистором, обеспечивает нагрузку током до 1,5А.
MC34063A интегральная микросхема достаточно давно на рынке и содержит внутренний источник опорного напряжения (с точностью до 2%), компаратор для обратной связи по напряжению, внутренний генератор с возможностью создания токовой защиты.
Частота генератора задается синхронизирующим конденсатором, подключенным к входу TIM. Токовая защита, обычно простой резистор, на котором происходит требуемое падение напряжения из-за протекающего тока, подключается между входным напряжением и выводом Isen.
В случае обеих схем входное напряжение подается на разъем X1. Далее следует основная фильтрация в виде электролитического конденсатора С1 и самого инвертора с его цепями. В нашем случае конденсатор C2 имеют значение 1n5, что соответствует частоте генератора около 30 кГц. Токовое сопротивление R1 на мощность 2 Вт.
В случае более мощной схемы внутренний транзистор дополняется силовым транзистором T1, что обеспечивает быстрый разряд индуктивности без ущерба для самой микросхемы. Далее следуют выпрямительные диоды D1 и фильтр, обвязанный конденсаторами C3 и C4 и дроссель L2. Обратная связь реализована резистивным делителем R3, R4 или R4, R5 соответственно, коэффициент деления которого определяет нужное выходное напряжение. Затем нагрузка подключается к разъему X2.
Оба преобразователи напряжения на MC34063 размещены на односторонних печатных платах, а их сборку и базовый ремонт может выполнить даже начинающий любитель вид и расположение компонентов на печатной плате приведены на рисунках в статье.
В случае преобразователя на ток 1,5А силовой транзистор Т1 необходимо установить на подходящий радиатор. После монтажа и тщательного осмотра на возможные ошибки подключите напряжение питания ко входу и проверьте с помощью вольтметра на выходе, есть ли необходимое напряжение. Из-за импульсного режима работы выход должен быть постоянно нагружен током не менее 5 мА, чтобы избежать чрезмерного насыщения дросселей. Вот такие простые, но рабочие схемы.
Рубрики Источники питания© 2023 Radio это просто • Создано с помощью GeneratePress
MC34063 — radiohlam.ru
09.04.2010Импульсные преобразователи, Питание, ПроектыКомментарии: 0rhf-adminМетки: dc/dc, MC34063, sepic, импульсный преобразователь, преобразователь напряжения
В качестве топологии преобразователя …Читать далее
13.01.2010Импульсные преобразователи, Питание, ПроектыКомментарии: 0rhf-adminМетки: boost, dc/dc, MC34063, импульсный преобразователь, повышающий преобразователь, преобразователь напряженияЧитать далее
07.01.2010Импульсные преобразователи, Питание, ПроектыКомментарии: 0rhf-adminМетки: dc/dc, MC34063, sepic, импульсный преобразователь, преобразователь напряжения
Как следует из названия — описанный ниже преобразователь способен как повышать, так и понижать входное напряжение, в зависимости от его величины, выдавая при этом на выходе стабильные 9В. Данный преобразователь при входном напряжении 7..14В выдаёт на выходе стабильные 9В при токе …Читать далее
04.01.2010Импульсные преобразователи, Питание, ТеорияКомментарии: 0rhf-adminМетки: dc/dc, MC34063, импульсный преобразователь, преобразователь напряженияЧитать далее
14.09.2009Импульсные преобразователи, Питание, ПроектыКомментарии: 0rhf-adminМетки: boost, dc/dc, MC34063, step-up, импульсный преобразователь, понижающий преобразователь, преобразователь напряжения
Преобразователь рассчитан на максимальный выходной ток порядка 300 мА, имеет небольшие размеры и очень удобен. В основе устройства лежит широко распространённая микросхема MC34063. Схема: Готовый преобразователь: Скачать печатную плату (AutoCAD2000i) Скачать печатную плату (DipTrace 2.0) Данная …Читать далее
04.08.2009Авто/мото/вело, Импульсные преобразователи, Питание, ПроектыКомментарии: 0rhf-adminМетки: buck, dc/dc, MC34063, step-down, импульсный преобразователь, понижающий преобразователь, преобразователь напряженияЧитать далее
02.
08.2009Авто/мото/вело, Импульсные преобразователи, Питание, ПроектыКомментарии: 0rhf-adminМетки: buck, dc/dc, MC34063, step-down, импульсный преобразователь, понижающий преобразователь, преобразователь напряженияЧитать далее
01.08.2009Импульсные преобразователи, Питание, ТеорияКомментарии: 2rhf-adminМетки: buck, dc/dc, MC34063, импульсный преобразователь, понижающий преобразователь, преобразователь напряженияОписанный в этой статье DC-DC преобразователь рассчитан на входное напряжение 12..16 В, выходное напряжение 9,5 В и выходной ток порядка 1А. Преобразователь основан на широко распространённой микросхеме MC34063.
Он прост в изготовлении и достаточно дёшев, однако на большие токи не рассчитан из-за относительно низкого КПД и, как следствие, — значительного нагрева. Схема: Катушку на 4..8 …
Читать далее
30.07.2009Импульсные преобразователи, Питание, ПроектыКомментарии: 0rhf-adminМетки: buck, dc/dc, MC34063, step-down, импульсный преобразователь, понижающий преобразователь, преобразователь напряженияНиже представлена схема понижающего DC/DC конвертера, который, при подаче на вход напряжения 7…15В, на выходе выдает стабильное напряжение 5В. Преобразователь рассчитан на максимальный выходной ток порядка 300 мА, имеет небольшие размеры и очень удобен, например, для питания различных контроллерных устройств от автомобильного аккумулятора. В основе устройства лежит широко распространённая микросхема MC34063. Схема: Готовый преобразователь: Скачать …
Читать далее
30.06.2009Импульсные преобразователи, Питание, ТеорияКомментарии: 0rhf-adminМетки: buck, dc/dc, MC34063, step-down, импульсный преобразователь, понижающий преобразователь, преобразователь напряженияРассмотрим типовую схему понижающего DC/DC конвертера на микросхемах 34063: Выводы микросхемы: SWC (switch collector) — коллектор выходного транзистора SWE (switch emitter) — эмиттер выходного транзистора Tc (timing capacitor) — вход для подключения времязадающего конденсатора GND — земля (общий провод) CII (comparator inverting input) — инвертирующий вход компаратора Vcc — питание Ipk — вход схемы ограничения …
Читать далее
Частота— MC34063A: Почему я разгоняю этот чип?
Я решил получить некоторый опыт работы с преобразователями постоянного тока и приобрел преобразователь постоянного тока Onsemi MC34063A.
Из документации у меня есть таблица данных, примечания по применению AN920 и рабочий лист Excel. В техническом описании упоминается еще одно примечание по применению, AN954/D, но я нигде не могу его найти.
Идея заключалась в том, чтобы понизить 12 В до 5 В с током до 500 мА и пульсацией 50 мВ. Итак, я прочитал формулы в таблице данных, примечаниях по применению и рабочем листе и сделал некоторые расчеты.
Я взял \$V_{sat}=1,3 \mbox{ } V\$ , из таблицы данных максимальное значение, я использую 1N5817, поэтому при 1 A \$V_{F}=0,45\mbox{ } V\$, минимальное входное напряжение, если я принимаю отклонение равным 10%, равно \$V_{in(min)}=10,8 \mbox{ } V\$, выходное напряжение \$V_{out}=5 \mbox{ } В\$. Используя формулу из таблицы, это дает мне \$\frac{t_{on}}{t_{off}}=1,21\$. Я выбрал частоту преобразователя 89 кГц, потому что она должна хорошо соответствовать конденсатору \$220 \mbox{ } pF \$, но об этом позже. Затем \$t_{on}+t_{off}=11,24 \mbox{ } \mu s\$, что дает мне \$t_{off}= 5,09\mbox{ } \mu s\$ и \$t_{on}=6,15 \mbox{ } \mu s\$.
Все это дает мне \$C_t=246 \mbox{ } пФ\$, поэтому я буду использовать \$220 \mbox{ } пФ + 22 \mbox{ } pF=242 \mbox{ } пФ\$. Далее у меня есть \$I_{pk(swich)}=1 \mbox{ } A\$. Чувствительный резистор равен \$R_{sc}=0,3 \mbox{ } \Omega\$, поэтому я буду использовать 3 резистора по 1 \$\Omega\$ и соединить их параллельно. Далее идет минимальная индуктивность \$L_{(min)}=28 \mbox { } \mu H\$. Далее идет выходной конденсатор \$C_o=28,1 \mbox{ } \mu F\$. Наконец, выходные резисторы. Формула: \$V_{out}=1,25(\frac{R_2}{R_1}+1)\$. Я подобрал 4 резистора \$10\mbox{ } k\Omega\$. Один для \$R_1\$ и 3 последовательно для \$R_2\$.
Теперь давайте посмотрим на заметку по применению и посмотрим, сделали ли они там что-то другое: Ну, формула для \$R_{sc}\$ немного отличается и дает мне \$0,263 \mbox{ } \Omega\$ как минимальное значение чувствительного резистора.
Теперь давайте посмотрим на рабочий лист Excel: там появляется новый параметр \$ \frac { \Delta I_{L} } {I_{l(avg)} } \$ и рабочий лист говорит:
Для максимального выходного тока предлагается выбрать ΔIL.
быть менее 10% от среднего тока индуктора, IL(avg). Этот поможет предотвратить достижение Ipk (sw) порога ограничения тока устанавливается РСК. Если целью проекта является использование минимального значения индуктивности, пусть IL = 2 * IL (среднее). Это пропорционально уменьшит выходной ток способность.
быть менее 10% от среднего тока индуктора, IL(avg). Этот
поможет предотвратить достижение Ipk (sw) порога ограничения тока
устанавливается РСК. Если целью проекта является использование минимального значения индуктивности,
пусть IL = 2 * IL (среднее). Это пропорционально уменьшит выходной ток
способность.Что ж, я не знаю, что здесь делать, но высокий выходной ток звучит неплохо, поэтому я поставил его на 6%, и рабочий лист дает мне минимальную индуктивность \$ 920 \mbox{ } \mu H\$. Так получилось, что у меня в барахле (ДПО-1.0-1000) лежит дроссель на 1 мГн и я решил его использовать.
Наконец, у меня есть схема:
Теперь, если я правильно понимаю работу этого устройства, времязадающий конденсатор используется для обеспечения тактового сигнала, который подается на индуктор по мере необходимости. Если на чувствительном резисторе слишком высокое напряжение (имеется в виду перегрузка по току) или потребление слишком низкое, такты пропускаются.
Насколько я понимаю, у самого чипа не должно быть возможности изменить частоту, заданную конденсатором.
Моя проблема, похоже, в частоте переключения и в том, как она меняется при нагрузке. В документации сказано, что регулятор работает до 100 кГц, и я вижу странные результаты на осциллографе. Я измеряю форму волны на диоде и на времязадающем конденсаторе.
Вот как это выглядит без нагрузки:
Насколько я знаю, такая волна должна появляться из-за того, что регулятор пропускает циклы, и это должно быть нормально.
Затем у меня есть нагрузка с некоторыми светодиодами, потребляющими около 200 мА.
Обратите внимание, что частота немного выше. Я ожидал 89 кГц и ниже (поскольку схема на макетной плате и ожидаю паразитных емкостей от соседних рядов), а получилось 99,6 кГц, что как раз на границе нормальной работы.
Вот что происходит, когда я подключаю плату микроконтроллера, мигающую некоторыми светодиодами. Частота более чем в два раза превышает максимальную рабочую частоту регулятора.
С помощью резистора \$ 1 \mbox{ } \Omega\$ и другого блока питания я определил, что максимальный мгновенный ток этой платы составляет 294 мА, так что это вполне в пределах 500 мА, для которых я его разработал. Пульсации на выходе составляют 680 мВ от пика до пика, так что вроде все более-менее нормально, а напряжение около 4,9 В, так что мне тоже кажется более-менее нормальным.
Есть идеи, что здесь происходит с частотой? Я пробовал разные времязадающие конденсаторы, и все они ведут себя одинаково, и ни один из них не дает расчетной частоты.
ОБНОВЛЕНИЕ
Вот осциллограмма выходного сигнала с использованием пружинного разъема заземляющего провода и оголенного наконечника зонда, синхронизированного с пиком наибольшей амплитуды:
ОБНОВЛЕНИЕ
Что касается частоты, я нашел несколько керамических резисторов на 10 Ом и попытался нагрузить источник питания одним из них (что должно дать мне нагрузку 500 мА), но я все еще получаю высокие частоты, и кажется как-то связано с ограничением тока, насколько я вижу.
Когда я подключаю резистор, максимальный ток, который я могу получить, составляет около 370 мА. Я экспериментировал с разными значениями резисторов считывания, и с увеличением сопротивления резисторов считывания частота увеличивалась.
Вот пример формы волны \$C_t\$ с резистором 1 Ом:
и вот с резистором 0,5 Ом:
блок питания — Низкая производительность микросхемы MC34063. Неверные напряжения BJT, несоответствующие спецификации тайминги — как не доверять таблице данных
РЕДАКТИРОВАТЬ внизу.
Ссылаясь на предыдущий вопрос, который я решил, он был связан с конфигурацией инвертирующего усиления MC34063 со следующим расположением:
Рисунок 1
Я понял, что моя схема и расчеты верны, и вопрос был решен. Тем не менее, оставался открытым другой вопрос: почему по измерениям Vsat внутреннего переключателя составлял 1,6 В или около того, в то время как, следуя выбору компонентов, он все еще должен быть в диапазоне менее 0,5 В (из таблицы данных).
Вкратце о выборе компонентов:
- R1 = 0,33 Ом
- C1 = 47 мкФ (электролитический)
- R2 = 49,5 кОм
- R3 = 2,49 кОм
- С3 = 680 пФ
- Д1 = В4ПАН50-М3/И
- Л1 = СРН1060-221М
- C6 = 47 мкФ (электролитический)
У меня были правильные 50 мА при минимальном входном напряжении 6,5 В, которые можно получить по следующей формуле:
\$ \frac{t_{on}}{t_{off}} = \frac{|{V_o}| + V_{diode}}{V_{in}-V_{sat}} \$
Измеряя отношение времени включения/выключения при наихудшем сценарии минимального входного напряжения при максимальной нагрузке (50 мА), я обнаружил, что минимальное входное напряжение составляет 6,5 В, так как отношение времени включения/выключения составляет 5,2, а Vsat составляет 1,6 В. Ввод значений в формулу фактически проверит, что происходит.
Мой вопрос заключается в том, почему чип сохраняет соотношение времени включения/выключения близко к минимуму, указанному в техническом описании, со всеми 6 частями, которые я пробовал, и почему Vsat такой высокий (намного выше спецификации).
Это захват контакта 3 на канале 1 (временной конденсатор) и контакта 2 на канале 2:
Изображение 2
А вот на канале 2 и 4 находятся соответственно пин 2 и пин 1 (закорочены на 7 и 8), показывая входное напряжение на отметке 6,5В (хотя при приобретении ниже на 6,1В…) , а во включенном состоянии напряжение индуктора составляет около 4,5 В, см. сборку:
Изображение 3
Данные получены с небольшой нагрузкой, так как вы можете видеть, что ток катушки индуктивности стремится к нулю, а напряжение колеблется с определенной резонансной частотой, прежде чем снизится до нуля.
Здесь есть что-то очевидное?
РЕДАКТИРОВАТЬ:
- Были жалобы на отсутствие оригинальной схемы, которую я использовал, так что вот она.
- Кроме того, в ответе мне было указано, что максимальное напряжение Vce sat составляет 1,3 В, хотя я хочу упомянуть, что оно составляет 0,5 В. Действительно, я был неправ, но также важно отметить, что это все еще не объясняет мои показания 1,6 В, которые выше абсолютного максимума.
- Приобретение прицела не было убедительным, поэтому, поскольку сейчас у меня нет к нему доступа, я обновлю его чуть позже.
РЕДАКТИРОВАТЬ 1:
- Обновлено приобретение области, опубликованное в этом РЕДАКТИРОВКЕ1:
Рисунок 4
Естественный звон генератора теперь показывает, что в моей настройке/калибровке нет фундаментальной ошибки.
Открытый вопрос, учитывая наблюдения, которые я получил от Vce_sat, заключается в следующем:
Почему V_ce остается на уровне максимального значения из таблицы данных (макс. 1,3 В, измерено 1,6 В), что далеко от типичного? И, из предыдущего вопроса, почему отношение t_on/t_off остается около минимального значения 5,27, где минимальное значение равно 5,2? Это как-то связано? Я пропустил что-то еще?
Мне просто интересно, была ли у кого-то еще похожая проблема с аналогичными характеристиками. Я использую печатную плату, которую я разработал.
