На практике приходилось встречаться только с вариантами источников питания
повышающих – Феликс 02К, цепь формирования 24В из 12В
понижающих – практически все фискальные регистраторы работающие от 24В, принтеры этикеток и прочее оборудование, где входное напряжение питания больше 5 вольт. Поэтому будем рассматривать только первые два варианта использования микросхемы MC34063A.
Мощный электронный ключ на составном транзисторе (VT1 и VT2), который соединен со схемой управления. На нее поступают импульсы синхронизации от генератора, скважность которых зависит от сигнала схемы ограничения по току. Также на схему управления подается сигнал обратной связи с компаратора. Он производит сравнение напряжения обратной связи с напряжением внутреннего источника опорного напряжения. Стабильность параметров выходного напряжения микросхемы полностью обеспечивает источник опорного напряжения, т.к. его напряжение не зависит от изменений температуры окружающей среды и колебания входного напряжения.
Timing Capacitor (OSC) Вывод для подключения времязадающего конденсатора.
Ground (Gnd) Общий вывод.
Vcc (Uin) Напряжение питания (3. 40В).
Ipk Sense (Rt) Вход схемы ограничения тока, сюда подключается токоограничивающий резистор. Ipk пиковый ток через индуктивность, где Ipk Схема подключения.
Микросхема МС34063A имеет два входа, которые можно использовать для стабилизации тока.
Один вход имеет пороговое напряжение 1.25В (5 нога), что для мощной нагрузки не выгодно из-за потерь мощности. Например, при токе 1000 мА имеем потери на резисторе-датчике тока величиной 1.25*1А=1.25Вт, что сопоставимо с потерями мощности на линейном стабилизаторе.
Второй вход микросхемы имеет пороговое напряжение 0.3В (7 нога), и предназначен для защиты встроенного транзистора от перегрузки по току.
Рис. Схема понижения (Step-down converter)
Рис. Схема повышения (Step-up converter)
С2— конденсатор задающий частоту преобразования.
VD1 – быстродействующий диод, практически вся схема зависит от быстродействия этого диода. При использовании диодов Шотки, диод должен выдерживать обратное напряжение вдвое превышающее выходное напряжение.
R1 – Токовый датчик, задает максимальный ток на выходе стабилизатора. При превышении максимального тока – микросхема отключится, фактически является защитой от короткого замыкания (перегрузки) на выходе. Обладает довольно большой рассеиваемой мощностью, от 0,5 Вт до 2Вт, на практике иногда выглядит в виде нескольких параллельно включенных резисторов.
R2, R3 — делитель напряжения, с помощью которого задается выходное напряжение.
Рис. Выходное напряжение, формула расчета.
Фильтр рассмотрим отдельно, так как именно фильтр является слабым звеном при эксплуатации.
L1 – накопительная и фильтрующая индуктивность. Данную индуктивность настоятельно не рекомендуется уменьшать, так же именно эта индуктивность задает выходной ток, поэтому толщина провода довольно критичный параметр. На практике такая схема фильтра довольно редкое явление, как правило ставится второй LC фильтр, индуктивности включаются встречно.
С3 – принцип такой же как у катушки индуктивности. Несмотря на расчеты, если нет ограничения по размерам, конденсатор на 470 мкФ увидеть здесь довольно редкое явление. А вот конденсатор на 1000 мкФ здесь общепринятый стандарт (рассматриваем схемы Uвх=24В, Uвых=5В). Конденсатор должен быть LOW ESR, однако на практике это довольно редкое явление, ставится обычный конденсатор. Хотя если поднять оборудование 2000-2002 г.в. то там можно встретить LOW ESR конденсаторы в фильтре. Некоторые производители ставят в параллель ВЧ конденсатор, однако это довольно спорное решение.
Конденсатор фильтра для понижающих (Step-down converter) источников питания не является обязательным элементом, при достаточно большой индуктивности фильтра.
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
Понять как работает микросхема проще всего по структурной схеме. Разберем по пунктам:
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.
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.
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.
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
Обратите внимание, что в данной схеме сумма входного и выходного напряжения не должна превышать 40 В.
Аналоги микросхемы MC34063
Если необходимо разработать новое устройство и какжется MC34063 подходит как нельзя лучше, то соит обратить внимание на более современные аналоги, например: NCP3063.
47 thoughts on “ Микросхема MC34063 схема включения ”
Микросхема на любителя, к которым, я, видимо, не отношусь. Как-то купил по случаю пару штук, новинкой тогда еще были, и так, за прошедшие годы и не применил нигде. Ну не вижу практичности и полезности. Получить 5V от одной пальчиковой батарейки? Проще взять четыре. Питать от USB периферию, как автор? Так нормальная и так рассчитана на такое питание. Получить в автомобиле меньше 12V? Есть проще методы. Нет, не вижу практической пользы — эксклюзив какой-то, а не микросхема. Данные хорошие, а на деле… а может мне фантазии не хватает.
Я из тех самых любителей, которым есть куда приткнуть MC34063. Прикручиваю, скажем, ВЛИ к микроконтроллеру. Где взять 15-30 вольт при питании всей схемы от 5 вольт? Бегать по городу, искать нужный трансформатор? Перематывать имеющийся? Увольте, мне намоточный станок уже в кошмарных снах сниться… А с этой МС 15-20 минут и пожалуйста, преобразователь готов и работает. На рассыпухе я нормальный преобразователь полдня делал бы, а что-то по типу блокинг-генератора не стану делать по определению, чтобы не плодить помех, которых и без БГ предостаточно везде и всюду.
4 пальчиковых батарейки не засунешь в корпус, у которого батарейный отсек заточен под 2 батарейки или под литиевый аккумулятор. А замена корпуса в готовой почти электронной конструкции равноценна двум ремонтам или одному пожару в квартире…
А по-моему, отличный вариант в качестве замены КРЕНкам. КПД выше, меньше нагрев, в некоторых случаях можно обойтись без радиатора. И мощность БП можно увеличить, не меняя трансформатор. Скажем, у нас БП с КРЕНкой на 12В, 0,5А (то есть 6Вт) при напряжении на выходе выпрямителя 18В. Если заменить КРЕНку на МС34063, можно выжать уже около 7Вт.
Ну, если назвать КРЕНку преобразователем напряжения, а MC34063 — стабилизатором, то тогда вы окажетесь правы. В принципе можно, но сложность в том, что это немного вольное и условное переименование. Разница такая-же, примерно, как между «стабильностью» и «стабилизацией» — вроде одно и то-же, но присутствует одно (а то и несколько) «но». А в остальном — полностью с вами согласен: импульсная техника более экономична, но по параметрам, а параметрическая — с экономической точки зрения.
Мне тоже есть куда засунуть.? В машине надо 5 вольт из 24v. LMки не слишком надёжный вариант.
Да применений множество, если вы посмотрите на эту микросхему, как на регулятор напряжения или тока. Даже странно такую оценку слышать от любителя практического применения электроники.
Не согласен с Greg бывают разные случаи в том же автомобиле за питать от 12в устройства с более высоким напряжением или двух полярным. Просто задачи которые решает эта микросхема не имеют широкого применения.
Вот например схема зарядки ноутбука от автомобильного аккумулятора: минимум внешних компонентов. Конечно вместо КТ819ГМ стоит что-то более современное поставить, хотя бы 2N3055.
Ну, с таким применением согласен — полезно. Ноуты, как правило, не комплектуются такими дополнительными блоками, а как покупать, так дешевле самому сделать. Учитывая емкость автомобильного аккумулятора, можно весь уик энд на природе с компьютером работать. Да, не подумал о таком… видимо, из-за отсутствия автомобиля )
Смысл, может и есть, но необходимости в цепочке М1-RK1 тоже не заметил. При такой входной емкости, я бы ее запараллелил керамикой на 0,01-0,1 мкФ. Автомобиль не всегда заглушен, а при работающем, генератор может навести помехи, и немалые. Особенно в отечественных автомобилях. LED1, по-моему, тоже излишен, но дело вкуса. Немного настораживает номинал сопротивления, задающего ток, не маловато?
Я могу только предположить, что вентилятор с терморезистором (М1 и Rk) нужны для охлаждения силового транзистора VT1. Но при токе потребляемом ноутбуком 2-3А, хватит естетсвенного охлаждения и сравнительно небольшого радиатора. В схеме используется стандартное включение для повышающего преобразователя с внешним силовым транзистором. Фактически внешний силовой транзистор образует со встроенным составной транзистор Дарлингтона. Индуктивность проще купить или найти в готовую. Раньше с катушками индуктивности было туго, а сейчас можно купить набор на разные токи и значения индуктивности. Я пользовался катушками индуктивности Sumida, но думаю не только они производят такие наборы. 180мкГ кстати из стандартного ряда E12, то есть покупаем готовые катушки индуктивности также как и резисторы с конденсаторами. Если купить/заказать в Китае проблематично, то можно поискать на старых материнских платах, ноутах. В принципе можно индуктивность и самому намотать, но вот тема эта очень объемная.
Вот конкретный пример, как можно применить микросхему со значительной выгодой. Возьмём БП АОНа, выдающий 5В при токе 0,3А, то есть, 1,5Вт. Он сделан по традиционной схеме: трансформатор — выпрямитель с нулевой точкой — фильтр — кренка. Трансформатор имеет вторичку 9,4+9,4В, 0,3А. 5,64ВА, стало быть. Если мы заменим выпрямитель мостовым, а кренку на 34063, то без замены трансформатора мы увеличим мощность этого БП ВТРОЕ — только за счёт полного использования возможностей трансформатора. При этом снизятся потери и нагрев.
мостовым нельзя, потому как 34063 однофазный шим, мост модно применить например на 494
никаких проблем купить К1156ЕУ5 что в дипе что в so-8 я их сотнями покупаю всегда.
На ибее можно заказать доставку МС34063 в любую точку мира, 10 штук обойдутся в доллар, 50 штук в 2,4 доллара. То есть штучка меньше 5 центов! И это с бесплатной доставкой. А вот К1156ЕУ5 в чипедипе стоит 98р. пишу про чипдип потому как у него вроде как доставка в салоны евросети и можно просто купить. Есть специализированные магазины с более адеватными ценами, вот только не у каждого такой магазин есть рядом с домом. У меня например нету.
У меня в городе вообще один магазин с адекватными ценами. Потому детали покупаю где-то там… Например, у производителя. Я её вообще сотни три несколько лет назад сразу взял за менее 5р/шт.
Чего, наверное, не следует делать на MC34063, так это регулируемый стабилизатор тока. Я пытался, мучился несколько дней, да так и бросил не получив нормальных результатов. Пытался усиливать напряжение шунта, затем делить его и подавать на вывод 7 или 5. Всех нюансов сейчас уже не вспомню, помню только что удалось получить регулирование тока только в очень узком диапазоне, за пределами которого стабилизация становилась неустойчивой. Копался дня три наверное, а потом плюнул, взял TL494 и за один день сделал необходимый мне стабилизатор.
Кстати, MC34063 это не ШИМ, а ЧИМ преобразователь. Как там сигнал меняется на выходе при изменении напряжения или нагрузки я даже не знаю, осциллограф отказывался синхронизироваться с выходным сигналом, на экране была какая-то каша. Шумит нехило, наверное, притом на разных частотах в зависимости от нагрузки.
Мне на MC34063 не попадались схемы стабилизаторов тока, да и схем с регулированиям выходного напряжения в документации нету. Из-за примитивной схемы управления параметры компонентов расчитываются на определенное выходное напряжение, шаг в сторону и микросхема выходит из режима. А TL494 это честный ШИМ с возможностью стабилизации как напряжения так и тока.
Да, я пришел к такому же выводу, что отход от данных в даташитах примеров чреват большой головной болью. Ну да ладно, возможностей 34063 при применении по прямому назначению с избытком, чтобы еще с ней извращаться по всякому 🙂
Если немного изменить схему понижaющего прeобрaзовaтeля нa МС34063, то можно получить стабилизатор тока, но не постоянного, а действующего так как в микросхеме присутствует задающий генератор. Например из предложенной схемы убираем VD1, L1, C3, параллельно R2 подключаем емкость назовем её C0, а вывод SE соединяем напрямую с R3. Необходимо будет экспериментально подобрать R2,R3 и C0, учитывая что стабилизированный ток устанавливается на R2+R3, а C0 служит для защиты микросхемы от возбуждения. Стабилизированный действующий ток мы должны получить на нагрузке, включенной последовательно между источником питания и выводом SC. Это в общем примерная схема и если такой стабилизатор будет работать, то только на активную нагрузку.
А если включить нагрузку в разрыв цепи L1, R3 замкнуть а С3 выкинуть, то получим стабилизатор сглаженного тока индуктивностью L1. В обоих случаях нагрузка не сидит на земле, так что применение такого стабилизатора ограниченно. А например для питания светодиодов подойдет.
Привет. Если скоп имеет вход синхронизации, подцепите его на частотозадающий конденсатор, шшастье должно наступить.
Собираюсь применить мс34063 между солнечной панелькой и аккумулятором. Панель заряжает аккумулятор только в солнечный день с 11 до 15 часов, остальное время напряжение на панели ниже напряжения аккумулятора и заряда нет. Степ-ап решит эту проблему.
Да, повышающий преобразователь в данном случае самое правильное решение: пока напряжение на входе ниже чем на выходе, преобразователь повышает. А когда выше, то преобразователь выключается и энергия со входа на выход просто поступает через диод. Только стоит обратить внимание на максимальный ток который будет при заряде, и MC34063 может не пройти по току, тогда придется использовать внешний MOSFET, а с ним лучше работают ШИМ-контроллеры типа UC3845.
Не только для любителей, но и для профессионалов 80-90-х в 21 веке появилось много чего захватывающего дух, но… не данный преобразователь 🙂 В 90-х он уже был, и меня не впечатлил даже тогда. Приведенная Админом схема с КТ819 на умощнении (с полевиками, кстати, микросхема работать напрямую не предназначена) единственное хоть что-то, но не при заведенном двигателе (чтоб не было случаев, как у mobilandser). Согласен и с Root, но кто сейчас пользуется ВЛИ? Хотя, дело вкуса, а теоретически преобразователь интересен.
Согласен, данная микросхема очень хорошая вещь для повышающего преобразователя напряжения. Не раз делал на ней блоки питания от прикуривателя автомобиля для ноутов и все были довольны. Правда, было несколько случаев, когда по каким-то неизвестным причинам МС выходила из строя. Я так подозревая, что это из-за высоковольтных помех, которые возможно и жгли ее родимую. Но, могу и ошибаться.
Да нет, не ошибаетесь. Надежность частотно-импульсных преобразователей их самое слабое место: легкий толчок и они уходят в разнос. Резонансы вещь коварная, а полностью устранить причину их появления, в ЧИМ попросту невозможно. ШИМ, с их постоянной частотой, данного недостатка лишены, но там куча других проблем с управлением скважностью импульсов. Развитие микропроцессорной техники — этот вопрос решило, поэтому ЧИМ, в данном применении, ушел в прошлое… MC34063 осталась, применяется, но любителями, в основном.
Более мощных полных аналогов MC34063 мне не попадалось. Конечно можно поставить внешний транзистор, но проще всего понизить ограничение тока. Да, коммуникаторы будут заряжатся медленне, но они и так все время заряжены. Чтобы снизить максимальный ток в два раза, нужно увеличить сопротивление шунта во столько же раз. В данном случае шунт, это тот резистор который подключен между 6 и 7 ножками микросхемы. Например если стоит резистор с сопротивлением 0,33 Ом, то можно поставить 0,47 Ом или 0,68 Ом.
Лучше всего, конечно, добавить в схему эмитерный повторитель на 2N3055 для токовой разгрузки микросхемы. Но горит она, скорее всего, из-за перегрева, так что можно попробовать заменить ее на MC33063, а на нее еще и «швелерок» из медной фольги приклеить, в виде радиатора. Не факт, что поможет, особенно если еще и разговаривать по подключенному телефону, а то и по двум сразу, что ощутимо увеличивает нагрузку. Так что телефон при использовании лучше от USB отключать, хотя это и создаст дополнительные неудобства.
Для 34063 рекомендована конкретная методика расчета, придерживаясь которой можно получить гарантированно стабильный результат. Если же имеющийся дроссель не обеспечивает нужных параметров (требуемую индуктивность и максимальный ток 1,5 А),возникает необходимость дополнительной подстройки режима.Для этого, очевидно, разработчики предусмотрели вывод 8:соединенный с выводом 7 и подключенный к плюсу питания (вывод 6) через подстроечный резистор 50-100 Ом он обеспечивает возможность изменения режима преобразователя в очень широком диапазоне.
Если скоп имеет вход синхронизации, подцепите его к задающему конденсатору, шастье должно наступить.
Стояла в автомобильной розетке ЮУЭСБИ 5В на 2 разъёма… подключил заряжаться 2 телефона и через пол часа они перестали брать заряд. Разобрал, но к сожалению все остальные компоненты целые, а микросхема не работает, хотя ни каких вншних признаков повреждения ни где не было.
Подскажите не RCF-009A v1.0 Double-USB платка случайно? Почему-то MC34063 выжила, а транзистор разорвало: даже установить название не могу ( внешний вид: верх как DPAK а ноги как у ТО-220).
Корпус скорее всего: IPACK (аналог КТ-92), замену MOSFET можно подобрать то току и напряжению, особых требований к характеристикам в таком применении обычно нету.
транзистор NEC В772-Р
Стояла в автомобильной розетке ЮЭСБИ 5В на 2 разъёма, подключил 2 телефона заряжаться и через полчаса они перестали брать заряд. К сожалению, все остальные компоненты преобразователя целые, а вышла из строя лишь микросхема 34064API NCCAMSE. Хотя внешних повреждений нету.
это просто поддельные китайские микросхемы
Зашибись, а формулы для расчета выходного напряжения нету…
MC34063 представляет собой достаточно распространенный тип микроконтроллера для построения преобразователей напряжения как с низкого уровня в высокий, так и с высокого в низкий. Особенности микросхемы заключаются в ее технических характеристиках и рабочих показателях. Устройство хорошо держит нагрузки с током коммутации до 1,5 А, что говорит о широкой сфере его использования в различных импульсных преобразователях с высокими практическими характеристиками.
Описание микросхемы
Стабилизация и преобразование напряжения — это немаловажная функция, которая используется во многих устройствах. Это всевозможные регулируемые источники питания, преобразующие схемы и высококачественные встраиваемые блоки питания. Большинство бытовой электроники сконструированного именно на этой МС, потому что она имеет высокие рабочие характеристики и без проблем коммутирует достаточно большой ток.
MC34063 имеет встроенный осциллятор, поэтому для работы устройства и старта преобразования напряжения в различные уровни достаточно обеспечить начальное смещение путем подключения конденсатора ёмкостью 470пФ. Этот контроллер пользуется огромной популярностью среди большого количества радиолюбителей. Микросхема хорошо работает во многих схемах. А имея несложную топологию и простое техническое устройство, можно легко разобраться с принципом ее работы.
Как ШИМ рассматривать этот контроллер не стоит, так как в нем отсутствует немаловажный компонент – устройство коррекции ошибки. Из-за чего на выходе микросхемы может возникать погрешность. А для исключения ошибки на выходе рекомендуется подключать хотя бы простой LC-фильтр. Также она является одной из самых доступных в ценовом диапазоне, поэтому большинство полезных устройств сконструированы именно на этом контроллере.
Микросхема имеет небольшой запас по мощности, поэтому в критических режимах она вполне сможет выстоять, но кратковременно. Поэтому при разработке любых устройств на базе этого ШИМ следует грамотно выбирать параметры компонентов и производить расчет MC34063 в соответствии с режимами работы. А чтобы облегчить процесс расчета параметров устройств на базе этой интегральной схемы, можно воспользоваться mc34063 калькулятором.
Аналоги
Как и у любой интегральной схемы ШИМ-контроллер mc34063 имеются качественные аналоги, одним из которых является отечественная микросхема КР1156ЕУ5. Она имеет хорошие рабочие характеристики, которые станут основой для разработки качественных функциональных устройств с полезными возможностями.
Параметры микросхемы
MC34063 реализован в стандартном DIP-8 корпусе с 8 выводами. Также имеются компоненты для поверхностного монтажа без конкурса. ШИМ-контроллер MC34063 изготовлен достаточно качественно, о чем говорят немалые параметры, позволяющие создавать многофункциональные устройства с широкими возможностями. К основным рабочим характеристикам относятся:
Выбирая за основу этот ШИМ-контроллер, вы обеспечите себя надёжным практическим макетом, который даст возможность качественно изучить особенности работы импульсных устройств и преобразователей напряжения.
Применяется микросхема во многих устройствах:
Типовая схема включения
Чтобы запустить контроллер достаточно обеспечить несколько условий, реализовать которые можно, имея в кармане пару конденсаторов, индуктивность, диод и несколько резисторов. Схема подключения контроллера зависит от требований, которые будут предъявлены к ней. Если необходимо изготовить ШИМ-стабилизатор, что довольно часто применяется на практике. Схема работает исключительно на понижение выходного напряжения, которое зависит от отношения сопротивлений, включенных в обратной связи. Выходное напряжение формируется делителем в соотношении 1:3 и поступает на вход внутреннего компаратора.
Типовая схема включения состоит из следующих компонентов:
Рассматривая схему на понижение напряжения или его стабилизации можно увидеть, что она оснащена глубокой обратной связью и достаточно мощным выходным транзистором, который прямотоком пропускает через себя напряжение.
Схема включения на понижение напряжения и стабилизации
Из схемы видно, что ток в выходном транзисторе ограничивается резистором R1, а времязадающим компонентов для установки необходимой частоты преобразования является конденсатор C2. Индуктивность L1 накапливает в себе энергию при открытом транзисторе, а по его закрытию разряжается через диод на выходной конденсатор. Коэффициент преобразования зависит от соотношения сопротивлений резисторов R3 и R2.
ШИМ-стабилизатор работает в импульсном режиме:
При открытии биполярного транзистора индуктивность набирает энергию, которая затем накапливается на выходной ёмкости. Такой цикл повторяется постоянно, обеспечивая стабильный выходной уровень. При условии наличия на входе микросхемы напряжения 25В на ее выходе оно составит 5 В с максимальным выходным током до 500мА.
Напряжение можно увеличить путем изменения типа отношения сопротивлений в цепи обратной связи, подключенной к входу. Также он используется в качестве разрядного диода в момент действия обратной ЭДС, накопленной в катушке в момент ее заряда при открытом транзисторе.
Применяя такую схему на практике, можно изготовить высокоэффективный понижающий преобразователь. При этом микросхема не потребляет избыток мощности, которая выделяется при снижении напряжения до 5 или 3,3 В. Диод предназначен для обеспечения обратного разряда индуктивности на выходной конденсатор.
Импульсный режим понижения напряжения позволяет значительно экономить заряд батареи при подключении устройств с низким потреблением. Например, при использовании обычного параметрического стабилизатора на его нагрев во время работы уходило по меньшей мере до 50% мощности. А что тогда говорить, если потребуется выходное напряжение в 3,3 В? Такой понижающий источник при нагрузке в 1 Вт будет потреблять все 4 Вт, что немаловажно при разработке качественных и надёжных устройств.
Как показывает практика применения MC34063, средний показатель потерь мощности снижается как минимум до 13%, что стало важнейшим стимулом для ее практической реализации для питания всех низковольтных потребителей. А учитывая широтно-импульсный принцип регулирования, то и нагреваться микросхема будет незначительно. Поэтому для ее охлаждения не потребуется радиаторов. Средний КПД такой схемы преобразования составляет не менее 87%.
Регулирование напряжения на выходе микросхемы осуществляется за счёт резистивного делителя. При его превышении выше номинального на 1,25В компоратор переключает триггер и закрывает транзистор. В этом описании рассмотрена схема на понижение напряжения с выходным уровнем 5В. Чтобы изменить его, повысить или уменьшить, необходимо будет изменить параметры входного делителя.
Для ограничения тока коммутационного ключа применяется входной резистор. Рассчитываемый как отношение входного напряжения к сопротивлению резистора R1. Чтобы организовать регулируемый стабилизатор напряжения к 5 выводу микросхемы подключается средняя точка переменного резистора. Один вывод к общему проводу, а второй к питанию. Работает система преобразования в полосе частот 100кГц, при изменении индуктивности она может быть изменена. При уменьшении индуктивности повышается частота преобразования.
Другие режимы работы
Кроме режимов работы на понижение и стабилизацию, также довольно часто применяется повышающий. Схема подключения отличается тем, что индуктивность находится не на выходе. Через нее протекает ток в нагрузку при закрытом ключе, который отпираясь, подаёт на нижний вывод индуктивности отрицательное напряжение.
Диод, в свою очередь, обеспечивает разряд индуктивности на нагрузку в одном направлении. Поэтому при открытом ключе на нагрузке формируется 12 В от источника питания и максимальный ток, а при закрытом на выходном конденсаторе оно повышается до 28В. КПД схемы на повышение составляет как минимум 83%. Схемной особенностью при работе в таком режиме является плавное включение выходного транзистора, что обеспечивается ограничением тока базы посредством дополнительного резистора, подключенного к 8 выводу МС. Тактовая частота работы преобразователя задаётся конденсатором небольшой ёмкости, преимущественно 470пФ, при этом она составляет 100кГц.
Выходное напряжение определяется по следующей формуле:
Используя вышеуказанную схему включения микросхемы МС34063А, можно изготовить повышающий преобразователь напряжения с питанием от USB до 9, 12 и более вольт в зависимости от параметров резистора R3. Чтобы провести детальный расчет характеристик устройства, можно воспользоваться специальным калькулятором. Если R2 составляет 2,4кОм, а R3 15кОм, то схема будет преобразовать 5В в 12В.
Схема на MC34063A повышения напряжения с внешним транзистором
В представленной схеме использован полевой транзистор. Но в ней допущена ошибка. На биполярном транзисторе необходимо поменять местами К-Э. А ниже представлена схема из описания. Внешний транзистор выбирается исходя из тока коммутации и выходной мощности.
Драйвер светодиодов
Довольно часто для питания светодиодных источников света применяется именно эта микросхема для построения понижающего или повышающего преобразователя. Высокий КПД, низкое потребление и высокая стабильность выходного напряжения – вот основные преимущества схемной реализации. Есть много схем драйверов для светодиодов с различными особенностями.
Как один из многочисленных примеров практического применения можно рассмотреть следующую схему ниже.
Схема работает следующим образом:
При подаче управляющего сигнала внутренний триггер МС блокирован, а транзистор закрыт. И через диод протекает зарядный ток полевого транзистора. При снятии импульса управления триггер переходит во второе состояние и открывает транзистор, что приводит к разряду затвора VT2. Такое включение двух транзисторов обеспечивает быстрое включение и выключение VT1, что снижает вероятность нагрева из-за практически полного отсутствия переменной составляющей. Для расчета тока, протекающего через светодиоды, можно воспользоваться: I=1,25В/R2.
Зарядное устройство на MC34063
Контроллер MC34063 универсален. Кроме, источников питания она может быть применена для конструирования зарядного устройства для телефонов с выходным напряжением 5В. Ниже представлена схема реализации устройства. Ее принцип работы объясняется как и в случае с обычным преобразованием понижающего типа. Выходной ток заряда аккумулятора составляет до 1А с запасом 30%. Для его увеличения необходимо использовать внешний транзистор, например, КТ817 или любой другой.
Импульсный регулятор напряжения MC34063A (полный российский аналог КР1156ЕУ5) — специально разработанная микросхема для DC-DC преобразователей с минимальным количеством внешних элементов. Микросхема MC34063A применяется в импульсных источниках питания со входным напряжением от 3 до 40В и выходным током до 1,5А:
повышающих (Step-up converter)
понижающих (Step-down converter)
инвертирующих (Voltage inverting converter).
На практике приходилось встречаться только с вариантами источников питания
повышающих – Феликс 02К, цепь формирования 24В из 12В
понижающих – практически все фискальные регистраторы работающие от 24В, принтеры этикеток и прочее оборудование, где входное напряжение питания больше 5 вольт. Поэтому будем рассматривать только первые два варианта использования микросхемы MC34063A.
Мощный электронный ключ на составном транзисторе (VT1 и VT2), который соединен со схемой управления. На нее поступают импульсы синхронизации от генератора, скважность которых зависит от сигнала схемы ограничения по току. Также на схему управления подается сигнал обратной связи с компаратора. Он производит сравнение напряжения обратной связи с напряжением внутреннего источника опорного напряжения. Стабильность параметров выходного напряжения микросхемы полностью обеспечивает источник опорного напряжения, т.к. его напряжение не зависит от изменений температуры окружающей среды и колебания входного напряжения.
Timing Capacitor (OSC) Вывод для подключения времязадающего конденсатора.
Ground (Gnd) Общий вывод.
Vcc (Uin) Напряжение питания (3. 40В).
Ipk Sense (Rt) Вход схемы ограничения тока, сюда подключается токоограничивающий резистор. Ipk пиковый ток через индуктивность, где Ipk Схема подключения.
Микросхема МС34063A имеет два входа, которые можно использовать для стабилизации тока.
Один вход имеет пороговое напряжение 1.25В (5 нога), что для мощной нагрузки не выгодно из-за потерь мощности. Например, при токе 1000 мА имеем потери на резисторе-датчике тока величиной 1.25*1А=1.25Вт, что сопоставимо с потерями мощности на линейном стабилизаторе.
Второй вход микросхемы имеет пороговое напряжение 0.3В (7 нога), и предназначен для защиты встроенного транзистора от перегрузки по току.
Рис. Схема понижения (Step-down converter)
Рис. Схема повышения (Step-up converter)
С2— конденсатор задающий частоту преобразования.
VD1 – быстродействующий диод, практически вся схема зависит от быстродействия этого диода. При использовании диодов Шотки, диод должен выдерживать обратное напряжение вдвое превышающее выходное напряжение.
R1 – Токовый датчик, задает максимальный ток на выходе стабилизатора. При превышении максимального тока – микросхема отключится, фактически является защитой от короткого замыкания (перегрузки) на выходе. Обладает довольно большой рассеиваемой мощностью, от 0,5 Вт до 2Вт, на практике иногда выглядит в виде нескольких параллельно включенных резисторов.
R2, R3 — делитель напряжения, с помощью которого задается выходное напряжение.
Рис. Выходное напряжение, формула расчета.
Фильтр рассмотрим отдельно, так как именно фильтр является слабым звеном при эксплуатации.
L1 – накопительная и фильтрующая индуктивность. Данную индуктивность настоятельно не рекомендуется уменьшать, так же именно эта индуктивность задает выходной ток, поэтому толщина провода довольно критичный параметр. На практике такая схема фильтра довольно редкое явление, как правило ставится второй LC фильтр, индуктивности включаются встречно.
С3 – принцип такой же как у катушки индуктивности. Несмотря на расчеты, если нет ограничения по размерам, конденсатор на 470 мкФ увидеть здесь довольно редкое явление. А вот конденсатор на 1000 мкФ здесь общепринятый стандарт (рассматриваем схемы Uвх=24В, Uвых=5В). Конденсатор должен быть LOW ESR, однако на практике это довольно редкое явление, ставится обычный конденсатор. Хотя если поднять оборудование 2000-2002 г.в. то там можно встретить LOW ESR конденсаторы в фильтре. Некоторые производители ставят в параллель ВЧ конденсатор, однако это довольно спорное решение.
Конденсатор фильтра для понижающих (Step-down converter) источников питания не является обязательным элементом, при достаточно большой индуктивности фильтра.
Импульсный регулятор напряжения MC34063A (полный российский аналог КР1156ЕУ5) — специально разработанная микросхема для DC-DC преобразователей с минимальным количеством внешних элементов. Микросхема MC34063A применяется в импульсных источниках питания со входным напряжением от 3 до 40В и выходным током до 1,5А:
повышающих (Step-up converter)
понижающих (Step-down converter)
инвертирующих (Voltage inverting converter).
На практике приходилось встречаться только с вариантами источников питания
повышающих – Феликс 02К, цепь формирования 24В из 12В
понижающих – практически все фискальные регистраторы работающие от 24В, принтеры этикеток и прочее оборудование, где входное напряжение питания больше 5 вольт. Поэтому будем рассматривать только первые два варианта использования микросхемы MC34063A.
Мощный электронный ключ на составном транзисторе (VT1 и VT2), который соединен со схемой управления. На нее поступают импульсы синхронизации от генератора, скважность которых зависит от сигнала схемы ограничения по току. Также на схему управления подается сигнал обратной связи с компаратора. Он производит сравнение напряжения обратной связи с напряжением внутреннего источника опорного напряжения. Стабильность параметров выходного напряжения микросхемы полностью обеспечивает источник опорного напряжения, т.к. его напряжение не зависит от изменений температуры окружающей среды и колебания входного напряжения.
Timing Capacitor (OSC) Вывод для подключения времязадающего конденсатора.
Ground (Gnd) Общий вывод.
Vcc (Uin) Напряжение питания (3. 40В).
Ipk Sense (Rt) Вход схемы ограничения тока, сюда подключается токоограничивающий резистор. Ipk пиковый ток через индуктивность, где Ipk Схема подключения.
Микросхема МС34063A имеет два входа, которые можно использовать для стабилизации тока.
Один вход имеет пороговое напряжение 1.25В (5 нога), что для мощной нагрузки не выгодно из-за потерь мощности. Например, при токе 1000 мА имеем потери на резисторе-датчике тока величиной 1.25*1А=1.25Вт, что сопоставимо с потерями мощности на линейном стабилизаторе.
Второй вход микросхемы имеет пороговое напряжение 0.3В (7 нога), и предназначен для защиты встроенного транзистора от перегрузки по току.
Рис. Схема понижения (Step-down converter)
Рис. Схема повышения (Step-up converter)
С2— конденсатор задающий частоту преобразования.
VD1 – быстродействующий диод, практически вся схема зависит от быстродействия этого диода. При использовании диодов Шотки, диод должен выдерживать обратное напряжение вдвое превышающее выходное напряжение.
R1 – Токовый датчик, задает максимальный ток на выходе стабилизатора. При превышении максимального тока – микросхема отключится, фактически является защитой от короткого замыкания (перегрузки) на выходе. Обладает довольно большой рассеиваемой мощностью, от 0,5 Вт до 2Вт, на практике иногда выглядит в виде нескольких параллельно включенных резисторов.
R2, R3 — делитель напряжения, с помощью которого задается выходное напряжение.
Рис. Выходное напряжение, формула расчета.
Фильтр рассмотрим отдельно, так как именно фильтр является слабым звеном при эксплуатации.
L1 – накопительная и фильтрующая индуктивность. Данную индуктивность настоятельно не рекомендуется уменьшать, так же именно эта индуктивность задает выходной ток, поэтому толщина провода довольно критичный параметр. На практике такая схема фильтра довольно редкое явление, как правило ставится второй LC фильтр, индуктивности включаются встречно.
С3 – принцип такой же как у катушки индуктивности. Несмотря на расчеты, если нет ограничения по размерам, конденсатор на 470 мкФ увидеть здесь довольно редкое явление. А вот конденсатор на 1000 мкФ здесь общепринятый стандарт (рассматриваем схемы Uвх=24В, Uвых=5В). Конденсатор должен быть LOW ESR, однако на практике это довольно редкое явление, ставится обычный конденсатор. Хотя если поднять оборудование 2000-2002 г.в. то там можно встретить LOW ESR конденсаторы в фильтре. Некоторые производители ставят в параллель ВЧ конденсатор, однако это довольно спорное решение.
Конденсатор фильтра для понижающих (Step-down converter) источников питания не является обязательным элементом, при достаточно большой индуктивности фильтра.
повышающих (Step-up converter)
MC34063 представляет собой достаточно распространенный тип микроконтроллера для построения преобразователей напряжения как с низкого уровня в высокий, так и с высокого в низкий. Особенности микросхемы заключаются в ее технических характеристиках и рабочих показателях. Устройство хорошо держит нагрузки с током коммутации до 1,5 А, что говорит о широкой сфере его использования в различных импульсных преобразователях с высокими практическими характеристиками.
Из схемы видно, что ток в выходном транзисторе ограничивается резистором R1, а времязадающим компонентов для установки необходимой частоты преобразования является конденсатор C2. Индуктивность L1 накапливает в себе энергию при открытом транзисторе, а по его закрытию разряжается через диод на выходной конденсатор. Коэффициент преобразования зависит от соотношения сопротивлений резисторов R3 и R2.
Кроме режимов работы на понижение и стабилизацию, также довольно часто применяется повышающий. Схема подключения отличается тем, что индуктивность находится не на выходе. Через нее протекает ток в нагрузку при закрытом ключе, который отпираясь, подаёт на нижний вывод индуктивности отрицательное напряжение.
