Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Микросхема MC34063A/MC33063A — повышающий (понижающий) импульсный преобразователь без гальванической развязки на одной микросхеме

Микросхема MC34063A/MC33063A — повышающий (понижающий) импульсный преобразователь без гальванической развязки на одной микросхеме

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

Повышающий (понижающий) импульсный преобразователь без гальванической развязки на одной микросхеме

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

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

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

Схема MC34063

Выводы 6 и 4 — питание

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

Выводы 3, 4 и 7

Интегральный микроконтроллер импульсного преобразователя напряжения без гальванической развязки

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

Суть в том, что между выводами 6 и 7, согласно требованиям документации на данную микросхему, обязательно устанавливается внешний измерительный токоограничительный резистор. Причем максимальное напряжение на данном резисторе определяет точку максимума тока рабочей внешней цепи во время каждого следующего импульса.

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

Микросхема MC34063A/MC33063A

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

Схема повышающего преобразователя

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

Читайте так же:
Фрезы для чпу фрезера

Схема понижающего преобразователя

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

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Микросхемы, необходимые для реализации устройства

Устройство LM317 является регулируемым трехконтактным стабилизатором положительного напряжения, способный обеспечить ток больше, чем 1,5 А в диапазоне выходного напряжения от 1,25 В до 37 В. Требуется только два внешних резистора для регулировки выходного напряжения. Устройство включает ограничение тока, защиту от тепловой перегрузки и безопасную защиту рабочей зоны. Защита от перегрузки остается работоспособной, даже если терминал ADJUST отключен.

Мы будем использовать два таких стабилизатора, один из которых будет настроен на выходное напряжение 1.8 В для питания цифровой части, а другой будет настроен на выходное напряжение 4 В для питания аналоговой части. Эта микросхема была выбрана еще и потому, что имеет выводы, которые позволяют собрать разрабатываемый источник питания на макете.

На рисунках 2 и 3 приведены функциональная блок-схема и схема включения стабилизатора соответственно.

Рис.12. Функциональная блок – схема.

Рис.13. Схема включения стабилизатора.

DC-DC преобразователь ICL7660.

Простое преобразование логического питания +5 В для питания ±5В;

Простое умножения напряжения (Vout= (-) nVin);

Типичная энергоэффективность 98%;

Широкий диапазон рабочих напряжений от 1,5 В до 10 В;

Простота использования – требуется только 2 внешних некритических пассивных компонента;

ICL7660 – это преобразователь напряжения, способный преобразовывать положительное напряжение в диапазоне от +1,5 В до +10 В к соответствующему отрицательному напряжению от -1,5 В до -10 В. Требуется только два внешних электролитических конденсатора по 10 мкФ для работы преобразователя.

Как уже говорилось ранее эту схему мы используем для того чтобы получить отрицательное значение напряжение, которое необходимо для питания аналоговой части. Преобразователь мы подключим к одному из стабилизаторов, на котором по условиям технического задания будет получено напряжение 4 В. Таким образом мы получим нужное двухполярное питание, которое необходимо для того, чтобы питать аналоговую часть носимого устройства На рисунке 4 приведена схема включения данного преобразователя, которую мы будем использовать в данной работе.

Читайте так же:
Условно графические обозначения в электрических схемах гост

Рис. 14. Схема включения DC-DC преобразователя.

3. Микросхема mc34063 схема включения

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:

Источник опорного напряжения 1,25 В;

Компаратор, сравнивающий опорное напряжение и входной сигнал с входа 5;

Генератор импульсов сбрасывающий RS-триггер;

Элемент И объединяющий сигналы с компаратора и генератора;

RS-триггер устраняющий высокочастотные переключения выходных транзисторов;

Транзистор драйвера VT2, в схеме эмиттерного повторителя, для усиления тока;

radiohlam.ru

Повышающе-понижающий преобразователь на MC34063

  • Версия для печати
  • Страница 1 из 17
  • Перейти на страницу:

Volag инженер, читатель
инженер, читательСообщения: 250 Зарегистрирован: 19 апр 2010, 03:53 Откуда: Симферополь

Повышающе-понижающий преобразователь на MC34063

  • Цитата

Сообщение Volag » 16 май 2010, 21:18

rhf-admin администратор, спонсор, писатель, дизайнер, инженер, программист, идеолог
администратор, спонсор, писатель, дизайнер, инженер, программист, идеологСообщения: 3010 Зарегистрирован: 25 авг 2009, 23:19 Откуда: Уфа Контактная информация:

Re: Повышающе-понижающий преобразователь на MC34063

  • Цитата

Сообщение rhf-admin » 16 май 2010, 22:51

Такая схема работать не будет, по нескольким причинам: 1) ключ на полевике стоит не там (он должен стоять после первой катушки), 2) резистор в затворе 20 кОм — это очень очень много (фронт будет ну очень пологим), надо всего Ом 5-10.

Ставить электролиты, да ещё последовательно — не гуд, будет большое ESR и нагрев. Лучше параллельно несколько керамик, например штук 5 по 3,3 мкФ. Катушки для большого тока должны быть намотаны проводом потолще и лучше в несколько жил для большой частоты, а сердечник нужен побольше.

Да и кстати, диод VD4 — нафиг не нужен. Восьмую ногу драйвера — между VD1 и С12, С12 второй ногой после первой катушки.

Вообще, драйвер в принципе не нужен, поскольку между питанием и полевиком есть ещё катушка L1, так что на затворе напруга по-любому будет выше, чем на стоке.

Короче, попробуй для начала просто параллельно 5 керамик на 3,3 вместо электролитов с диодами.

Volag инженер, читатель
инженер, читательСообщения: 250 Зарегистрирован: 19 апр 2010, 03:53 Откуда: Симферополь

Re: Повышающе-понижающий преобразователь на MC34063

  • Цитата

Сообщение Volag » 21 май 2010, 01:05

rhf-admin администратор, спонсор, писатель, дизайнер, инженер, программист, идеолог
администратор, спонсор, писатель, дизайнер, инженер, программист, идеологСообщения: 3010 Зарегистрирован: 25 авг 2009, 23:19 Откуда: Уфа Контактная информация:

Re: Повышающе-понижающий преобразователь на MC34063

  • Цитата
Читайте так же:
Печки для бани картинки

Сообщение rhf-admin » 23 май 2010, 00:42

dima_kv Читатель
ЧитательСообщения: 1 Зарегистрирован: 05 июн 2010, 12:03

Re: Повышающе-понижающий преобразователь на MC34063

  • Цитата

Сообщение dima_kv » 05 июн 2010, 12:39

Скопировал схему из статьи «Повышающе-понижающий преобразователь напряжения для зарядки КПК от батареек»
http://radiohlam.ru/pitanie/KPK_sepic_34063.htm

Только вход у меня от 3.6 В до 6 В, выход 5 В 1,2 А, времязадающий конденсатор 180 нФ (частота 105 кГц, Работает!)
Катушки L1=L2 пробовал ставить 47 мкГ, 68 мкГ, 100 мкГ.
И вот незадача — тот полевик, что у меня, IRLL024N, сгорел синим пламенм, ну я поставил более мощный на 42 А, так он греется аж отпаивается!
А нагрузку даже 0,6 А не тянет
В чем проблема, можете подсказать?
Изображение

PS: В статье ошибка, написано: «R1, R2 — делитель напряжения. Для выхода 5В резисторы имеют номиналы 1 кОм и 3 кОм, соответственно.»
А надо «R1, R2 — делитель напряжения. Для выхода 5В резисторы имеют номиналы 3 кОм и 1 кОм, соответственно.»

БАРС модератор, спонсор, писатель, идеолог, редактор
модератор, спонсор, писатель, идеолог, редакторСообщения: 2012 Зарегистрирован: 16 ноя 2009, 15:25 Откуда: СССР, г. Москва

Re: Повышающе-понижающий преобразователь на MC34063

  • Цитата

Сообщение БАРС » 05 июн 2010, 13:41

rhf-admin администратор, спонсор, писатель, дизайнер, инженер, программист, идеолог
администратор, спонсор, писатель, дизайнер, инженер, программист, идеологСообщения: 3010 Зарегистрирован: 25 авг 2009, 23:19 Откуда: Уфа Контактная информация:

Re: Повышающе-понижающий преобразователь на MC34063

  • Цитата

Сообщение rhf-admin » 05 июн 2010, 15:12

To Барс: разные производители пишут по разному, кто-то пишет, что до 100 кГц, а кто-то — что до 120 кГц. Так что на 105 должно работать.

To dima_kv: Спасибо, что ошибку заметил, исправлю.
Мне кажется, проблема в разводке. Проводник, питающий микруху, проходит под силовым транзистором, да ещё местами параллельно ему. Силовые проводники должны быть как можно короче, толще, и прямее и параллельно им нужно стараться ничего не располагать. При этом нежелательно чтобы они проходили под микросхемами. 3-й вывод полевика (S) должен быть припаян к толстой земле, а у него земля проходит под диодом D1 и туда же ещё коллектор 361-го припаян. Могут быть выбросы на коллекторе и какие-нибудь косяки в диоде. Через полевик же большие пульсирующие токи текут. Ещё мне не нравится катушка над микросхемой.
Итак подведя итоги, минусы такие:
1) петля по питанию (там где первая катушка)
2) питание микрухи проходит под силовым транзистором (возможны наводки)
3) на полевике нет нормальной земли (подозреваю, что и на коллекторе 361-го тоже)
4) вторая катушка прямо над микрухой.

sarmatych Читатель
ЧитательСообщения: 3 Зарегистрирован: 07 июн 2010, 16:32

Re: Повышающе-понижающий преобразователь на MC34063

  • Цитата

Сообщение sarmatych » 15 июн 2010, 20:24

Вопрос по поводу http://radiohlam.ru/pitanie/KPK_sepic_34063.htm и прочих зарядок для USB-устройств, чтоб не создавать отдельную тему для вопроса спрошу тут

Читайте так же:
Схемы инверторных сварочных аппаратов своими руками

Можно ли оставить висеть в воздухе линии D+ и D- USB входа заряжаемого устройства? (наводки там всякие им не страшны?)

Volag инженер, читатель
инженер, читательСообщения: 250 Зарегистрирован: 19 апр 2010, 03:53 Откуда: Симферополь

Re: Повышающе-понижающий преобразователь на MC34063

  • Цитата

Сообщение Volag » 15 июн 2010, 23:03

Все-таки не получилось ничего с драйвером. Ничего кроме транзистора при нагрузке 2.5А сильно не греется. Поставил на радиатор вентилятор с P-I. Температура на ощупь стабильно держится в районе 60 градусов. Гонял 12 часов, ничего не сгорело, так и оставил. Хотя и не удовлетворен результатом.
Где-то попалась вот такая схема sepic:
Изображение
Пока ищу детали, думаю особые сложности будут с катушкой DRQ-127-4R7-R, потому что на нашем рынке врят-ли это изделие востребовано, и связываться с ее поставкой в единичном экземпляре никто не захочет. А жаль, ведь как ее мотать я не знаю. Похоже это на одном сердечнике 2 обмотки, но какой сердечник, каким проводом и сколько витков.
rhf-admin администратор, спонсор, писатель, дизайнер, инженер, программист, идеолог
администратор, спонсор, писатель, дизайнер, инженер, программист, идеологСообщения: 3010 Зарегистрирован: 25 авг 2009, 23:19 Откуда: Уфа Контактная информация:

Стабилизация тока на МС34063

Решил вот поднять старую тему. Необходимо сделать источник тока на MC34063. Необходима стабилизация тока на уровне 1А, при мощности 15Вт. Пока что в протеусе смоделировал источник тока по принципу Step-Down, с внешним полевиком. Но вот проблемка, если на сопротивлении- датчике тока, включенном последовательно с нагрузкой «ловить» те самые 1,25в и отправлять в микросхему, то получится не плохой нагревательный элемент Вот и хочется сделать датчик тока около 0,1 ОМа, с каскадом усиления на ОУ. Может кто уже делал что то подобное? Протеус через несколько секунд после начала симулирования схемы с ОУ «падает в обморок». Цифра ему дается хорошо, а аналог не очень

Не делал, но выдел подобное вот в этой схеме: http://pro-radio.ru/repair/10460/
Датчик тока — кусок непонятного провода сопротивлением 0.005Ом. Правда там компаратор и используется это всё, вроде, только для защиты по току.

NITRONIX: Необходима стабилизация тока на уровне 1А,

опс. откат назад. она те не даст стока сколько ты просишь. это те не утюг. я с великим трудом сделал зарядник на 250 ма, присобачив радиатор. поищи малеха другое. ну или либо лепи внешний транзюк. в ТО-220.

KT315: ну или либо лепи внешний транзюк. в ТО-220.
NITRONIX: Пока что в протеусе смоделировал источник тока по принципу Step-Down, с внешним полевиком.
Тут главная загвоздка в том, чтоб токовый датчик сделать как можно меньшего сопротивления, чтоб из него «утюг» не получился. Спасение вижу в дополнительном операционнике.

можно попробовать подать начальное смещение, например 1вольт — тогда надо будет добавить 0,25вольта(вместо 1,25 , ОУ не потребуется).

только упаси вас играть с протеусом — делайте в железе 😉

Читайте так же:
Пряжа для производства перчаток хб

касательно фонариков — недавно переделал один светильник с 6-ваттной ЛДС на светодиоды.
с лампой он потреблял примерно 4 ватта и светил наверное на 1.5.
теперь там стоят 24 «пираньи» — 3 параллельных группы по 8 штук впослед.
«качает» их MC34063, схема включения — а-ля мастеркит, т.е в делителе обратной связи светодиоды сверху, и резистор, задающий ток, снизу. Светит просто адски — на полевых исптыниях ночью стволы берез было видно метрах в 40 (рабочий ток светодиодов выбрал в 22 ма на группу). Питается это чудо от четырех R20, и поедает 300ма (из чего следует примерно 1.8-2 ватта потребления).

Я то же сомневаюсь, что эта мс выдаст 1А, да ещё и в режиме источника тока.
Это возможно только в довольно узком диапазоне соотношений напряжения питания и выходного напряжения.
Посмотрите здесь — описана суть проблемы и возможности её решения.

Что касается датчика тока, то в самой мс два входа для реализации ОС — вход с опорой 1.25В, о котором Вы уже говорили, и второй — для ограничения тока перегрузки (резистор между выводами 6 и 7) с опорой 0.3В.

Так что, можно по входу 5 (опора 1.25В) поставить делитель для ограничения максимального выходного напряжения, а стабилизацию тока организовать резистром между выводами 6 и 7.
При токе 1А получается резистор на 0.3В/1А=0.3Ом.
Выделяемая на нём мощность 0.3В*1А=0.3Вт.

DWD: Я то же сомневаюсь, что эта мс выдаст 1А, да ещё и в режиме источника тока.
Я тоже сомневаюсь. По этому:
NITRONIX: в протеусе смоделировал источник тока по принципу Step-Down, с внешним полевиком.
И приложу схемку.

Схема какая-то не правильная.
Я правильно понял, что у Вас полевик стоит n-канальный?
Если да, то ему нужна вольтодобавка.

И вообще, посмотриите лучше в даташитах на мс, как рекомендует сам производитель подключать внешние транзисторы.

DWD: Я правильно понял, что у Вас полевик стоит n-канальный?
Правильно. Но полевик «логический». Т.е. открывается полностью он при напряжении менее 10v. Разве не так?
В даташите на микросхему только показано как открывать биполярные транзисторы.
Просимулировал схему с распространенным вариантом закрытия полевика простым сопротивлением к нулю, от 100 Ом до 1 кОм. думаю и сами знаете, что при этом на осциллографе видно. При 100Ом еще куда ни шло, фронты более-менее, но ток через это сопротивление. где уж тут о КПД мечтать, маразм да и только, а не КПД. Пришел к схеме как в предыдущем посте. Фронты на затворе практически безупречны.

Форум про радио — сайт, посвященный обсуждению электроники, компьютеров и смежных тем.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector