Конденсатор C3 (1nF) определяет частоту внутреннего генератора. При такой емкости частота колебаний будет порядка 40 кГц. Конденсатор C1 (470uF/25V) фильтрует напряжение питания, а C2 (1nF) фильтрует напряжение, отвечающее требованиям внутреннего компаратора с делителя R1 (10k) к R3 (1М) + PR1 (1М). На ножке 5 микросхемы U1 при стабильной работе держится напряжение 1.25 В. И теперь считаем теоретический диапазон выходных напряжений: 125 В (потенциометр к 0) до 250 В (потенциометр на максимальное значение).

Резистор R2 (2,2 Ома) небольшого сопротивления работает как датчик тока, ограничивая амплитуду тока на входе, а, следовательно, энергоэффективность системы. Преобразователь работает в двух циклах:

1. В первом, когда транзистор T2 (STP6NK60Z) замкнут, энергия накапливается в дросселе L1 (470uH).
2. Во втором цикле ключ будет отключен и высокое индуцированное напряжение в катушке, заряжает конденсатор C4 (MKPX2 100nF/275VAC) через диод D2 (UF4007). Светодиод препятствует разрядке конденсатора.

Печатная плата не имеет перемычек, а ее монтаж очень простой. Порядок пайки элементов, в принципе, любой, однако стоит начать с самых маленьких. Следует обратить особое внимание на качество сборки, особенно это касается делителя обратной связи. Без него выходное напряжение может вырасти до больших значений, повредив конденсатор и даже ключевой транзистор. Выходную мощность преобразователя можно увеличить, применив резистор R2 меньшего значения. При величине этого резистора на уровне 1 Ом, сила выходного тока вырастет примерно до 8 мА.

Эта схема является универсальным преобразователем напряжения, который идеально подходит например для изготовления часов на лампах Nixie. Преобразователь работает на базе популярной и недорогой м/с MC34063 и для работы требует лишь несколько внешних компонентов. В схеме применен усиливающий ключ – высоковольтный полевой транзистор MOSFET STP6NK60Z. Устройство предназначено для входного питания напряжением 12 В.

Схема проекта

Основой преобразователя является многим уже хорошо известная микросхема MC34063, которая представляет собой чип-контроллер, содержащий основные компоненты, необходимые для изготовления преобразователей DC-DC. Система компенсируется термически, имеет источник опорного напряжения, компаратор и генератор с регулировкой.

Конденсатор C3 (1nF) определяет частоту внутреннего генератора. При такой емкости частота колебаний будет порядка 40 кГц. Конденсатор C1 (470uF/25V) фильтрует напряжение питания, а C2 (1nF) фильтрует напряжение, отвечающее требованиям внутреннего компаратора с делителя R1 (10k) к R3 (1М) + PR1 (1М). На ножке 5 микросхемы U1 при стабильной работе держится напряжение 1.25 В. И теперь считаем теоретический диапазон выходных напряжений: 125 В (потенциометр к 0) до 250 В (потенциометр на максимальное значение).

Резистор R2 (2,2 Ома) небольшого сопротивления работает как датчик тока, ограничивая амплитуду тока на входе, а, следовательно, энергоэффективность системы. Преобразователь работает в двух циклах:

1. В первом, когда транзистор T2 (STP6NK60Z) замкнут, энергия накапливается в дросселе L1 (470uH).
2. Во втором цикле ключ будет отключен и высокое индуцированное напряжение в катушке, заряжает конденсатор C4 (MKPX2 100nF/275VAC) через диод D2 (UF4007). Светодиод препятствует разрядке конденсатора.

Печатная плата не имеет перемычек, а ее монтаж очень простой. Порядок пайки элементов, в принципе, любой, однако стоит начать с самых маленьких. Следует обратить особое внимание на качество сборки, особенно это касается делителя обратной связи. Без него выходное напряжение может вырасти до больших значений, повредив конденсатор и даже ключевой транзистор. Выходную мощность преобразователя можно увеличить, применив резистор R2 меньшего значения. При величине этого резистора на уровне 1 Ом, сила выходного тока вырастет примерно до 8 мА.

Идея создания этого преобразователя возникла у меня после покупки нетбука Asus EeePC 701 2G. Маленький, удобный, гораздо мобильнее огромных ноутбуков, в общем, красота, да и только. Одна проблема — надо постоянно подзаряжать. А поскольку единственный источник питания, который всегда под рукой — это автомобильный аккумулятор, то естественно возникло желание заряжать нетбук от него. В ходе экспериментов обнаружилось, что сколько нетбуку не дай, — больше 2 ампер он все равно не возьмет, то есть регулятор тока, как в случае зарядки обычных аккумуляторов, нафиг не нужен. Красота, нетбук сам разрулит сколько тока потреблять, следовательно, нужен просто мощный понижающий преобразователь с 12 на 9,5 вольт, способный

За основу преобразователя была взята хорошо известная и широко доступная микросхема MC34063. Поскольку в ходе экспериментов типовая схема с внешним биполярным транзистором зарекомендовала себя мягко скажем не очень (греется), было решено прикрутить к этой микрухе p-канальный полевик (MOSFET).

Катушку на 4..8 мкГн можно взять со старой материнской платы. Видели, там есть кольца, на которых толстыми проводами по несколько витков намотано? Ищем такую, на которой 8..9 витков одножильным толстым проводом — как раз самое то.

Все элементы схемы рассчитываются по типовой методике, так же, как и для преобразователя без внешнего транзистора, единственное отличие — V

Как мы помним, для того, чтобы р-канальный полевик открылся — надо подать на затвор отрицательное относительно истока напряжение (то есть подать на затвор напряжение, меньше напряжения питания, т.к. исток у нас подключен к питанию). Для этого нам и нужны резисторы R4, R5. Когда транзистор микросхемы открывается — они образуют делитель напряжения, который и задает напряжение на затворе. Для IRF4905 при напряжении исток-сток 10В для полного открытия транзистора достаточно подать на затвор напряжение на 4 вольта меньше напряжения истока (питания), U

В общем-то, радиатор можно было даже поменьше взять — преобразователь греется незначительно. КПД данного устройства около 90% при токе 2А.

Вход соединяете с вилкой для прикуривателя, выход — со штекером для нетбука.

Если не страшно, то можете вместо резистора R_sc просто поставить перемычку, как видите, лично я так и сделал, главное ничего не коротнуть, а то бумкнет 🙂

Скачать плату в формате Sprint-Layout 5.0. Плата разведена под использование SMD резисторов и конденсатора C₁. Да, и еще одно. Эта печатка не для того, чтобы её утюгом переносить, а чтобы дырочки наметить. Рисуйте маркером на плате, причем рисуйте дороги потолще, чтобы теплоотвод был получше. На чертеже показан вид сверху (со стороны деталей).

Если достать р-канальный полевик — проблема, читайте как собрать понижающий DC/DC преобразователь 12/9,5В 2,5А на микросхеме MC34063 с внешним n-канальным полевиком (MOSFET). С N-канальником, кстати, понижайка ещё лучше получается.

Пересчитав описанный выше конвертер на другие выходные напряжения и токи, можно изготовить автомобильные зарядные устройства и для других нетбуков.

Кроме того, хотелось бы добавить, что типовая методика совсем не идеальна в плане расчётов и ничего не объясняет, поэтому если вы хотите реально понять как всё это работает и как правильно рассчитывается, то рекомендую прочитать вот эту трилогию о понижающих преобразователях напряжения.

34063 Схема включения с транзистором

Повышающие DC-DC преобразователи находят широкое применение в электронике. Они могут применяться как отдельные модули питания конкретных объектов, так и могут входить в часть электрической схемы. Например, можно поднять напряжение пятивольтного аккумулятора и питать от него через повышающий преобразователь нагрузку напряжением 12В (усилитель, лампу, реле и т.д.). Еще пример, в некоторых охранно-пожарных сигнализациях на линиях контроля около 30В постоянного тока, а сам блок контроля и управления работает от 12В, поэтому в последние внедряют повышающие преобразователи и они являются частью схемы блоков контроля и управления.

Микросхема МС34063 представляет собой импульсный конвертор, поэтому она обладает высокой эффективностью (КПД) и имеет три схемы включения (инверторную, повышающую и понижающую). В этой статье будет описан исключительно повышающий (Step Up) вариант.

МС34063 выполняется в корпусах DIP-8 и SO-8. Расположение выводов показано ниже.

Основные технические параметры MC34063.

Входное напряжение ………. от 3 до 40 Вольт

Выходное напряжение ………. от 1.25 до 38 Вольт

Максимальный ток на выходе ………. 1.5 Ампер

Максимальная частота ………. 100кГц

Максимальный ток на выходе это пиковый ток на внутреннем транзисторе и он значительно больше тока нагрузки, поэтому не стоит надеяться, что преобразователь будет держать 1.5A на выходе. Ниже представлен калькулятор, который позволит правильно посчитать ток.

Другую интересующую информацию по параметрам и внутреннему устройству микросхемы можно найти в Datasheet.

Схема повышающего DC-DC преобразователя на MC34063.

Опишу работу простыми словами. В микросхеме MC34063 есть генератор, генерирующий импульсы с определенной частотой. Генератор, взаимодействуя с другими узлами, управляет выходным транзистором, коллектор которого соединен с выводом 1, а эмиттер с выводом 2.

Когда выходной транзистор открыт, дроссель L1 заряжается входным напряжением через резистор R3.

После закрытия выходного транзистора, дроссель отключается от земли и в этот момент происходит его разряд (самоиндукция). Энергия дросселя уже с противоположной полярностью и большая по силе поступает на диод VD1. После выпрямления напряжения диодом, оно поступает на выход схемы, накапливаясь в конденсаторе C3. Помимо накопления, данный конденсатор сглаживает пульсации.

Схема конвертирует напряжение постоянного тока с 5В до 12В. Чуть ниже пойдёт речь об изменении номиналов элементов под нужные напряжения.

Резисторами R1 и R2 задается напряжение на выходе. Резистор R3 ограничивает выходной ток до минимума, при превышении определенной мощности.

Конденсатор C2 задает частоту преобразования.

Элементы.

Все резисторы мощностью 0.25Вт кроме R3 (0.5-1 Ватт).

В качестве L1 я взял готовый дроссель на 470мкГн, намотанный медным эмалевым проводом на гантель из феррита и отмотал три слоя, уменьшив тем самым индуктивность до 75мкГн (индуктивность больше расчетной допускается, а меньше нельзя).

Дроссель должен выдерживать пиковый выходной ток (в моем случае 1.5А).

Также можно взять кольцо из порошкового железа (жёлтого цвета) наружным диаметром 18мм, внутренним 8мм, толщиной 8мм и намотать медным проводом (диаметром 0.6мм и более) 30-40 витков (при 30 витках индуктивность получилась 55мкГн). Кольцо можно взять больше моего, но меньше не рекомендую.

Диод VD1- Шоттки, либо быстродействующий (типа SF, UF, MUR, HER и т.д.) на ток не менее 1А и обратное напряжение в два раза больше выходного (в моем случае 40В).

У микросхемы МС34063 есть отечественный аналог КР1156ЕУ5, они полностью взаимозаменяемы.

Расчет преобразователя на MC34063 под другое напряжение и ток.

Расчет займет не более одной минуты. Для этого необходимо воспользоваться On-line калькулятором расчета параметров МС34063. Помимо номиналов программа высчитает пиковый выходной ток, и в случае его превышения выдаст сообщение.

Калькулятор считает минимальную индуктивность, поэтому ее можно брать с положительным запасом (произойдут незначительные изменения лишь в КПД).

Пару слов…

Расчетная частота (50кГц в моем случае) является минимальной и может значительно отличаться и изменяться в зависимости от входного напряжения и тока нагрузки.

При выходном токе 200мА происходит достаточно сильный нагрев микросхемы MC34063, и работать в таком режиме долгое время возможно не сможет.

Рекомендую использовать MC34063 в тех случаях, когда нужно питать слаботочную часть схемы или отдельную нагрузку током до 150-250мА, а для нагрузки 3-5А предлагаю обратить внимание на повышающие DC-DC преобразователи, построенные на базе UC3843 и UC3845.

Печатная плата повышающего преобразователя на MC34063 (из 5В в 12В) СКАЧАТЬ

«Наш мир погружен в огромный океан энергии, мы летим в бесконечном пространстве с непостижимой скоростью. Всё вокруг вращается, движется – всё энергия. Перед нами грандиозная задача – найти способы добычи этой энергии. Тогда, извлекая её из этого неисчерпаемого источника, человечество будет продвигаться вперёд гигантскими шагами» Никола Тесла (1891)

воскресенье, 26 июня 2016 г.

Микросхема MC34063 схема включения

Основные технические характеристики MC34063

• Широкий диапазон значений входных напряжений: от 3 В до 40 В;
• Высокий выходной импульсный ток: до 1,5 А;
• Регулируемое выходное напряжение;
• Частота преобразователя до 100 кГц;
• Точность внутреннего источника опорного напряжения: 2%;
• Ограничение тока короткого замыкания;
• Низкое потребление в спящем режиме.

Структура схемы:

1. Источник опорного напряжения 1,25 В;
2. Компаратор, сравнивающий опорное напряжение и входной сигнал с входа 5;
3. Генератор импульсов сбрасывающий RS-триггер;
4. Элемент И объединяющий сигналы с компаратора и генератора;
5. RS-триггер устраняющий высокочастотные переключения выходных транзисторов;
6. Транзистор драйвера VT2, в схеме эмиттерного повторителя, для усиления тока;
7. Выходной транзистор VT1, обеспечивает ток до 1,5А.

MC34063 повышающий преобразователь

Например я данную микросхему использовал чтобы получить 12 В питание интерфейсного модуля от ноутбучного порта USB (5 В), таким образом интерфейсный модуль работал когда работал ноутбук ему не нужен был свой источник бесперебойного питания.
Также имеет смысл использовать микросхему для питания контакторов, которым нужно более высокое напряжение, чем другим частям схемы.
Хотя MC34063 выпускается давно, но возможность работы от 3 В, позволяет её использовать в стабилизаторах напряжения питающихся от литиевых аккумуляторов.
Рассмотрим пример повышающего преобразователя из документации. Эта схема рассчитана на входное напряжение 12 В, выходное — 28 В при токе 175мА.

• C1 – 100 мкФ 25 В;
• C2 – 1500 пФ;
• C3 – 330 мкФ 50 В;
• DA1 – MC34063A;
• L1 – 180 мкГн;
• R1 – 0,22 Ом;
• R2 – 180 Ом;
• R3 – 2,2 кОм;
• R4 – 47 кОм;
• VD1 – 1N5819.

В данной схеме ограничение входного тока задается резистором R1, выходное напряжение определяется соотношением резистором R4 и R3.

Понижающий преобразователь на МС34063

Понизить напряжение значительно проще – существует большое количество компенсационных стабилизаторов не требующих катушек индуктивности, требующих меньшего количества внешних элементов, но и для импульсного преобразователя находиться работа когда выходное напряжение в несколько раз меньше входного, либо просто важен КПД преобразования.
В технической документации приводиться пример схемы с входным напряжение 25 В и выходным 5 В при токе 500мА.

• C1 – 100 мкФ 50 В;
• C2 – 1500 пФ;
• C3 – 470 мкФ 10 В;
• DA1 – MC34063A;
• L1 – 220 мкГн;
• R1 – 0,33 Ом;
• R2 – 1,3 кОм;
• R3 – 3,9 кОм;
• VD1 – 1N5819.

Данный преобразователь можно использовать для питания USB устройств. Кстати можно повысить ток отдаваемый в нагрузку, для этого потребуется увеличить емкости конденсаторов C1 и C3, уменьшить индуктивность L1 и сопротивление R1.

МС34063 схема инвертирующего преобразователя

Третья схема используется реже двух первых, но не менее актуальна. Для точного измерения напряжений или усиления аудио сигналов часто требуется двуполярное питание, и МС34063 может помочь в получении отрицательных напряжений.
В документации приводиться схема позволяющая преобразовать напряжение 4,5 .. 6.0 В в отрицательное напряжение -12 В с током 100 мА.

Идея создания этого преобразователя возникла у меня после покупки нетбука Asus EeePC 701 2G. Маленький, удобный, гораздо мобильнее огромных ноутбуков, в общем, красота, да и только. Одна проблема — надо постоянно подзаряжать. А поскольку единственный источник питания, который всегда под рукой — это автомобильный аккумулятор, то естественно возникло желание заряжать нетбук от него. В ходе экспериментов обнаружилось, что сколько нетбуку не дай, — больше 2 ампер он все равно не возьмет, то есть регулятор тока, как в случае зарядки обычных аккумуляторов, нафиг не нужен. Красота, нетбук сам разрулит сколько тока потреблять, следовательно, нужен просто мощный понижающий преобразователь с 12 на 9,5 вольт, способный
выдать нетбуку требуемые 2 ампера.

За основу преобразователя была взята хорошо известная и широко доступная микросхема MC34063. Поскольку в ходе экспериментов типовая схема с внешним биполярным транзистором зарекомендовала себя мягко скажем не очень (греется), было решено прикрутить к этой микрухе p-канальный полевик (MOSFET).

Катушку на 4..8 мкГн можно взять со старой материнской платы. Видели, там есть кольца, на которых толстыми проводами по несколько витков намотано? Ищем такую, на которой 8..9 витков одножильным толстым проводом — как раз самое то.

Все элементы схемы рассчитываются по типовой методике, так же, как и для преобразователя без внешнего транзистора, единственное отличие — V_sat нужно посчитать для используемого полевого транзистора. Сделать это очень просто: V_sat=R_{*I, где R — сопротивление транзистора в открытом состоянии, I — протекающий через него ток. Для IRF4905 R=0,02 Ом, что при токе 2,5А дает Vsat=0,05В. Что называется, почувствуйте разницу. Для биполярного транзистора эта величина составляет не менее 1В. Как следствие — рассеиваемая мощность в открытом состоянии в 20 раз меньше и минимальное входное напряжение схемы на 2 вольта меньше!}

Как мы помним, для того, чтобы р-канальный полевик открылся — надо подать на затвор отрицательное относительно истока напряжение (то есть подать на затвор напряжение, меньше напряжения питания, т.к. исток у нас подключен к питанию). Для этого нам и нужны резисторы R4, R5. Когда транзистор микросхемы открывается — они образуют делитель напряжения, который и задает напряжение на затворе. Для IRF4905 при напряжении исток-сток 10В для полного открытия транзистора достаточно подать на затвор напряжение на 4 вольта меньше напряжения истока (питания), U_GS = -4В (хотя вообще-то правильнее посмотреть по графикам в даташите на транзистор сколько нужно конкретно при вашем токе). Ну и кроме того, сопротивления этих резисторов определяют крутизну фронтов открытия и закрытия полевика (чем меньше сопротивление резисторов — тем круче фронты), а также протекающий через транзистор микросхемы ток (он должен быть не более 1,5А).

В общем-то, радиатор можно было даже поменьше взять — преобразователь греется незначительно. КПД данного устройства около 90% при токе 2А.

Вход соединяете с вилкой для прикуривателя, выход — со штекером для нетбука.

Если не страшно, то можете вместо резистора R_sc просто поставить перемычку, как видите, лично я так и сделал, главное ничего не коротнуть, а то бумкнет 🙂

Скачать плату в формате Sprint-Layout 5.0. Плата разведена под использование SMD резисторов и конденсатора C₁. Да, и еще одно. Эта печатка не для того, чтобы её утюгом переносить, а чтобы дырочки наметить. Рисуйте маркером на плате, причем рисуйте дороги потолще, чтобы теплоотвод был получше. На чертеже показан вид сверху (со стороны деталей).

Если достать р-канальный полевик — проблема, читайте как собрать понижающий DC/DC преобразователь 12/9,5В 2,5А на микросхеме MC34063 с внешним n-канальным полевиком (MOSFET). С N-канальником, кстати, понижайка ещё лучше получается.

Пересчитав описанный выше конвертер на другие выходные напряжения и токи, можно изготовить автомобильные зарядные устройства и для других нетбуков.

Кроме того, хотелось бы добавить, что типовая методика совсем не идеальна в плане расчётов и ничего не объясняет, поэтому если вы хотите реально понять как всё это работает и как правильно рассчитывается, то рекомендую прочитать вот эту трилогию о понижающих преобразователях напряжения.

Микросхема MC34063 схема включения | Практическая электроника

MC34063 – универсальная микросхема для самых простых импульсных преобразователей. На ней без применения внешних переключающих транзисторов можно строить понижающие, повышающие и инвертирующие преобразователи. А это основные типы преобразователей, не имеющих гальванической развязки.

Основные технические характеристики MC34063

• Широкий диапазон значений входных напряжений: от 3 В до 40 В;
• Высокий выходной импульсный ток: до 1,5 А;
• Регулируемое выходное напряжение;
• Частота преобразователя до 100 кГц;
• Точность внутреннего источника опорного напряжения: 2%;
• Ограничение тока короткого замыкания;
• Низкое потребление в спящем режиме.

Понять как работает микросхема проще всего по структурной схеме.
Разберем по пунктам:

1. Источник опорного напряжения 1,25 В;
2. Компаратор, сравнивающий опорное напряжение и входной сигнал с входа 5;
3. Генератор импульсов сбрасывающий RS-триггер;
4. Элемент И объединяющий сигналы с компаратора и генератора;
5. RS-триггер устраняющий высокочастотные переключения выходных транзисторов;
6. Транзистор драйвера VT2, в схеме эмиттерного повторителя, для усиления тока;
7. Выходной транзистор VT1, обеспечивает ток до 1,5А.

Генератор импульсов постоянно сбрасывает RS-триггер, если напряжение на входе микросхемы 5 – низкое, то компаратор выдает сигнал на вход S сигнал устанавливающий триггер и соответственно включающий транзисторы VT2 и VT1. Чем быстрее придет сигнал на вход S тем больше времени транзистор будет находиться в открытом состоянии и тем больше энергии будет передано со входа на выход микросхемы. А если напряжение на входе 5 поднять выше 1,25 В, то триггер вообще не будет устанавливаться. И энергия не будет передаваться на выход микросхемы.

Производители этой микросхемы (например Texas Instruments) в своих datasheets пишут, что её работа основана на широтно-импульсной модуляции (PWM). Даже если и можно назвать то, что делает MC34063 ШИМом, то очень уж примитивным.

• Самый главный недостаток MC34063 – отсутствие встроенного усилителя ошибки. Поэтому пульсации выходного напряжения получаются достаточно большими. И не просто так в рекомендациях по применению предлагается на выход преобразователя устанавливать дополнительный LC-фильтр.
• Второй недостаток – не простое подключение внешнего МДП транзистора.

Мое же мнение, что если требуется низкий уровень пульсаций, либо большая мощность преобразователя, то лучше использовать другие микросхемы – с внутренним усилителем ошибки и с драйвером работающим с полевыми транзисторами.

MC34063 для нетребовательных к пульсациям и мощности применений!

MC34063 повышающий преобразователь

Например я данную микросхему использовал чтобы получить 12 В питание интерфейсного модуля от ноутбучного порта USB (5 В), таким образом интерфейсный модуль работал когда работал ноутбук ему не нужен был свой источник бесперебойного питания.
Также имеет смысл использовать микросхему для питания контакторов, которым нужно более высокое напряжение, чем другим частям схемы.
Хотя MC34063 выпускается давно, но возможность работы от 3 В, позволяет её использовать в стабилизаторах напряжения питающихся от литиевых аккумуляторов.
Рассмотрим пример повышающего преобразователя из документации. Эта схема рассчитана на входное напряжение 12 В, выходное — 28 В при токе 175мА.

• C1 – 100 мкФ 25 В;
• C2 – 1500 пФ;
• C3 – 330 мкФ 50 В;
• DA1 – MC34063A;
• L1 – 180 мкГн;
• R1 – 0,22 Ом;
• R2 – 180 Ом;
• R3 – 2,2 кОм;
• R4 – 47 кОм;
• VD1 – 1N5819.

В данной схеме ограничение входного тока задается резистором R1, выходное напряжение определяется соотношением резистором R4 и R3.

Понижающий преобразователь на МС34063

Понизить напряжение значительно проще – существует большое количество компенсационных стабилизаторов не требующих катушек индуктивности, требующих меньшего количества внешних элементов, но и для импульсного преобразователя находиться работа когда выходное напряжение в несколько раз меньше входного, либо просто важен КПД преобразования.
В технической документации приводиться пример схемы с входным напряжение 25 В и выходным 5 В при токе 500мА.

• C1 – 100 мкФ 50 В;
• C2 – 1500 пФ;
• C3 – 470 мкФ 10 В;
• DA1 – MC34063A;
• L1 – 220 мкГн;
• R1 – 0,33 Ом;
• R2 – 1,3 кОм;
• R3 – 3,9 кОм;
• VD1 – 1N5819.

Данный преобразователь можно использовать для питания USB устройств. Кстати можно повысить ток отдаваемый в нагрузку, для этого потребуется увеличить емкости конденсаторов C1 и C3, уменьшить индуктивность L1 и сопротивление R1.

МС34063 схема инвертирующего преобразователя

Третья схема используется реже двух первых, но не менее актуальна. Для точного измерения напряжений или усиления аудио сигналов часто требуется двуполярное питание, и МС34063 может помочь в получении отрицательных напряжений.
В документации приводиться схема позволяющая преобразовать напряжение 4,5 .. 6.0 В в отрицательное напряжение -12 В с током 100 мА.

• C1 – 100 мкФ 10 В;
• C2 – 1500 пФ;
• C3 – 1000 мкФ 16 В;
• DA1 – MC34063A;
• L1 – 88 мкГн;
• R1 – 0,24 Ом;
• R2 – 8,2 кОм;
• R3 – 953 Ом;
• VD1 – 1N5819.

Обратите внимание, что в данной схеме сумма входного и выходного напряжения не должна превышать 40 В.

Аналоги микросхемы MC34063

Если MC34063 предназначена для коммерческого применении и имеет диапазон рабочих температур 0 .. 70°C, то её полный аналог MC33063 может работать в коммерческом диапазоне -40 .. 85°C.
Несколько производителей выпускают MC34063, другие производители микросхем выпускают полные аналоги: AP34063, KS34063. Даже отечественная промышленность выпускала полный аналог К1156ЕУ5, и хотя эту микросхему купить сейчас большая проблема, но вот можно найти много схем методик расчетов именно на К1156ЕУ5, которые применимы к MC34063.

Если необходимо разработать новое устройство и какжется MC34063 подходит как нельзя лучше, то соит обратить внимание на более современные аналоги, например: NCP3063.

Mc34063 схемы преобразователей. MC34063 Один из самых распространенных ШИМ (ЧИМ) контроллеров и небольшой экскурс в принципы работы DC-DC конвертеров. Схема включения на понижение напряжения и стабилизации

Ниже представлена схема повышающего DC-DC конвертера, построенного по топологии boost, который, при подаче на вход напряжения 5…13В, на выходе выдает стабильное напряжение 19В. Таким образом, с помощью данного преобразователя можно получить 19В из любого стандартного напряжения: 5В, 9В, 12В. Преобразователь рассчитан на максимальный выходной ток порядка 0,5 А, имеет небольшие размеры и очень удобен.

Для управления преобразователем используется широко распространённая микросхема .

В качестве силового ключа используется мощный n-канальный MOSFET, как наиболее экономичное с точки зрения КПД решение. У этих транзисторов минимальное сопротивление в открытом состоянии и как следствие — минимальный нагрев (минимальная рассеиваемая мощность).

Поскольку микросхемы серии 34063 не приспособлены для управления полевыми транзисторами, то лучше применять их совместно со специальными драйверами (например, c драйвером верхнего плеча полумоста ) — это позволит получить более крутые фронты при открытии и закрытии силового ключа. Однако, при отсутствии микросхем драйверов, можно вместо них использовать «альтернативу для бедных»: биполярный pnp-транзистор с диодом и резистором (в данном случае можно, поскольку исток полевика подключен к общему проводу). При включении MOSFET затвор заряжается через диод, биполярный транзистор при этом закрыт, а при отключении MOSFET биполярный транзистор открывается и затвор разряжается через него.

Схема:

Детали:

L1, L2 — катушки индуктивности 35 мкГн и 1 мкГн, соответственно. Катушку L1 можно намотать толстым проводом на кольце с материнской платы, только найдите кольцо диаметром побольше, потому что родные индуктивности там всего по несколько микрогенри и мотать возможно придётся в пару слоёв. Катушку L2 (для фильтра) берём готовую с материнки.

С1 — входной фильтр, электролит 330 мкФ/25В

С2 — времязадающий конденсатор, керамика 100 пФ

С3 — выходной фильтр, электролит 220 мкФ/25В

С4, R4 — снаббер, номиналы 2,7 нФ, 10 Ом, соответственно. Во многих случаях без него вообще можно обойтись. Номиналы элементов снаббера сильно зависят от конкретной разводки. Расчёт проводят экспериментально, уже после изготовления платы.

С5 — фильтр по питанию микрухи, керамика на 0,1 мкФ

http://сайт/datasheets/pdf-data/2019328/PHILIPS/2PA733.html

Для питания портативной электронной аппаратуры в домашних условиях зачастую используют сетевые источники питания. Но это не всегда бывает удобно, поскольку не всегда по месту использования имеется свободная электрическая розетка. А если необходимо иметь несколько различных источников питания?

Одно из верных решений это изготовить универсальный источник питания. А в качестве внешнего источника питания применить, в частности, USB-порт персонального компьютера. Не секрет, что в типовом предусмотрено питание для внешних электронных устройств напряжением 5В и токе нагрузки не более 500 мА.

Но, к сожалению, для нормальной работы большинства переносной электронной аппаратуры необходимо 9 или 12В. Решить поставленную задачу поможет специализированная микросхема преобразователь напряжения на MC34063 , которая значительно облегчит изготовление с требуемыми параметрами.

Структурная схема преобразователя mc34063:

Предельные параметры работы MC34063

Описание схемы преобразователя

Ниже представлена принципиальная схема варианта источника питания, позволяющего получить 9В или 12В из 5В USB-порта компьютера.

За основу схемы взята специализированная микросхема MC34063 (ее российский аналог К1156ЕУ5). Преобразователь напряжения MC34063 представляет собой электронную схему управления DC / DC — преобразователем.

Она имеет температурно-компенсированный источник опорного напряжения (ИОН), генератор с изменяемым рабочим циклом, компаратор, схему ограничения по току, выходной каскад и сильноточный ключ. Эта микросхема специально изготовлена для использования в повышающих, понижающих и инвертирующих электронных преобразователях с наименьшим числом элементов.

Выходное напряжение, получаемое в результате работы, устанавливается двумя резисторами R2 и R3. Выбор производится из расчета, что на входе компаратора (вывод 5) должно быть напряжение равное 1,25 В. Вычислить сопротивление резисторов для схемы можно используя несложную формулу:

Uвых= 1,25(1+R3/R2)

Зная необходимое выходное напряжение и сопротивление резистора R3, можно довольно легко определить сопротивление резистора R2.

Так как выходное напряжение определяется , можно значительно улучшить схему, включив в схему переключатель, позволяющий получать всевозможные значения по мере необходимости. Ниже приведен вариант преобразователя MC34063 на два выходных напряжения (9 и 12 В)

Этот опус будет о 3-богатырях. Почему богатырях?))) Издревна, богатыри — защитники Родины, люди которые «тырили» , то есть копили, а не как сейчас -«воровали», богатство.. Наши накопители — это импульсные преобразователи, 3 типа (понижающий, повышающий, инвертор). Причем все три — на одной микросхеме MC34063 и на одном типа катушки DO5022 индуктивностью 150 мкГн. Применяются они в составе коммутатора СВЧ-сигнала на pin-диодах, схема и плата которых приведена в конце этой статьи.

Расчет понижающего преобразователя (step-down, buck) DC-DC на микросхеме MC34063

Расчет ведется по типовой методике “AN920/D” от ON Semiconductor. Cхема электрическая принципиальная преобразователя изображена на рисунке 1. Номера элементов схемы соответствуют последнему варианту cхемы (из файла “Driver of MC34063 3in1 – ver 08.SCH”).

Рис.1 Схема электрическая принципиальная понижающего (step-down) драйвера.

Выводы микросхемы:

Вывод 1 — SWC (switch collector) — коллектор выходного транзистора

Вывод 2 — SWE (switch emitter) — эмиттер выходного транзистора

Вывод 3 — TС (timing capacitor) — вход для подключения времязадающего конденсатора

Вывод 4 — GND – земля (соединяется с общим проводом понижающего DC-DC)

Вывод 5 — CII(FB ) (comparator inverting input) — инвертирующий вход компаратора

Вывод 6 — V CC — питание

Вывод 7 — Ipk — вход схемы ограничения максимального тока

Вывод 8 — DRC (driver collector) — коллектор драйвера выходного транзистора (в качестве драйвера выходного транзистора также используется биполярный транзистор, соединенный по схеме Дарлингтона, стоящий внутри микросхемы).

Элементы:

L 3 — дроссель. Лучше использовать дроссель открытого типа (не полностью закрытый ферритом) — серия DO5022T от Сoilkraft или RLB от Bourns, так как такой дроссель входит в насыщение при большем токе, чем распространённые дроссели закрытого типа CDRH Sumida. Лучше использовать дроссели большей индуктивности, чем полученное расчетное значение.

С 11 — времязадающий конденсатор, он определяет частоту преобразования. Максимальная частота преобразования для микросхем 34063 составляет порядка 100 кГц.

R 24 , R 21 — делитель напряжения для схемы компаратора. На неинвертирующий вход компаратора подается напряжение 1,25В от внутреннего регулятора, а на инвертирующий вход — с делителя напряжения. Когда напряжение с делителя становится равным напряжению от внутреннего регулятора — компаратор переключает выходной транзистор.

C 2 , С 5 , С 8 и С 17 , С 18 — соответственно, выходной и входной фильтры. Емкость выходного фильтра определяет величину пульсаций выходного напряжения. Если в процессе расчетов получается, что для заданной величины пульсаций требуется очень большая емкость, можно расчет сделать для больших пульсаций, а потом использовать дополнительный LC-фильтр. Входную емкость обычно берут 100 … 470 мкФ (рекомендация TI не менее 470 мкФ), выходную – также берут 100 … 470 мкФ (взято 220 мкФ).

R 11-12-13 (R sc) — токочувствительный резистор. Он нужен для схемы ограничения тока. Максимальный ток выходного транзистора для MC34063 = 1.5А, для AP34063 = 1.6А. Если пиковый переключаемый ток будет превышать эти значения, то микросхема может сгореть. Если точно известно, что пиковый ток даже близко не подходит к максимальным значениям, то этот резистор можно не ставить. Расчет ведется именно на пиковый ток (внутреннего транзистора). При использовании внешнего транзистора пиковый ток протекает через него, через внутренний транзистор протекает меньший (управляющий) ток.

VT 4 – внешний биполярный транзистор, ставится в схему, когда расчетный пиковый ток превышает 1.5А (при большом выходном токе). Иначе перегрев микросхемы может привести к выходу ее из строя. Рабочий режим (ток базы транзистора) R 26 , R 28 .

VD 2 – диод Шоттки или ультрабыстрый (ultrafast) диод на напряжение (прямое и обратное) не менее 2U вых

Порядок расчета:

• Выбирают номинальные входное и выходное напряжения: V in , V out и максимальный

выходной ток I out .

В нашей схеме V in =24В, V out =5В, I out =500мА (максимально 750 мА)

• Выбирают минимальное входное напряжение V in(min) и минимальную рабочую частоту f min при выбранных V in и I out .

В нашей схеме V in(min) =20В (по ТЗ), выбираем f min =50 кГц

3) Рассчитывают значение (t on +t off) max по формуле (t on +t off) max =1/f min , t on(max) — максимальное время, когда выходной транзистор открыт, t off(max) — максимальное время, когда выходной транзистор закрыт.

(t on +t off) max =1/f min =1/50 кГц =0.02 мС =20 мкС

Рассчитывают отношение t on /t off по формуле t on /t off =(V out +V F)/(V in(min) -V sat -V out) , где V F — падение напряжения на диоде (forward –прямое падение напряжения), V sat — падение напряжения на выходном транзисторе, когда он находится в полностью открытом состоянии (saturation – напряжение насыщения) при заданном токе. V sat определяется по графикам или таблицам, приведенным в документации. Из формулы видно, что чем больше V in , V out и чем больше они отличаются друг от друга — тем меньшее влияние на конечный результат оказывают V F и V sat .

(t on /t off) 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) Зная t on /t off и (t on +t off) max решают систему уравнений и находят t on(max) .

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

t on ( max ) =20- t off =20-14.2 мкС=5.8 мкС

5) Находят емкость времязадающего конденсатора С 11 (Ct ) по формуле:

C 11 = 4.5*10 -5 *t on(max) .

C 11 = 4.5*10 -5 * t on ( max ) =4.5*10 — 5*5.8 мкС=261 pF (это min значение) , берем 680pF

Чем меньше емкость, тем больше частота. Емкости 680pF соответствует частота 14КГц

6) Находят пиковый ток через выходной транзистор: I PK(switch) =2*I out . Если он получился больше максимального тока выходного транзистора (1.5 …1.6 А), то преобразователь с такими параметрами невозможен. Нужно либо пересчитать схему на меньший выходной ток (I out ), либо использовать схему с внешним транзистором.

I PK(switch) =2*I out =2*0.5=1 A (для максимального значения выходного тока 750ма I PK(switch) = 1.4А)

7) Рассчитывают R sc по формуле: R sc =0,3/I PK(switch) .

R sc =0,3/I PK(switch) =0.3/1=0.3 Ом, параллельно соединяем 3 резистора (R 11-12-13 ) по 1 Ом

8) Рассчитывают минимальную емкость конденсатора выходного фильтра: С 17 =I PK(switch) *(t on +t off) max /8V ripple(p-p) , где V ripple(p-p) — максимальная величина пульсаций выходного напряжения. Берется максимальная ёмкость из ближайших к расчетному стандартных значений.

С 17 = I PK ( switch ) *(t on + t off ) max /8 V ripple ( p — p ) =1*14.2 мкС/8*50 мВ=50 мкФ, берем 220 мкФ

9) Рассчитывают минимальную индуктивность дросселя:

L 1( min ) = t on ( max ) *(V in ( min ) — V sat — V out )/ I PK ( switch ) . Если получаются слишком большие C 17 и L 1 , можно попробовать повысить частоту преобразования и повторить расчет. Чем выше частота преобразования — тем ниже минимальная емкость выходного конденсатора и минимальная индуктивность дросселя.

L 1(min) =t on(max) *(V in(min) -V sat -V out)/I PK(switch) =5.8 мкС *(20-0.8-5)/1=82.3 мкГн

Это минимальная индуктивность. Для микросхемы MC34063 дроссель следует выбирать с заведомо большим значением индуктивности, чем расчетное значение. Выбираем L=150мкГн фирмы CoilKraft DO5022.

10) Сопротивления делителя рассчитываются из соотношения V out =1,25*(1+R 24 /R 21) . Эти резисторы должны быть не менее 30 Ом.

Для V out =5В берем R 24 =3.6К, тогда R 21 =1.2К

Онлайн расчет http://uiut.org/master/mc34063/ показывает правильность рассчитанных значений (кроме Сt=С11):

Также есть другой онлайн расчет http://radiohlam.ru/teory/stepdown34063.htm , который также показывает правильность рассчитанных значений.

12) По условиям расчета п.7 пиковый ток 1А (Макс 1.4А) находится около максимального тока транзистора (1.5 …1.6 А) Желательно поставить внешний транзистор уже при пиковом токе 1А, во избежании перегрева микросхемы. Это и сделано. Выбираем транзистор VT4 MJD45 (PNP-тип) с коэффициентом передачи тока 40 (h31э желательно взять максимально возможным, так как транзистор работает в режиме насыщения и на нем падает напряжение порядка =0.8В). Некоторые производители транзисторов указывают в заголовке даташита про малое значение напряжения насыщения Usat порядка 1В, на которое и надо ориентироваться.

Рассчитаем сопротивления резисторов R26 и R28 в цепях выбранного транзистора VT4.

Ток базы транзистора VT4: I б= I PK ( switch ) / h 21 э . I б=1/40=25мА

Резистор в цепи БЭ: R 26 =10*h 21э / I PK ( switch ) . R 26 =10*40/1=400 Ом (берем R 26 =160Ом)

Ток через резистор R 26: I RBE =V BE /R 26 =0.8/160=5мА

Резистор в цепи базы: R 28 =(Vin(min)-Vsat(driver)-V RSC -V BEQ 1)/(I B +I RBE)

R 28 =(20-0.8-0.1-0.8)/(25+5)=610 Ом, можно взять меньше 160 Ом (однотипный с R 26 , так как встроенный транзистор Дарлингтона может обеспечить больший ток для меньшего резистора.

13) Рассчитаем элементы снаббера R 32, C 16. (см расчет повышающей схемы и схему ниже).

14) Рассчитаем элементы выходного фильтра L 5 , R 37, C 24 (Г.Oтт “Методы подавления шумов и помех в электронных системах” стр.120-121).

Выбрал — катушку L5=150мкГн (однотипный дроссель с активным резистивным сопротивлением Rдросс=0.25 ом) и С24=47мкФ (в схеме указано большее значение 100 мкФ)

Рассчитаем декремент затухания фильтра кси =((R+Rдросс)/2)* корень(С/L)

R=R37 ставится когда декремент затухания меньше 0.6, чтобы убрать выброс относительной АЧХ фильтра (резонанс фильтра). Иначе фильтр на этой частоте среза будет усиливать колебания, а не ослаблять.

Без R37: Кси=0.25/2*(корень 47/150)=0.07 — будет подъем АЧХ до +20дб, что плохо, поэтому ставим R=R37=2.2 Ом, тогда:

C R37: Кси=(1+2.2)/2*(корень 47/150)=0.646 — при кси 0.5 и более спад АЧХ (те нет резонанса).

Резонансная частота фильтра (частота среза) Fср=1/(2*пи*L*C), должна лежать ниже частот преобразования микросхемы (те фильтровать эти высокие частоты 10-100кГц). Для указанных значений L и С получим Fср=1896 Гц, что меньше частот работы преобразователя 10-100кГц. Сопротивление R37 более нескольких Ом повыщать нельзя, тк на нем упадет напряжение (при токе нагрузки 500мА и R37=2.2 Ом падение напряжения составит Ur37=I*R=0.5*2.2=1.1В).

Все элементы схемы выбраны для поверхностного монтажа

Осциллограммы работы в различных точках схемы понижающего преобразователя:

15) а) Осциллограммы без нагрузки ( Uвх=24в, Uвых=+5В):

б) Осциллограммы под нагрузкой (Uвх=24в, Uвых=+5В), при частотозадающей емкости c11=680pF. Меняем нагрузку путем уменьшения сопротивления резистора (3 осциллограммы ниже). Выходной ток стабилизатора при этом увеличивается, как и входной.

Вывод: в зависимости от нагрузки меняется частота следования импульсов, при большей нагрузке – частота увеличивается, далее паузы (+5В) между фазой накопления и отдачи -пропадают, остаются только прямоугольные импульсы – стабилизатор работает “на пределе” своих возможностей. Это также видно по осциллограмме ниже, когда напряжение “пилы” имеет выбросы – стабилизатор входит в режим ограничения тока.

в) Напряжение на частотозадающей емкости c11=680pF при максимальной нагрузке 500мА

г) Пульсации напряжения на выходе стабилизатора (с18) при максимальной нагрузке 500мА

Пульсации напряжения на выходе LC(R)-фильтра (с24) при максимальной нагрузке 500мА

Вывод: размах напряжений пульсаций от пика до пика уменьшился с 300мВ до 150мВ.

д) Осциллограмма затухающих колебаний без снаббера:

Осциллограмма затухающих колебаний без снаббера (увеличено):

Расчет повышающего преобразователя (step-up, boost) DC-DC на микросхеме MC34063

http://uiut.org/master/mc34063/ . Для повышающего драйвера он в основном аналогичен расчету понижающего драйвера, поэтому ему можно верить. Схема при онлайн-расчете автоматически меняется на типовую схему из “AN920/D” Входные данные, результаты расчета и сама типовая схема представлены ниже.

— полевой N-канальный транзистор VT7 IRFR220N. Повышает нагрузочную способность микросхемы, позволяет быстро переключаться. Подбирают по:Электрическая схема повышающего преобразователя изображена на рисунке 2. Номера элементов схемы соответствуют последнему варианту cхемы (из файла “Driver of MC34063 3in1 – ver 08.SCH”). В схеме есть элементы, которых нет на типовой схеме онлайн расчета. Это следующие элементы:

• Максимальному напряжению сток-исток V DSS = 200В , тк высокое напряжение на выходе +94В
• Малому падению напряжения канала R DS(on) max =0.6 O м. Чем меньше сопротивление канала, тем меньше потери на нагрев и выше кпд.
• Малой емкости (входной), которая определяет заряда затвора Qg (Total Gate Charge) и малый входной ток затвора. Для данного транзистора I =Qg* Fsw =15нКл *50 КГц=750мкА .
• Максимальному току стока I d =5А , тк импульсный ток Ipk=812 mA при выходном токе 100мА

— элементы делителя напряжения R30, R31 и R33 (снижает напряжение для затвора VT7, которое должно быть не более V GS =20В)

— элементы разряда входной емкости VT7 – R34, VD3, VT6 при переключении транзистора VT7 в закрытое состояние. Уменьшает время спада на затворе VT7 с 400нС (не показана) до 50 нС (осциллограмма со временем спада 50нС).-12)=5.1КОм

Величина ёмкости снаббера обычно является компромиссным решением, поскольку, с одной стороны, чем больше ёмкость — тем лучше сглаживание (меньше число колебаний), с другой стороны, каждый цикл ёмкость перезаряжается и рассеивает через резистор часть полезной энергии, что сказывается на КПД (обычно, нормально рассчитанный снаббер снижает КПД очень незначительно, в пределах пары процентов).

Путем постановки переменного резистора, определили более точно сопротивление R =1 K

Рис.2 Схема электрическая принципиальная повышающего (step-up, boost) драйвера.

Осциллограммы работы в различных точках схемы повышающего преобразователя:

а) Напряжение в различных точках без нагрузки :

б) напряжение на затворе (желтый луч) и на стоке (синий луч) транзистора VT7:

в) передний и задний фронт напряжение выв.2 (желтый луч) и на затворе (синий луч) VT7, пила выв.3:

Расчет DC-DC инвертера (step-up/step-down, inverter) на микросхеме MC34063

Расчет также ведется по типовой методике “AN920/D” от ON Semiconductor.

Расчет можно вести сразу “онлайн” http://uiut.org/master/mc34063/ . Для инвертирующего драйвера он в основном аналогичен расчету понижающего драйвера, поэтому ему можно верить. Схема при онлайн-расчете автоматически меняется на типовую схему из “AN920/D” Входные данные, результаты расчета и сама типовая схема представлены ниже.

— биполярный PNP-транзистор VT7 (повышает нагрузочную способность)Электрическая схема инвертиртирующего преобразователя изображена на рисунке 3. Номера элементов схемы соответствуют последнему варианту cхемы (из файла “Driver of MC34063 3in1 – ver 08.SCH”). В схеме есть элементы, которых нет на типовой схеме онлайн расчета. Это следующие элементы:

— элементы делителя напряжения R27, R29 (задает ток базы и режим работы VT7),

— элементы снаббера С15, R35 (подавляет нежелательные колебания от дросселя)

Некоторые компоненты отличаются от расчетных:

• катушка L взята меньше расчетного значения L=L2 (рис.3)=150мкГн (однотипность всех катушек)
• выходная емкость взята меньше расчетной С0=С19=220мкФ
• частотозадающий конденсатор взят С13=680пФ, соответствует частоте 14КГц
• резисторы делителя R2=R22=3.6К, R1=R25=1.2К (взяты сначала для выходного напряжения -5В) и окончательные резисторы R2=R22=5.1 К, R1=R25=1.2К (выходного напряжения -6.5В)

ограничительный резистор тока взят Rsc – 3 резистора параллельно по 1 Ом (результирующее сопротивление 0.3Ом)

Рис.3 Схема электрическая принципиальная инвертера (step-up/step-down, inverter) .

Осциллограммы работы в различных точках схемы инвертера:

a) при входном напряжении +24В без нагрузки :

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.

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.

Осциллограмма пульсации, R огранич = 0,2 Ом

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

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

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.

33 комментария на « Понижающий DC-DC преобразователь на MC34063»

Очень даже!
Жаль, я на 3,3 Uвых искал, и помощьнее надо (1,5А-2А).
Может доработаете?

В статье приведена ссылка на калькулятор для схемы. По нему для 3,3В нужно поставить R1=11k R2=18k.
Если вам нужны токи по более, то нужно или транзистор добавлять, или использовать более мощный стабилизатор, например LM2576.

Спасибо! Направили.

Если поставить транзистор внешний — защита по току останется? К примеру R1 поставить 0,05 ОМ защита должна срабатывать при 3 A, т.к. микруха сама не выдержит этот ток то ес-но надо усилить полевиком.

Думаю, ограничение (у этой микросхемы ограничение тока, а не защита) остаться должно будет. В даташите есть схема на биполярнике и расчёты для увеличения тока. Для более больших токов могу посоветовать LM2576, она как раз до 3А.

Здравствуйте! Я тоже собрал эту схему для автомобильной зарядки мобильника. Но он когда «голодный» (разряжен) ест очень немалый ток (870mA). для этой микрухи это еще нормально, только грется должна. Собирал и на макетке и на плате, результат один — работает 1минуту затем просто падает ток и мобильник отключает заряд.
Мне не понятно только одно… почему у автора статьи не совпадают не один номинал из расчетных, практически, с калькулятором который привел в статье ссылку. по параметрам у автора «…с пульсацией 43кГц и 3мВ.» и 5В на выходе, а калькулятор при этих прметрах выдает C1 — 470пик, L1 — 66-68мкГн,
С3 — 1000uF. Вопрос вот в чем: И ГДЕ ТУТ ПРАВДА?

В самом начале статьи написано – что статья отправлена на доработку.
Во время расчётов допустил ошибки, и из-за них схема так сильно греться, нужно правильно подобрать конденсатор C1 и индуктивность, но пока до этой схемы всё руки не доходят.
Мобильник отключает заряд, по превышение определённого напряжения, для большинства телефонов это напряжение более 6В с чем-то вольт. Заряжать телефон лучше током поменьше, аккумулятор подольше проживёт.

Спасибо Alex_EXE за ответ! Заменил все компоненты по калькулятору, схема не греется вообще, напряжение на выходе 5,7В а при нагрузке (зарядке мобильного) выдает 5В — это норма, да и по току 450mA, детали выбрал по калькулятору, все сошлось в доли вольта. Катушку брал на 100мкГн (калькулятор выдал: не менее 64мкГн, значит можно более:). Все компоненты распишу позже, как испытаю, если кому интересно.
Таких сайтов как у Вас Alex_EXE (русскоязычных) не так уж и много на просторах интернета, развивайте его и дальше, если можете. Спасибо Вам!

Рад, что помог 🙂
Распишите, кому-нибудь может пригодиться.

Ок, расписываю:
Испытания прошли удачно, мобилка заряжается (батарея в моей нокии 1350мА)
-выходное напряжение 5,69В (видимо 1мВ кудато потеряло:) — без нагрузки, и 4,98В с нагрузкой «мобилка».
-входное бортовое 12В (ну это автомобиль, понятно что 12 это идиал, а так 11,4-14,4В).
Номиналы для схемы:
— R1=0.33 Ом/1W (потому как немного греется)
— R2=20K /0.125W
— R3=5,6K/0.125W
— C1=470p керамика
— C2=1000uF/25v (низкоимпедансный)
— C3=100uF/50v
— L1 (как уже писал выше 100мкГн, лучше если будет 68мкГн)

Вот и все:)

А у меня к Вам Alex_EXE вопрос:
Я не могу найти на просторах инета информацию про «Напряжение пульсаций на нагрузке» и «Частота преобразования»
Как правильно задать эти параметры в калькулятор, то есть подобрать?
И Что они значат вообще?

Сейчас хочу на этой микрухе сделать зарядку от батареек но нужно четко понимать эти два параметра.

Чем пульсаций меньше – тем лучше. У меня стоит 100мкФ и уровень пульсаций 2,5-5%, в зависимости от нагрузки, у вас стоит 1000мкФ – этого более чем достаточно. Частота пульсации в пределах нормы.

Про пульсации кое-как понял, это как сильно «прыгает напряжение», ну…. примерно:)
А вот частота преобразования. Что делать с ней? стремится уменьшить или увеличить? Гугла про это молчит как партизан, или то я так искал:)

Тут я вам точно сказать не могу, хотя частота от 5 до 100КГц для большинства задач будет нормальной. В любом случае это зависит от задачи, более всего требовательны к частоте аналоговые и точные приборы, где колебания могут наложиться на рабочие сигналы тем самым вызвав их искажения.

Адександр пишет 23.04.2013 в 10:50

Нашёл то, что надо! Очень кстати. Большое Вам Alex_EXE спасибо.

Алекс, обьясните пожалуйста чайнику, в случае ввода в схему переменного резистора, в каких пределах будет меняться напряжение?

можно ли используя данную схему сделать источник тока 6,6 вольт с регулируемым напряжением, Umax чтоб не превышало эти самые 6,6 вольт. хочу сделать несколько групп светодиодов (раб. U 3,3 вольт и ток 180 ма), в каждой группе 2 св.диода, послед. соединенны. источник питания 12вольт, но если необходимо могу приобрести другой. Спасибо если ответите…))

К сожалению данная конструкция мне не понравилась — больно капризная. Если в будущем надобность появиться то могу вернуться, но пока на неё забил.
Для светодиодов лучше применять специализированные микросхемы.

Частота преобразования чем выше, тем лучше, т.к. уменьшаются габариты (индуктивность) дросселя, но в разумных пределах — для MC34063 оптимально 60-100 кГц. Резистор R1 и будет греться, т.к. по сути это токоизмерительный шунт, т.е. весь ток потребляемый как самой схемой так и нагрузкой течет через него (5В х 0,5А=2,5Ватт)

Вопрос конечно глупый но можно-ли с неё снять +5, земля и -5 вольт? мощь большая не нужна, но нужна стабильность, или ещё что дополнительное придёться ставить типа 7660?

Всем здрасьте. Ребята кто может помоч сделать, чтобы на выходе было 10 Вольт или лучше с регулировкой. Илья можно Вас попросить мне расписать. Подскажите пожалуйста. Спасибо.

В листе спецификаций производителя mc34063:
максимальная частота F=100 kHz, типовая F = 33 kHz.
Vripple = 1 mV — типовое значение, Vripple = 5 mV — максимальное.
—
Выход на 10 В:
— для понижающего DC, если на входе 12 В:
Vin=12 В, Vout=10 В, Iout=450 mA, Vripple=1 mV(pp), Fmin=34 kHz.
Ct=1073 pF, Ipk=900 mA, Rsc=0.333 Ohm, Lmin=30 uH, Co=3309 uF,
R1=13k, R2=91k (10V).
— для повышающего DC, если на входе 3 В:
Vin=3 В, Vout=10 В, Iout=450 mA, Vripple=1 mV(pp), Fmin=34 kHz.
Ct=926 pF, Ipk=4230 mA, Rsc=0.071 Ohm,Lmin=11 uH, Co=93773 uF,R=180 Ohm,R1=13k R2=91k (10V)

Вывод: для повышающего DC при заданных параметрах микросхема не годится, так как превышен Ipk=4230 mA > 1500 mA. Вот вариант: http://www.youtube.com/watch?v=12X-BBJcY-w
Стабилитрон на 10 В поставить.

Судя по осциллограммам у Вас дроссель насыщается, нужен дроссель мощней. Можно повысить частоту преобразования, оставив дроссель тех же габаритов и индуктивности. Кстати, МЦ-шка спокойно работает до 150 кгц, главное внутр. транзисторы включать не «дарлингтоном». Насколько я понял, его можно параллельно в схему питания припитать?

И главный вопрос: как увеличить мощность преобразователя? Смотрю, кондёры там маленькие — на входе 47мкФ, на выходе вообще 2,2мкФ… От них мощь зависит? Впаять туда по штуке-полторы мкФ? 🙂

Что делать, шеф, что делать?!

Очень некорректно использовать танталовые конденсаторы в цепях питания! Тантал очень не любит больших токов и пульсаций!

> Очень некорректно использовать танталовые конденсаторы в цепях питания!

а где их еще использовать, если не в импульсных блоках питания?! 🙂

Отличьная статейка. Рад был почитать. Все на понятном простом языке без выпендривания. Даже прочитав коментарии приятно был удивлен, отзывчивость и простота общения на высоте. Почему я попал на эту тему. Потому что собираю подмотку одометра на Камаз. Нашел схему, и там настоятельно автор рекомендует, запитывать микроконтролер именно таким образом, а не через кренку. Иначе горит контролер. Не знаю точьно, на наверно кренка не держит таково входного напряжения и поэтому палитса. Так как на такой машине 24 В. Но что мне было не понятно, так это то, что на схеме по чертежу вроди бы стабилитрон. У автора подмотки одометра было собранно на смд компонентах. И этот стабилитрон ss24 оказываетса смд диодом шотки. ТУт на схеме тоже нарисован как стабилитрон. Но вроди бы хорошо понел, тут диод а не стабилитрон. Хотя может я путаю их чертеж? может так рисуетса диоды шотки а не стабилитроны? Осталось уточьнить такую малость. Но за статейку большое спосибо.

Основные технические характеристики MC34063

• Широкий диапазон значений входных напряжений: от 3 В до 40 В;
• Высокий выходной импульсный ток: до 1,5 А;
• Регулируемое выходное напряжение;
• Частота преобразователя до 100 кГц;
• Точность внутреннего источника опорного напряжения: 2%;
• Ограничение тока короткого замыкания;
• Низкое потребление в спящем режиме.

1. Источник опорного напряжения 1,25 В;
2. Компаратор, сравнивающий опорное напряжение и входной сигнал с входа 5;
3. Генератор импульсов сбрасывающий RS-триггер;
4. Элемент И объединяющий сигналы с компаратора и генератора;
5. RS-триггер устраняющий высокочастотные переключения выходных транзисторов;
6. Транзистор драйвера VT2, в схеме эмиттерного повторителя, для усиления тока;
7. Выходной транзистор VT1, обеспечивает ток до 1,5А.

MC34063 повышающий преобразователь

• C1 – 100 мкФ 25 В;
• C2 – 1500 пФ;
• C3 – 330 мкФ 50 В;
• DA1 – MC34063A;
• L1 – 180 мкГн;
• R1 – 0,22 Ом;
• R2 – 180 Ом;
• R3 – 2,2 кОм;
• R4 – 47 кОм;
• VD1 – 1N5819.

Понижающий преобразователь на МС34063

• C1 – 100 мкФ 50 В;
• C2 – 1500 пФ;
• C3 – 470 мкФ 10 В;
• DA1 – MC34063A;
• L1 – 220 мкГн;
• R1 – 0,33 Ом;
• R2 – 1,3 кОм;
• R3 – 3,9 кОм;
• VD1 – 1N5819.

МС34063 схема инвертирующего преобразователя

• C1 – 100 мкФ 10 В;
• C2 – 1500 пФ;
• C3 – 1000 мкФ 16 В;
• DA1 – MC34063A;
• L1 – 88 мкГн;
• R1 – 0,24 Ом;
• R2 – 8,2 кОм;
• R3 – 953 Ом;
• VD1 – 1N5819.

Аналоги микросхемы MC34063

Драйвер MC34063 P-MOSFET?

У меня есть успешный дизайн конвертера доллара с использованием LM3485. У него есть выходной вывод драйвера затвора MOSFET, который качается между Vin и Vin-5V — идеально. Мой MOSFET — это SQ1431EH-T1-GE3. Он имеет максимальный Vgs 20 вольт и Vds 30 вольт. Входное напряжение находится в диапазоне 17-24 В пост. Выход 15 В постоянного тока при 2 А (макс.).

Я хотел бы попробовать заменить LM3485 на MC34063, настроенный для внешнего MOSFET. Я не в восторге от гистерезиса 3485, потому что с увеличением входного напряжения увеличивается и частота переключения, которая приводит к увеличению рассеяния в МОП-транзисторе, если он не может идти в ногу.

Вот моя наивная попытка дизайна:

Обратите внимание, что с тех пор, как я нарисовал эту схему, я изменил MOSFET на SQ1431EH-T1-GE3, поскольку у детали SI3443 недостаточно Vds.

При использовании двух резисторов 100 Ом величина мощности, проходящей через резисторы, слишком велика, но при более высоких значениях переключение замедляется. На данный момент я настроен на использование 1 кОм от затвора до SWC и 560 Ω от затвора до источника. В симуляции это делает форму волны затвора беспорядочной, но переключение все равно происходит довольно быстро (судя по графику смоделированного напряжения стока). В настоящее время я моделирую дизайн, так как я еще не получил доски.

Но большой вопрос заключается в том, что когда я гуглюсь для MC34063 и внешнего коммутатора, то, что я обычно вижу, это то, что DVR подключен не к источнику MOSFET, а к SWC для настройки внутреннего коммутатора в конфигурации Дарлингтона. Мой дизайн вместо этого просто настраивает внутренний транзистор для включения внешнего, который, в свою очередь, снесет на внешний затвор MOSFET. Похоже, мне кажется, что это по-тее-нолики / по-тах-нолики, но есть ли что-то, что я не правильно понимаю в конфигурации Дарлингтона?

rioraxe

Когда транзисторы в тракте питания находятся в конфигурации Дарлингтона, то и токи, протекающие через драйвер, и переключающие транзисторы находятся в тракте питания, и токи не теряются в этом смысле. Кроме того, падение напряжения автоматически ограничивается Vce переключающего транзистора.

Посмотрите на конфигурацию в схеме, показанной с DVR, подключенным к положительному источнику питания. Когда транзистор привода включается, ток подается от положительного источника, через него, а затем через ВЕ переключающего транзистора на землю. Ток ограничен только неопределенными сопротивлениями IC. 34063, вероятно, будет иметь короткий срок службы вне симуляции.

Не должно быть сюрпризом, что 34063 не обязательно эффективный драйвер для MOSFET, потому что он односторонний. Он был представлен еще тогда, когда мощные МОП-транзисторы были в их начале.

Регулируемый повышающий преобразователь 5В в 12В на MC34063

Понадобилось запитать 12В куллер от 5В с регулировкой скорости. Выбор пал на микросхему MC34063, которая была под рукой.

На микросхеме MC34063 можно построить повышающий, понижающий преобразователи или инвертор напряжения. В даташит на микросхему есть схемы включения. Напряжение питания от 3-х до 40 Вольт.

Выходной ток данной микросхемы до 1.5А. Для повышения выходного тока, можно использовать внешний транзистор. В моей задаче ток мог достигать нескольких Ампер, поэтому я решил использовать внешний транзистор, да и его легче заменить в случае сгорания. Выбор пал на AO3400 (A09T) N-канальный полевой транзистор в корпусе sot-23.

Типовая схема повышающего (step-up) преобразователя напряжения на MC34063:

Так как я использую полевой транзистор, схему включения пришлось немного изменить, 1 вывод микросхемы я подключил к +5В чтобы хватило напряжения для открытия транзистора.

Полная схема регулируемого преобразователя на MC34063:

Разъем J1 micro-USB для подключения к зарядке от сотового телефона. J2 — выход на мотор. Для защиты от индукционной нагрузки лучше установить диод D2. Резистор R2 служит в качестве токоизмерительного шунта, для отключения микросхемы если ток потребителя превысит 500мА.

5 вход микросхемы сравнивает напряжение с внутренним опорным напряжением в 1.25 Вольт. Для 12В на выходе, делитель должен быть примерно 9 к 1. Делитель напряжения на R6,R9,R12 позволяет регулировать напряжение в диапазоне от 6.1 до 18В. R5 нужен для быстрого закрытия транзистора, лучше ставить порядка 100 Ом. Индуктивность я намотал на колечке от видеокарты, 20-30 витков.

В результате получился регулятор для воздухоочистителя питающийся от 5В 2А БП от мобильного телефона.

Готовое устройство выглядит так

При копировании материалов ссылка на https://terraideas.ru/ обязательна

Проседает выходное напряжение на MC34063 в инвертирующем включении

Добавление внешнего транзистора «insideGadgets

Из нашего последнего поста мы рассмотрели базовую конфигурацию SMPS с использованием MC34063. В этой части мы рассмотрим добавление внешнего транзистора, чтобы мы могли обойти ограничение по пиковому току 1,5 А, установленное на MC34063.

Выше у нас есть конфигурация схемы, к которой мы можем добавить наш транзистор PNP, я использую TIP42C.

(напряжение — синий, ток через диод — зеленый, ток через катушку индуктивности — красный)
Мы можем протестировать эту конфигурацию на LTspice, хотя одна проблема при использовании транзистора заключается в том, что он сильно нагревается.Для тестирования я использую два резистора на 100 Ом, поэтому их можно быстро включить и выключить. Нам нужны индуктор и диод, которые могут выдерживать ток, потому что диод 1N5819 может выдавать только 1,5 А, поэтому я выбрал Toshiba CMS05-TDE, который может работать с током 5 А и имеет только падение напряжения 0,45 В. Мне удалось спасти индуктор приличного размера от блока питания ATX.

Давайте переключимся на P-mosfet, в данном случае IRF9540 (в прошлом году он стоил 1 доллар, но теперь он вдвое дороже), он имеет сопротивление 0,2 Ом и может выдерживать ток 19 А.После большого количества испытаний я меняю конфигурацию резистора, чтобы быстро включить его с помощью резистора 10 Ом, а затем не так быстро отключаю его с помощью резистора 220 Ом. Скачать mc34063_buck_mosfet

При тестировании этой конфигурации (без резисторов 0,5 / 10 кОм, как показано на рисунке), по какой-то причине, если линия тока Isense была помещена после резистора 0,1 Ом, как должно, ожидаемый ток не протекал бы, только около половины или меньше и добавление дополнительных резисторов 0,1 Ом параллельно не помогло.При переходе на резисторы 3-4х 1 Ом вроде все нормально заработало.

Добавив потенциометр 10 кОм (резисторы 0,5 / 10 кОм представляют это), мы можем регулировать ток Isense, который в конечном итоге изменяет величину тока, протекающего через нашу нагрузку, и мы можем вернуться к нашему резистору 0,1 Ом.

Наша конфигурация, приведенная выше, работает довольно хорошо, однако нагрев все еще является проблемой, в попытке отвести тепло я начал укреплять радиатор, снова использованный от старого блока питания ATX.Работая от источника питания 19 В и имея выход 12 В при 2,5 А, мы достигли 60 ° C на левом радиаторе, 50 ° C в середине и 40 ° C справа. Поскольку я буду использовать радиатор 1 для 2 МОП-транзисторов, я использую небольшой пластиковый язычок для крепления радиатора, чтобы не было электрического соединения между МОП-транзисторами и радиатором, позже я переключаюсь на тепловую подушку, которая дало улучшение на 2-4С.

Однако при тестировании с выходным напряжением 5 В и 2 усилителями у меня была температура 70 ° C и выше, поэтому что-то пошло не так.После того, что кажется долгим исследованием, изменением конфигураций схем и т.д., я обнаружил, что на макетной плате, которую я использовал, были некоторые проблемы, связанные с нагревом. Я увидел, что что-то немного светится красным, а затем температура мосфета быстро увеличилась до 170C. Я переместил МОП ближе к схеме, и проблема исчезла, поэтому еще раз напоминаю себе, что нужно быть осторожным с тем, для чего вы используете макеты.

Когда мы настраиваем потенциометр 10K для тока, до некоторой степени мы немного меняем частоту включения и выключения mosfet.Выше у нас есть шоу слива МОП-транзистора, время включения составляет около 400 нс (игнорируйте 6 мкс), а выключение — 2 мкс. Другой способ изменить частоту — это изменить временный конденсатор, наличие правильной частоты также может определить, какой ток вы отправляете на свою нагрузку, а работа на слишком высокой частоте может означать, что на МОП-транзисторе выделяется больше тепла, поэтому я изменил время конденсатор до 1000пФ.

При тестировании с 4 жесткими дисками проблем не было, я видел только 0,7 А на шине 12 В и 0.6A на шине 5V в простое, температуры mosfet стабильны на уровне от 40 до 42 ° C на большом радиаторе вместе при температуре окружающей среды 30 ° C. Диоды нагреваются примерно до 45-50 ° C, а резисторы на 330/470 Ом 1/4 Вт, которые я использую для отключения mosfet, могут достигать 70-80 ° C, поэтому мне понадобятся 1/2 или 1 Вт для них, и я думаю об обновлении диод тоже. Я хотел бы собрать его на печатной плате / Veroboard и оставить работать на 24 часа, прежде чем я буду уверен, что все работает хорошо.

Часть 1: Тестирование конфигурации базовой схемы
Часть 2: Добавление внешнего транзистора
Часть 3: Повторное рассмотрение и тестирование с нагрузкой постоянного тока
Часть 4: Попытка другого DC-DC — Richtek RT8293A, тестирование печатной платы / макета и нагрузки / переходный тест на Ebay DC-DC

% PDF-1.3 % 194 0 объект > эндобдж xref 194 97 0000000016 00000 н. 0000002291 00000 н. 0000002444 00000 н. 0000003207 00000 н. 0000003592 00000 н. 0000003658 00000 п. 0000003894 00000 н. 0000004135 00000 п. 0000004396 00000 н. 0000004475 00000 н. 0000004756 00000 н. 0000004835 00000 н. 0000005061 00000 н. 0000005139 00000 п. 0000005447 00000 н. 0000005661 00000 н. 0000005900 00000 н. 0000005978 00000 п. 0000006224 00000 н. 0000006302 00000 п. 0000006588 00000 н. 0000006666 00000 н. 0000006744 00000 н. 0000006822 00000 н. 0000007046 00000 н. 0000007124 00000 н. 0000007355 00000 н. 0000007569 00000 п. 0000007803 00000 н. 0000007881 00000 н. 0000008147 00000 н. 0000008225 00000 н. 0000008506 00000 н. 0000008584 00000 н. 0000008870 00000 н. 0000008948 00000 н. 0000009026 00000 н. 0000009104 00000 п. 0000009182 00000 п. 0000009259 00000 н. 0000009453 00000 п. 0000009627 00000 н. 0000009816 00000 н. 0000009894 00000 н. 0000010068 00000 п. 0000010146 00000 п. 0000010224 00000 п. 0000010301 00000 п. 0000010499 00000 п. 0000010697 00000 п. 0000010894 00000 п. 0000011089 00000 п. 0000011285 00000 п. 0000011485 00000 п. 0000011683 00000 п. 0000011883 00000 п. 0000012077 00000 п. 0000012279 00000 п. 0000012477 00000 п. 0000012680 00000 п. 0000012883 00000 п. 0000013080 00000 п. 0000013276 00000 п. 0000013476 00000 п. 0000013680 00000 п. 0000013881 00000 п. 0000014129 00000 п. 0000014304 00000 п. 0000014326 00000 п. 0000015039 00000 п. 0000015061 00000 п. 0000015757 00000 п. 0000015779 00000 п. 0000016433 00000 п. 0000016455 00000 п. 0000016977 00000 п. 0000016999 00000 н. 0000017530 00000 п. 0000017552 00000 п. 0000018118 00000 п. 0000018140 00000 п. 0000018366 00000 п. 0000018868 00000 п. 0000018890 00000 н. 0000020116 00000 п. 0000020325 00000 п. 0000020532 00000 п. 0000020729 00000 п. 0000021948 00000 п. 0000023171 00000 п. 0000023224 00000 п. 0000023313 00000 п. 0000023533 00000 п. 0000024762 00000 п. 0000025420 00000 н. 0000002595 00000 н. 0000003185 00000 п. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 195 0 объект > эндобдж 196 0 объект > / Кодировка> >> / DA (/ Helv 0 Tf 0 г) >> эндобдж 289 0 объект > ручей Hb«a`Rf`g`π

mc34063% 20step% 20down% 20external% 20 Техническое описание транзистора и примечания по применению

Electronic Design Tutorial 9: Boost Boost Circuit (MC34063)

Boost — это слово со значением «продвигать, увеличивать».В электронном дизайне Boost — это повышающая схема.
Одна батарея на 1,5 В, а две батареи подключены последовательно, чтобы получить 3 В. Принцип повышающего преобразователя Boost заключается в использовании индуктивности элемента накопления энергии в качестве «прерывистого источника питания» последовательно с входным источником питания для достижения повышения.

Повышающий преобразователь

Как показано выше, когда переключатель Q включен (замкнут), входное напряжение заряжает катушку индуктивности, разряд конденсатора поддерживает выходное напряжение, а токовая петля имеет вид: входное напряжение Vin → индуктивность L → переключатель Q
. переключатель Q1 выключен, входное напряжение Vin + индуктивность L подключены последовательно для зарядки конденсатора C.Последовательное напряжение будет больше входного. Токовая петля: входное напряжение Vin + индуктивность L → Диод D → Конденсатор C → Выходное напряжение Vout.
Видно, что выходным напряжением можно управлять, контролируя время включения Q. Если в одном цикле Q1 включен для Ton и Q1 выключен для Toff, мы игнорируем потери на устройстве (согласно вольт-секундному балансу индуктивности) и соотношение между выходным напряжением и входным напряжением:

Выходное напряжение зависит от количества заряда, накопленного в конденсаторе.В то время как катушка индуктивности заряжает конденсатор, выходное напряжение возрастает; в других случаях конденсатор подает ток на нагрузку, и выходное напряжение падает. Следовательно, выходное напряжение должно колебаться, что не так хорошо, как пульсации линейно регулируемого источника питания.

Цепь Boost Boost на основе MC34063

MC34063 — это интегрированный преобразователь напряжения постоянного тока в постоянный. Он имеет встроенный генератор, драйвер и переключатель сильноточного выхода, который можно использовать как импульсный импульсный стабилизатор, повышающий, понижающий или инверторный.Этот чип относительно старый, и производительность у него не очень хорошая, но он более типичный, поэтому используется в принципе.

Рисунок Функциональная блок-схема MC34063

Его штырьки 1 и 2 являются концами трубки переключателя. Можно видеть, что переключающая трубка внутри MC34063 представляет собой трубку Дарлингтона, которая аналогична принципу одиночного транзистора, но имеет большее увеличение.
3-футовый внешний конденсатор используется для управления частотой генератора.
Контакты 4 и 6 подключены к GND и VCC соответственно для питания.
Контакты 7 и 8 используются для защиты, поэтому не обращайте внимания.
контакт 5 подключен к инвертирующей входной клемме компаратора. Внутри микросхемы находится источник опорного напряжения 1,25 В и компаратор. Через цепь внешней отрицательной обратной связи напряжение на выводе 5 всегда можно поддерживать на уровне 1,25 В. Поэтому контакт 5 часто подключается к цепи выборки, чтобы определить, достигает ли выходное напряжение установленного значения.

Рисунок Схема цепи наддува наддува

Выходное напряжение влияет на напряжение контакта 5 «Вход инвертирования компаратора».Если напряжение на контакте 5 меньше 1,25 В, внутренний компаратор, генератор, логический элемент И и триггер RS пройдут серию согласований, чтобы отключить контакты 1 и 2, индуктор разряжается, и входное напряжение + индуктор заряжает конденсатор. Увеличьте выходное напряжение. Если напряжение на контакте 5 больше 1,25 В, контакты 1 и 2 замыкаются для зарядки индуктора. Конденсатор подает питание на нагрузку, и выходное напряжение постепенно уменьшается. Видно, что значение выходного напряжения можно определить, выбрав соответствующий резистор деления напряжения для схемы выборки.

Значения других устройств в цепи можно рассчитать, обратившись к таблице данных. Чтобы еще больше улучшить качество выходного источника питания, на выходном конце также может быть добавлена ​​схема LC-фильтра.
На приведенном ниже рисунке показано сравнение формы сигнала с 1 контактом (желтый) и сигнала выходного напряжения (синий).

Преобразователь повышенного напряжения по схеме MC34063. MC34063 с внешним ключом на транзисторе. Описание схемы преобразователя

Рассмотрим типичную схему преобразователя по кругу DC / DC 34063:

Выводы микросхемы:

1. SWC (Switch Collector) — Выходной транзисторный коллектор
2. SWE (Switch Emitter) — Выходной транзисторный излучатель
3. ТК. (Timing Capacitor) — вход для подключения конденсатора
4. ЗЕМЛЯ. — земля
5. Cii. (вход инверсии компаратора) — инверсия знака компаратора
6. VCC. — продукты питания
7. ИПК. — Войти в цепь ограничения максимального тока
8. DRC (Driver Collector) — коллектор драйвера выходного транзистора (биполярный транзистор также используется в качестве драйвера выходного транзистора)

Элементы:

Л 1. — Кумулятивный дроссель. Это, в общем, элемент преобразования энергии.

С 1. — Конденсатор времени, он определяет частоту преобразования. Максимальная частота преобразования для микросхемы 34063 составляет около 100 кГц.

R 2, R 1 — Делитель напряжения для схемы компаратора. Напряжение 1,25 В от внутреннего регулятора поступает на безвинтовой вход компаратора, а инвертирующий вход — с делителя напряжения. Когда напряжение с делителя становится равным напряжению с внутреннего регулятора — компаратор переключает выходной транзистор.

C 2, C 3 — соответственно выходной и входной фильтры. Емкость выходного фильтра определяет величину пульсаций выходного напряжения. Если в процессе расчетов выясняется, что для заданного значения пульсации требуется очень большая мощность, ее можно рассчитать для пульсаций штанги, а затем использовать дополнительный LC-фильтр. Емкость с 3 обычно берут 100 … 470 мкФ.

R SC — Чувствительный к монетам резистор. Он нужен для действующей схемы ограничения.Максимальный выходной ток транзистора для MC34063 = 1,5А, для AP34063 = 1,6А. Если пиковый коммутируемый ток превысит эти значения, микросхема может сгореть. Если известно, что пиковый ток даже не приближается к максимальным значениям, то этот резистор выставлять нельзя.

R 3. — резистор, ограничивающий ток драйвера выходного транзистора (максимум 100 мА). Обычно берет 180, 200 Ом.

Порядок расчета:

1. Выберите номинальное входное и выходное напряжение: В дюйм., В вых. и максимальный выходной ток I Out. .
2. 2) Выберите минимальное входное напряжение В в (МИН) и минимальную рабочую частоту f мин. При выбранных В на входе. и на выходе. .
3. Вычислить значение (T ON + T OFF) MAX по формуле (T ON + T OFF) Max = 1 / F min , t ON (MAX) — максимальное время, когда выходной транзистор находится в open, t OFF (MAX) — Максимальное время, когда выходной транзистор закрыт.
4. Рассчитать отношение t ON / T OFF по формуле t OUT / T OFF = (V OUT + VF -V IN (MIN)) / (V in (MIN) -v SAT) где V F . — падение напряжения на выходном фильтре, V sat — падение напряжения на выходном транзисторе (когда он находится в полностью открытом состоянии) при заданном токе. В сб. Определяется по графикам, приведенным в документации на микросхему (или на транзистор, если схема с внешним транзистором).Из формулы видно, что чем больше В на входе, на выходе, В. и чем больше они отличаются друг от друга — тем меньше влияние на конечный результат Remote V F. и V sat , поэтому, если вам не нужен достаточный расчет, я бы посоветовал, уже когда V in (MIN ) = 6-7 В, смело берите В F. = 0, В сат = 1,2 В (обычный, средний биполярный танзистор) и не заморачивайтесь.
5. Зная t ON / T OFF и (T ON + T OFF) MAX решите систему уравнений и найдите t ON (MAX) .
6. Найти емкость конденсатора тока С 1. по формуле: С 1 = 4,5 * 10 -5 * Т ВКЛ (МАКС) .
7. Найдите пиковый ток через выходной транзистор: I PK (Switch) = 2 * i Out * (1 + T ON / T OFF) . Если он оказался больше максимального тока выходного транзистора (1,5 … 1,6 А), преобразователь с такими параметрами невозможен. Необходимо либо пересчитать схему на меньший выходной ток ( I Out.), либо использовать схему с внешним транзистором.
8. Рассчитайте R SC по формуле: R sc = 0,3 / i PK (Switch) .
9. Рассчитайте минимальную емкость конденсатора выходного фильтра:
10. C 2 = I OUT * T ON (MAX) / V Ripple (P-P) где V Ripple (P-P) — Максимальное значение пульсаций выходного напряжения. Разные производители Рекомендуется умножать значение на коэффициент от 1 до 9.Максимальный контейнер берется из ближайших стандартных значений.
11. Рассчитайте минимальную индуктивность дросселя:

    L 1 (MIN) = T ON (MAX) * (V in (MIN) -V SAT) / I PK (Switch) . Если получаются слишком большие C 2 и L 1, можно попробовать увеличить частоту преобразования и повторить расчет. Чем выше частота преобразования — тем меньше минимальная емкость выходного конденсатора и минимальная индуктивность дросселя.

12. Делители рассчитываются из соотношения V Out = 1.25 * (1 + R 2 / R 1) .

Онлайн калькулятор для расчета конвертера :

(Для правильности расчетов используйте точку в качестве десятичной точки, а не запятую)

1) исходные данные:

(Если вы не знаете V SAT, V F, V Ripple (P-P), то расчет будет производиться для V Sat = 1,2 В, V f = 0 В, V Ripple (P-P) = 50 мВ)

Для питания портативного электронного оборудования дома часто используются сетевые источники питания.Но это не всегда удобно, так как не всегда на месте использования есть бесплатная электрическая розетка. А если нужно иметь несколько различных источников питания?

Одно из правильных решений — сделать универсальный источник питания. А в качестве внешнего источника питания применим, в частности, USB-порт персонального компьютера. Ни для кого не секрет, что в типовых блоках питания внешних электронных устройств с напряжением 5В и током нагрузки не более 500 мА.

Но, к сожалению, для нормальной работы большинству портативного электронного оборудования требуется 9 или 12 В.Специализированная микросхема решит задачу преобразователя напряжения на MC34063 , что значительно облегчит изготовление с требуемыми параметрами.

Структурная схема преобразователя MC34063:

MC34063 Условия

Описание схемы преобразователя

Ниже представлена ​​принципиальная схема Вариант источника питания, который позволяет получать 9В или 12В от 5В порта USB компьютера.

За основу схемы взята специализированная микросхема MC34063 (ее российский аналог К1156ЕУ5).Преобразователь напряжения MC34063 представляет собой электронную схему управления преобразователем постоянного / постоянного тока.

Имеет термокомпенсированный источник опорного напряжения (ионный), модификатор с регулируемым рабочим циклом, компаратор, схему ограничения тока, выходной каскад и сильноточный ключ. Эта микросхема специально изготовлена ​​для использования в повышающих, понижающих и инвертирующих электронных преобразователях с наименьшим количеством элементов.

Выходное напряжение, полученное в результате срабатывания, задается двумя резисторами R2 и R3.Выбор сделан при расчете, что на входе компаратора (вывод 5) должно быть напряжение равное 1,25 В. Рассчитать сопротивление резисторов для схемы можно по простой формуле:

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

Зная необходимое выходное напряжение и сопротивление резистора R3, можно довольно легко определить сопротивление резистора R2.

Так как выходное напряжение определяется, можно значительно улучшить схему, включив в схему переключатель, позволяющий получать всякие нужные значения.Ниже представлен вариант преобразователя MC34063 на два выходных напряжения (9 и 12 В)

Этот опус будет про 3-х героев. Почему герои?))) Хайленд, герои — защитники Родины, люди, которые «тырил», то есть скопировали, а не как сейчас — «украли», богатство .. Наши диски — преобразователи импульсов, 3 типа (понижающий, повышающий, инверторный). Причем все три находятся на одной микросхеме MC34063 и на одном типе катушки DO5022 с индуктивностью 150 мкГн. Они используются в составе переключателя СВЧ-сигнала на PIN-диодах, схема и плата которого приведены в конце данной статьи.

Расчет нисходящего преобразователя (STEP-DOWN, BUCK) DC-DC на микросхеме MC34063

Расчет проводится по модельному методу «AN920 / D» на полупроводнике. Принципиальный преобразователь CHEMA Electrical показан на рисунке 1. Количество элементов схемы соответствует последней версии CHEM (из файла DRIVER OF MC34063 3IN1 — VER 08.SCH).

Рис.1 Схема электрического эффективного понижающего (понижающего) драйвера.

Выводы микросхемы:

Вывод 1 — SWC (Switch Collector) — Выходной транзисторный коллектор

Вывод 2 — SWE (переключатель эмиттера) — выходной транзисторный эмиттер

Вывод 3 — Ц (ГРМ) — вход для подключения конденсатора

Вывод 4 — GND. — Земля (подключается к общему нижнему проводу dc-DC)

Заключение 5 — CII ( FB. ) (вход инвертирования компаратора) — инверсия знака компаратора

Заключение 6 — V. CC. — еда

Вывод 7 — ИПК. — Вход в цепь ограничения максимального тока

Вывод 8 — DRC (Driver Collector) — коллектор драйвера выходного транзистора (в качестве драйвера выходного транзистора используется также биполярный транзистор, подключенный по схеме Дарлингтона, подключенный по схеме Дарлингтона внутри микросхемы).

Элементы:

L 3. — штуцер. Лучше использовать дроссель открытого типа (не полностью закрытый ферритом) — Series DO5022T от CoilKraft или RLB от Bourns, так как такой дроссель включен на больший ток, чем обычные дроссели закрытого CDRH Sumida. Лучше использовать дроссели с большей индуктивностью, чем полученное расчетное значение.

Из 11. — Конденсатор времени, определяет частоту преобразования. Максимальная частота преобразования для микросхемы 34063 составляет около 100 кГц.

R 24, R 21 — Делитель напряжения для схемы компаратора. Напряжение 1,25В от внутреннего регулятора поступает на несогласованный вход компаратора, а инвертирующий вход — с делителя напряжения. Когда напряжение с делителя становится равным напряжению с внутреннего регулятора — компаратор переключает выходной транзистор.

C 2, C 5, C 8 и C 17, с 18 — соответственно выходной и входной фильтры. Емкость выходного фильтра определяет величину пульсаций выходного напряжения.Если в процессе расчетов выясняется, что для заданного значения пульсаций требуется очень большая мощность, ее можно рассчитать для больших пульсаций, а затем использовать дополнительный LC-фильтр. Емкость ввода обычно берется 100 … 470 мкФ (Ti рекомендация не менее 470 мкФ), на выходе также берется 100 … 470 мкФ (берется 220 мкФ).

Р 11-12-13. ( R sc) — Чувствительный к монетам резистор. Он нужен для действующей схемы ограничения. Максимальный выходной ток транзистора для MC34063 = 1.5А, для AP34063 = 1,6А. Если пиковый коммутируемый ток превысит эти значения, микросхема может сгореть. Если известно, что пиковый ток даже не приближается к максимальным значениям, то этот резистор выставлять нельзя. Расчет ведется по пиковому току (внутренний транзистор). При использовании внешнего транзистора через него протекает пиковый ток, через внутренний транзистор протекает меньший (управляющий) ток.

Вт. 4 — : внешний биполярный транзистор включается в цепь, когда расчетный пиковый ток превышает 1.5А (при большом выходном токе). В противном случае перегрев микросхемы может привести к ее выходу из строя. Рабочий режим (ток базы транзистора) R. 26 , г. Р. 28 .

ВД. 2 — Диод Шоттки или сверхбыстрый (Ultrafast) диод на напряжение (прямое и обратное) не менее 2U на выходе

Порядок расчета:

• Выберите номинальное входное и выходное напряжение: В дюйм., В вых. А максимальная

выходной ток I Out. .

В нашей схеме V in = 24V, V Out = 5V, I Out = 500mA (максимум 750 мА)

• Выберите минимальное входное напряжение В в (МИН) и минимальную рабочую частоту f мин. При выбранных В на входе. и на выходе. .

В нашей схеме В в (мин) = 20 В (по ТК), выбираем ф мин = 50 кГц

3) рассчитать значение (T ON + T OFF) MAX по формуле (T ON + T OFF) Max = 1 / F min , t ON (MAX) — максимальное время, когда выходной транзистор открыт, t ВЫКЛ. (МАКС.) — Максимальное время, когда выходной транзистор закрыт.

(t ВКЛ + T ВЫКЛ) max = 1 / f min = 1/50 кгц. = 0,02 мс. = 20 iSS

Рассчитать положение t ON / T OFF по формуле t OUT + VF) / (V in (MIN) -v SAT -V OUT) где V F. — падение напряжения на диоде (вперед — переменное падение напряжения), V sat — Падение напряжения на выходном транзисторе, когда он находится в полностью открытом состоянии (насыщение — напряжение насыщения) при заданном токе. V sat Определяется по графикам или таблицам, приведенным в документации. Из формулы видно, что чем больше В на входе, на выходе, В. и чем больше они отличаются друг от друга — тем меньше влияют на конечный результат V F. и V sat .

(t ON / T OFF) 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) зная t ON / T OFF и (T ON + T OFF) MAX решите систему уравнений и найдите t ON (MAX) .

t OFF = (T ON + T OFF) MAX / ((T ON / T OFF) MAX +1) = 20 iSS /(0.408+1)=14.2 iSS

т ПО. ( Макс ) = 20- t ВЫКЛ. = 20-14,2 мкс = 5,8 мкс

5) Найдите емкость текущего конденсатора Из 11 ( Ct. ) по формуле:

С 11 = 4.5 * 10-5 * T ВКЛ. (МАКС.) .

К. 11 = 4,5 * 10-5 * т ПО. ( Макс ) = 4,5 * 10 — 5 * 5,8 мкс = 261 пФ (это минимальное значение), берем 680пф

Чем меньше контейнер, тем выше частота. Емкость 680PF соответствует частоте 14kc

6) Найдите пиковый ток через выходной транзистор: I PK (Switch) = 2 * i Out .Если он оказался больше максимального тока выходного транзистора (1,5 … 1,6 А), преобразователь с такими параметрами невозможен. Необходимо либо пересчитать схему на меньший выходной ток ( I Out. ), либо использовать схему с внешним транзистором.

I PK (Switch) = 2 * i Out = 2 * 0,5 = 1 A. (для максимального выходного тока 750mA I PK (Switch) = 1.4A)

7) Вычислить R SC по формуле: R sc = 0.3 / я ПК (выключатель) .

R SC = 0,3 / I PK (Switch) = 0,3 / 1 = 0,3 Ом, параллельно подключаем 3 резистора ( R 11-12-13. ) 1 Ом

8) Рассчитайте минимальную емкость конденсатора выходного фильтра: С 17 = i PK (Switch) * (T ON + T OFF) MAX / 8V Ripple (PP) где V Ripple (PP) — Максимум величина пульсаций выходного напряжения. Максимальный контейнер берется из ближайших стандартных значений.

От 17 =. И ПК. ( Переключатель ) * ( т ОН. + t ВЫКЛ. ) Макс /8 Пульсации В. ( пол. — П. ) = 1 * 14,2 мкс / 8 * 50 мВ = 50 мкФ, берем 220 мкФ

9) Рассчитайте минимальную индуктивность дросселя:

Л. 1 ( МИН. ) = т ПО. ( Макс ) * ( В дюйм ( МИН. ) — В сб. — В вых. ) / И ПК. ( Переключатель ) . Если получаются слишком большие C 17 и L 1, можно попробовать увеличить частоту преобразования и повторить расчет.Чем выше частота преобразования — тем меньше минимальная емкость выходного конденсатора и минимальная индуктивность дросселя.

L 1 (MIN) = T ON (MAX) * (V in (MIN) -v SAT -V OUT) / I PK (Switch) = 5,8 iSS * (20-0,8-5) /1=82.3 iCGN

Это минимальная индуктивность. Для микросхемы MC34063 дроссельная заслонка должна быть выбрана с значительно большим значением индуктивности, чем расчетное значение. Выбираем L = 150МХН COILKRAFT DO5022.

10) Сопротивление делителя рассчитывается из соотношения V Out = 1,25 * (1 + R 24 / R 21) . Эти резисторы должны быть не менее 30 Ом.

Для v Out = 5V берем R 24 = 3,6К, далее р. 21 = 1,2к.

Онлайн-расчет http://uiut.org/master/mc34063/ показывает правильность рассчитанных значений (кроме CT = C11):

Есть еще один онлайн-расчет http: // radiohlam.ru / teory / stepdown34063.htm, который также показывает правильность рассчитанных значений.

12) При условиях расчета по п.7 пиковый ток 1а (макс. 1,4а) находится вблизи максимального тока транзистора (1,5 … 1,6 а), внешний транзистор желательно ставить уже во время пика 1а. , во избежание перегрева микросхемы. Готово. Подбираем транзистор VT4 MJD45 (типа PNP) с коэффициентом пропускания по току 40 (h31E желательно брать максимально возможный, так как транзистор работает в режиме насыщения и порядка = 0.На нем падает напряжение 8В). Некоторые производители транзисторов указывают в заголовке даташета о небольшом значении напряжения насыщения УСАТ порядка 1В, по которому необходимо ориентироваться.

Рассчитайте сопротивление резисторов R26 и R28 в цепях выбранного транзистора VT4.

ТЕС транзистора, ток VT4: I. b = I PK. ( Переключатель ) / ч. 21 E. . И. б = 1/40 = 25мА

Резистор в цепях ВЕ: Р. 26 = 10 * ч. 21E. / I ПК. ( Переключатель ) . Р. 26 = 10 * 40/1 = 400 Ом (берем R 26 = 160 Ом)

Ток через резистор R 26: I RBE = V BE / R 26 = 0,8 / 160 = 5м

Резистор в основной цепи: Р. 28 = (VIN (MIN) -VSAT (DRIVER) -V RSC -V BEQ 1) / (I B + I RBE)

р. 28 = (20-0,8-0,1-0,8) / (25 + 5) = 610 Ом, можно взять менее 160 Ом (однотипный с R 26, так как встроенный транзистор Дарлингтона может обеспечить больший ток для резистора меньшего размера.

13) Рассчитать элементы эталона р. 32, С. 16. (см. Расчет наддува и схему ниже).

14) Рассчитать элементы выходного фильтра л. 5 , р. 37, С. 24 (ТТ «Способы подавления шума и помех в электронных системах» П.120-121).

Выбрано — катушка L5 = 150МХН (аналогичный дроссель с активным сопротивлением РДРЕСС = 0,25 Ом) и С24 = 47МКФ (на схеме указано большее значение 100 мкФ)

Рассчитайте декремент затухания фильтра XS = ((R + RDROS) / 2) * корень (C / L)

R = R37 ставится, когда декремент затухания меньше 0.6, чтобы удалить выпуск фильтра относительной частотной характеристики (резонансный фильтр). В противном случае фильтр на этой частоте среза будет усиливать колебания, а не ослаблять.

Без R37: KSI = 0,25 / 2 * (47/150 корень) = 0,07 — Будет лифт Ахх до +20 дБ, что плохо, поэтому ставим R = R37 = 2,2 Ом, тогда:

C R37: КСИ = (1 + 2,2) / 2 * (Корень 47/150) = 0,646 — при КСИ 0,5 и более отклик АЧ (тех, нет резонанса).

Резонансная частота фильтра (частота среза) ПЧ = 1 / (2 * PI * L * C) должна лежать ниже частот преобразования микросхемы (фильтрующих эти высокие частоты на 10-100 кГц).Для этих значений L и с получением FSR = 1896 Гц, что меньше частоты работы преобразователя на 10-100 кГц. Сопротивление R37 более нескольких Ом повышать нельзя, на ТК упадет напряжение (при нагрузке 500 мА и R37 = 2,2 Ом падение напряжения будет UR37 = I * R = 0,5 * 2,2 = 1,1В).

Все элементы схемы выбраны для поверхностного монтажа.

Осциллограммы работы в разных точках схемы даунгрейдера:

15) а) осциллограммы без нагрузки ( УВХ = 24В, Up = + 5В):

б) осциллограммы под нагрузкой (УВХ = 24В, UIV = + 5В), при частотной емкости С11 = 680ПФ.Меняем нагрузку за счет уменьшения сопротивления резистора (3 осциллограммы ниже). Выходной ток стабилизатора увеличивается, как и входной.

Вывод: В зависимости от нагрузки следует менять частоту импульсов, при большей нагрузке — частота увеличивается, потом паузы (+ 5В) между фазой накопления и возвратами верны, остаются только прямоугольные импульсы — стабилизатор работает «на пределе» своих возможностей.Также на осциллограмме ниже видно, когда у «пильного» напряжения есть выбросы — стабилизатор включен в режим ограничения тока.

в) напряжение при частотной емкости С11 = 680ПФ при максимальной нагрузке 500ма

г) пульсация напряжения на выходе стабилизатора (С18) при максимальной нагрузке 500мА

Пульсации напряжения на выходе LC (R) -fofilt (C24) (R) при максимальной нагрузке 500 мА

Заключение: размах напряжений ряби от пика к пику уменьшился с 300 мВ до 150 мВ.

д) осциллограмма плавающих колебаний без питания:

Осциллограмма затухающих колебаний без подачи питания (увеличенная):

Расчет повышающего преобразователя (STEP-UP, BOOST) DC-DC на микросхеме MC34063

http: // uiut.org / master / mc34063 /. По увеличению драйвера в основном это похоже на расчет загрузки драйвера, так что можно поверить. Схема онлайн-расчета автоматически переключается на стандартную диаграмму на основе входных данных «AN920 / D», результаты расчета и сама схема примера показаны ниже.

— Полевой N-канальный транзистор VT7 IRFR220N. Увеличивает нагрузочную способность микросхемы, позволяет быстро переключаться. Подбор: Электрическая схема преобразователя обмотки показана на рисунке 2.Номера элементов схемы соответствуют последней версии CHEM (из файла DRIVER OF MC34063 3IN1 — VER 08.Sch). В схеме есть элементы, которых нет в типовой схеме онлайн-расчетов. Это следующие предметы:

• Максимальный запас напряжения источника В DSS =. 200В. , ТК высокое напряжение на выходе + 94В
• Падение напряжения малого канала R DS (ON) MAX = 0,6 O. м. Чем меньше сопротивление канала, тем меньше потери тепла и выше КПД.
• Малая емкость (входная), определяющая заряд затвора QG. (общий заряд затвора) и малый входной ток затвора. Для этого транзистора I. = QG * FSW. = 15Кл * 50 КГц = 750мка .
• Максимальный ток Сток. Я Д. = 5А. , Импульсный ток ИПК = 812 МА при выходном токе 100м

— Элементы делителя напряжения R30, R31 и R33 (снижает напряжение для затвора VT7, которое должно быть не более V GS = 20V)

— Элементы разряда входной емкости VT7 — R34, VD3, VT6 при переводе транзистора VT7 в закрытое состояние.Уменьшает время спада на затворе VT7 с 400 нс (не показано) до 50 нс (осциллограмма с течением времени спада 50 нс). Лог 0 на выходе 2 микросхемы открывает PNP-транзистор VT6 и емкость входного затвора разряжается через переход Ke VT6 (быстрее, чем просто через резистор R33, R34).

— Катушка L при расчете получается очень большой, выбирается меньший номинал L = L4 (рис.2) = 150мкг

— Элементы в стандарте C21, R36.

Расчет стандарта:

Отсюда L = 1 / (4 * 3.- 12) = 5,1

Величина пропускной способности обычно является компромиссным решением, так как, с одной стороны, чем больше емкость — тем лучше сглаживание (меньше количества колебаний), с другой стороны, емкость каждого цикла перезаряжается и вытесняется. через резистор часть полезной энергии, которая влияет на КПД (обычно нормально рассчитанный Снаббер снижает КПД очень незначительно, в пределах пары процентов).

Установив переменный резистор, определил более точное сопротивление Р. = 1 к.

Рис.2 Драйверы цепи электрического выключателя (STEP-UP, Boost).

Осциллограммы работы в разных точках цепи повышающего преобразователя:

а) напряжение в разных точках без нагрузки :

б) Напряжение на затворе (желтый луч) и на складе (синий луч) транзистора VT7:

c) Передний и задний передний выход напряжения.2 (желтая балка) и на воротах (синяя балка) VT7, выпил. 3:

Расчет DC-DC инвертора (STEP-UP / STEP-DOWN, INVERTER) на микросхеме MC34063

Расчет также проводится по модельному методу «AN920 / D» компании ON SEMICONDUCTOR.

Расчет можно произвести сразу «на сайте» http://uiut.org/master/mc34063/. Для инвертирующего драйвера это в основном похоже на расчет драйвера загрузки, поэтому ему можно доверять. Схема онлайн-расчета автоматически переключается на стандартную диаграмму на основе входных данных «AN920 / D», результаты расчета и сама схема примера показаны ниже.

— Биполярный PNP-транзистор VT7 (увеличивает нагрузочную способность) Электрическая схема инвертирующего преобразователя показана на рисунке 3.Количество элементов схемы соответствует последней версии CHEM (из файла «Драйвер MC34063 3IN1 — VER 08.Sch»). В схеме есть элементы, которых нет в типовой схеме онлайн-расчетов. Это следующие предметы:

— элементы делителя напряжения R27, R29 (задает ток БД и режим VT7),

— Элементы питания С15, R35 (подавляют нежелательные колебания от дросселя)

Некоторые компоненты отличаются от расчетных:

• катушка L принимается меньше расчетной величины L = L2 (рис.3) = 150МХН (одинаковость всех катушек)
• выходная емкость принимается меньше расчетной С0 = С19 = 220МКФ
• частота конденсатора принята C13 = 680pf, соответствует частоте 14KHz
• резисторов делителя R2 = R22 = 3,6К, R1 = R25 = 1,2К (берется первым для выходного напряжения -5В) и оконечных резисторов R2 = R22 = 5,1К, R1 = R25 = 1,2К ( выходное напряжение -6,5 В)

резистор ограничения тока взят резистором RSC-3 параллельно 1 Ом (результирующее сопротивление 0.3 Ом)

Рис.3 Электрическая схема инвертора (СТУПЕНЧАТЫЙ / СТУПЕНЧАТЫЙ, ИНВЕРТОР).

Осциллограммы работы в разных точках схемы инвертора:

а) с входным напряжением +24 В без нагрузки :

• 20.09.2014

  Триггер — это набор с двумя устойчивыми состояниями равновесия, предназначенный для записи и хранения информации. Триггер может хранить 1 бит данных. Условное обозначение триггера имеет вид прямоугольника, внутри которого буква Т. слева от изображения прямоугольника суммирует входные сигналы. Обозначения сигнальных входов пишутся в дополнительном поле в левой части прямоугольника. …

• 21.09.2014

  Одно тактный выходной каскад лампового усилителя содержит минимум деталей и прост в сборке и настройке.Пентодеры в выходном каскаде могут использоваться только в сверхлинейном включении, триодном или обычном режимах. При триодном включении экранирующая сетка соединена с анодом через резистор 100 … 1000. При ультралинейном включении каскад закрывается экранирующей сеткой, что дает уменьшение …

• 04.05. 2015

  На рисунке представлена ​​схема простой инфракрасной консоли и приемника с исполнительным механизмом, который является реле. Благодаря простоте установки панели пульта ДУ можно выполнить только два действия, он включает реле и выключает его, отпуская кнопку S1, чего может хватить для определенных целей (гаражные ворота, открытие электромагнитного замок и т. д.). Настройка схемы очень …

• 05.10.2014

  Схема сделана на твике ОУ TL072. A1.1 представляет собой предварительный усилитель с COEF. армирование заданного соотношения R2 \ R3. R1-регулятор громкости. OU A1.2 сделал активным трехполосный мостовой контроллер тона. Регулировки осуществляются переменными резисторами R7R8R9. Коэф. Передача этого узла 1. Первичные источники питания могут быть от ± 4 В до ± 15 В литература …

Publikovano 16.09.2011

Мне потребовалось от более высокого напряжения, чтобы получить 5 В (а впоследствии 3.3В). При этом необходимо было обеспечить работоспособность, так как источником питания был аккумулятор и его заряд не бесконечен. Возможности организовать радиатор не будет, схема будет герметичной. Линейные стабилизаторы напряжения типа LM7805 и им подобных, тут не помогут. Вам нужен импульсный преобразователь (DC-DC Converter), т.е. понижающий преобразователь напряжения STEP-DOWN. Преимущества импульсного преобразователя очевидны — высокий КПД, не требует теплоотвода (по крайней мере, если они теплые, то не настолько, как линейные преобразователи).
Существует масса специализированных микросхем, например LM2574. , LM2594. , LM267X , LT1073. , L4971. , ST1S03 , AS1333. , ST1S03 , ST1S06. , ST1S09. , ST1S10 , ST1S12 ( ST1SXX — Очень достойная серия). Они существуют в разных корпусах для разных выходных напряжений и токов. Стоимость таких микросхем около 3 евро, но мне нужно надежное и не дорогое решение.Чип MC34063. — Это то, что нам сейчас нужно. MC34063. Очень обычный, без проблем купить можно. Стоимость всего от 0,2 евро! Работает с напряжением от 3 до 40 вольт, максимальным током 1,5 А, частотой преобразования 100 кГц. Кстати, в его базе вы можете собрать и разогнать конвертер (см. Также «»), но сейчас мы займемся понижением версии.

Схема взята из документации. Ограничительного резистора 0,33 Ом у меня не было, я его снял на свой страх и риск.Диод скота поставил тот, кто был. Номинальные входные и выходные конденсаторы также различаются. Для первой тестовой версии сойдет, но лучше на ней не экономить. Получился такой платок:

На фото импульсный понижающий преобразователь с выходным напряжением 3,3 В. R1 = 5,1к номиналов резистора, R2 = 10к.
По документации MC34063. Максимальный коммутируемый ток 1.5a. Больше 0,2А нагружать не пришлось, поэтому «практический потолок» сообщить не могу.
Но при такой нагрузке при входном напряжении 12В все элементы схемы остаются холодными.
Здесь вы можете воспользоваться формой для расчета параметров схемы: http://www.nomad.ee/micros/mc34063a/index.shtml

См. Там же:

Распиновка MC34063A, примеры схем, техническое описание, приложения, особенности

MC34063A — это монолитная интегральная микросхема схемы управления, которая может понижать, повышать и инвертировать напряжения. Он имеет частоту переключения до 100 кГц.Благодаря свойству преобразования напряжения он используется в преобразователях постоянного тока. Вы можете регулировать его выходное напряжение всего двумя внешними резисторами. Он работает в диапазоне температур от 0 ° C до 70 ° C. Он используется в приложениях для регулирования напряжения и таких устройствах, как зарядные устройства.

MC34063A Распиновка

• Этот понижающий, повышающий и инвертирующий стабилизаторы доступны в трех различных корпусах. Но схема распиновки одинакова для всех пакетов.
• Все три пакета имеют восемь контактов.
• На приведенной ниже схеме выводов показаны все контакты.

MC34063A

В этом разделе мы перечисляем подробную информацию обо всех выводах и их рабочих функциях. Как мы упоминали ранее, MC34063 имеет 8 контактов.

Контакт # 01: переключатель коллектора

Это входной контакт коллектора внутреннего сильноточного переключателя, встроенного в микросхему.

Контакт # 02: переключатель излучателя

Это вывод эмиттера внутреннего сильноточного переключателя, встроенного в микросхему и работающего как выходной контакт.

Контакт # 03: Конденсатор синхронизации

Это входной контакт, который изменяет частоту переключения с помощью внешнего синхронизирующего конденсатора.

Контакт # 04: GND

Это контакт заземления.

Контакт # 05: Вход инвертирования компаратора

Это инвертирующий входной терминал компаратора. Соедините этот вывод с цепью резисторного делителя, чтобы сформировать контур обратной связи.

Контакт # 06: Vcc

Подключите питание к этому выводу.

Контакт № 07: Ipk Sense

Это входной вывод, который контролирует ток, удерживает его в определенных пределах и устанавливает выходной ток.

Контакт № 08: Коллектор драйвера

Это входной вывод коллектора управляющего транзистора.

MC34063A Proteus Simulation

Как мы уже упоминали ранее, мы можем использовать этот регулятор напряжения в трех операциях, таких как понижающий, повышающий и инвертирующий. В этом примере мы разрабатываем пример понижающего преобразователя в Proteus.

• На этой схеме показана имитация понижающего преобразователя в Proteus.
• Преобразует 12 вольт постоянного тока в 5 вольт постоянного тока.
• Вы можете проверить выходное напряжение с помощью вольтметра, как показано на принципиальной схеме.
• Хотя эта схема дает на выходе 5 вольт постоянного тока. Но вы можете изменить напряжение, изменив выходные резисторы и номиналы конденсаторов.

MC34063

• Это устройство рассчитано на работу в диапазоне от 3 до 40 В.
• Он обеспечивает выходной ток 1,5 А с регулируемым выходным напряжением от 1,25 В до 40 В.
• Эталонная точность составляет 2%.
• Частота генератора до 100 кГц.
• Ток покоя составляет 2,5 мА (тип.), Что очень мало.
• Имеет низкий ток в режиме ожидания.
• Схема защиты от короткого замыкания встроена в микросхему.

Где использовать MC34063?

IC MC34063A принимает входной сигнал в диапазоне от 3,0 В до 40 В и обеспечивает регулируемое выходное напряжение и выходной ток до 1,5 А. Для работы требуется минимальное количество внешних компонентов.Основные функции этой ИС включают повышение напряжения, понижение напряжения и инвертирование напряжения. Следовательно, эту ИС можно использовать во всех тех приложениях, которые требуют выполнения этих трех операций. Она также используется в преобразователях постоянного тока.

В этом разделе мы предоставили примеры схем для работы в режиме понижающего, повышающего и инвертирующего сигналов.

Как выбрать частоту?

Два резистора, подключенные между контактами 8 и 7, а также контактами 7 и 6, регулируют частоту генератора.Конденсатор, подключенный к выводу 3, определяет скорость переключения.

Расчет выходного напряжения

ИС содержит опорный регулятор и компаратор. Стабилизатор обеспечивает 1,25 В в качестве входа для компаратора, который определяет усиление выходного напряжения. Выходное напряжение или коэффициент усиления рассчитывается по следующей формуле:

 VOUT = 1,25 В (1 + R2 / R1) 

Функция измерения тока

Токовый датчик 7 устанавливает выходной ток. Он контролирует ток, протекающий через индуктивность и диод, подключенные к выходу.К этому выводу подключается резистор, мы ставим резистор, который устанавливает максимальный ток. Стоимость компонентов рассчитывается по формулам, приведенным в даташите.

Конденсатор фильтра

Конденсатор емкостью 100 мкФ подключен к выводу 6. Он фильтрует значения напряжения питания, удаляя шум. Функция усиления обеспечивается индуктором, подключенным между контактами 1 и 8. Выходной контакт заряжает катушку индуктивности, и создается магнитное поле. Когда транзистор выключен, катушка индуктивности разряжается, и конденсатор емкостью 330 Ф заряжается через диод, подключенный к выходному выводу.Этот процесс зарядки происходит многократно, пока напряжение конденсатора не достигнет пикового напряжения.

MC34063A Аналоги

UCC25600, LM2596, MCP16252, TC7660, MC33063A, SC34063A, SC33063A, NCV33063A

MC34063A Примеры схем

Также приведены схемы для понижающей и инверсной работы. Для расчета стоимости компонентов см. Таблицу .

Пример повышающего преобразователя

На приведенной ниже схеме показан пример повышающего преобразователя

Понижающий понижающий преобразователь, пример

Цепь режима работы с инвертированием напряжения

Микросхема MC34063A широко используется в:

• Бытовая и вычислительная электроника
• Портативные зарядные устройства и анализаторы газов крови
• Телекоммуникации
• Медицинское оборудование
• Цепи с батарейным питанием
• Контрольно-измерительные приборы

Двумерная диаграмма, приведенная в конце, представляет собой 8-выводный корпус SOIC микросхемы MC34063A.

MC34063A Лист данных

БП с вакуумным люминесцентным дисплеем с автоматическим затемнением | Детали

Я работаю над проектом часов VFD, и мне нужен был способ изменить яркость дисплея. VFD либо слишком яркие, либо слишком тусклые при фиксированном напряжении. Они также имеют тенденцию к ореолу при высоком напряжении, что очень заметно при слабом освещении. (в старых калькуляторах VFD для устранения этого используются тонированные линзы)

Некоторые строители используют микропроцессор для уменьшения яркости дисплея в определенное время дня, но я хочу, чтобы мои часы реагировали на окружающий свет.Я рассматривал множество схем с выходом ШИМ микропроцессора и LDR для датчика. Все это закончилось некоторой топологией переключения с высокой стороны, которая была чрезмерно сложной и неэффективной. Простым решением было изменить выходное напряжение моего существующего источника питания на базе MC34063.

MC34063 должен быть швейцарским армейским ножом для микросхем блоков питания, поскольку он может понижать, повышать или инвертировать напряжения. С внешним транзистором он может обеспечить еще более высокие токи и напряжения. Есть несколько онлайн-калькуляторов, которые можно загрузить, которые помогут вам выбрать различные компоненты, необходимые для создания практически любого небольшого блока питания, который может вам понадобиться, от пары вольт до сотен вольт.

Выходное напряжение устанавливается путем сравнения напряжения резисторного делителя со встроенным опорным напряжением 1,25 В. При этом измените делитель, и вы измените выходное напряжение. Напряжение может возрасти до многих сотен вольт при токе, достаточном, чтобы убить вас несколько раз. ТАКИМ ОБРАЗОМ, БУДЬТЕ ВНИМАТЕЛЬНЫ, заранее рассчитайте и перепроверьте все изменения, которые вы планируете внести. По сути, это та же схема, которая используется для генерации 180 В для газоразрядных ламп и 400 В для декатронов.

См. Https: // treeneurons.wordpress.com/nixie-power-supply/ для исходной версии nixie supply

См. Http://timewitharduino.blogspot.com/2013/10/high-voltage-power-sources-for-tubes.html, где представлен большой выбор блоков питания nixie и VFD.

См. Http://imajeenyus.com/electronics/20111010_40-400V_supply/ для регулируемого источника высокого напряжения от 40 до 400 В на основе MC34063.

ВНИМАНИЕ: ЭТИ ИСТОЧНИКИ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ СЧАСТЛИВО УБИТ ВАС, ЕСЛИ ВЫ ДАЕТЕ ИМ ПОЛОВИНУ ШАНСА

На схеме видно, что у нас есть MC34063 с внешним транзистором.Для выходов ниже 40 В внешний транзистор можно не устанавливать. Q3 помогает быстрее выключить MOSFET. На макетной плате Q3 повысился КПД схемы с 50% до 65%. На хорошо разложенной печатной плате КПД может быть ближе к 70%. Расстояние от микросхемы до Q1 должно быть как можно короче. MC34063 — не самый эффективный чип, но он дешев и доступен. Сожалею, что когда-либо предположил, что с этим чипом легко работать. Тестирование печатной платы показало, что компоновка печатной платы имеет решающее значение для правильного функционирования этой схемы.То, что хорошо работало на макетной плате, не так хорошо работало на печатной плате. Много часов поиска неисправностей и двух макетов печатных плат спустя я исправил схему. Короткие широкие дорожки на печатной плате и тестирование могут потребоваться для получения приемлемой производительности этой схемы. Расположите сеть обратной связи как можно ближе к микросхеме. Удаленный монтаж LRD может вызвать проблемы.

Ниже представлен макет печатной платы, который я построил и успешно протестировал.

LDR, R2 и R4 образуют делитель напряжения с R3.Чип будет регулировать выходное напряжение, чтобы получить 1,25 В на выводе 5, который подключен к его внутреннему компаратору. В полной темноте LDR по существу бесконечен, поэтому нижняя половина делителя просто R4. Формула для расчета выходного напряжения в темноте составляет (R3 / R4) + 1 * 1,25 В, и в этой схеме это дает около 20 В.

Чтобы рассчитать выходное напряжение на полном солнце, мы должны найти полное сопротивление LDR, R2 и R4. LDR имеет сопротивление около 300 Ом на полном солнце, и он включен последовательно с R2, что дает нам 10 кОм.10k3 параллельно с R4, и это дает нам общее сопротивление 6k1. Таким образом, яркое напряжение составляет (220 / 6,1) +1 * 1,25, что дает нам около 46,5 В. Изменение R6 на 8k2 даст вам выход около 46 В.

НЕСКОЛЬКО ЗАМЕЧАНИЙ О СОЗДАНИИ ДАННОЙ КОНТУРА:

Очень важно, чтобы у вас была небольшая нагрузка на выходе перед включением цепи. Без нагрузки CM34063 может выйти из-под контроля, и выходной сигнал будет продолжать расти до тех пор, пока микросхема не будет повреждена.

C3 устанавливает частоту MC34063.Изменение C3 изменит частоту источника питания, а также значение индуктивности. По мере изменения выходного напряжения изменяется и частота MC34063. Снова обратитесь к калькулятору за изменениями. Индуктор показан как 1А, но 300 мА — это абсолютный минимум. Вы можете повысить эффективность блока питания, изменив эти компоненты, или у вас может получиться блок питания, который вообще отказывается работать. Я обнаружил, что при плохой компоновке КПД падает, и индуктор начинает громко щелкать.

MOSFET рассчитан на 100 В, и для безопасности и долговечности он, вероятно, является хорошим выбором до примерно 70 В, что также является максимальным напряжением, которое российская лампа IV-11 VFD допускает в мультиплексном дисплее.

LDR — это миниатюрный LDR, который я купил на eBay — 20 за доллар.

Диод (HER208) должен быть быстродействующим типа Шоттки с достаточным номинальным напряжением. Все резисторы по 1/4 ватта.