Как рассчитать параметры повышающего преобразователя на MC34063. Какие компоненты нужны для схемы. Как правильно выбрать номиналы деталей. Какие формулы использовать для расчета индуктивности, конденсаторов и резисторов.
Особенности микросхемы MC34063 для построения импульсных преобразователей
Микросхема MC34063 является универсальным решением для создания импульсных преобразователей напряжения. Ее ключевые особенности:
- Возможность работы в режимах повышения, понижения и инвертирования напряжения
- Широкий диапазон входных напряжений: 3-40 В
- Выходной ток до 1.5 А
- Частота преобразования до 100 кГц
- Встроенный силовой ключ
- Малое количество внешних компонентов
- Низкая стоимость (около $0.5)
Благодаря этим характеристикам MC34063 отлично подходит для создания недорогих и компактных импульсных источников питания.
Расчет параметров повышающего преобразователя на MC34063
Для расчета преобразователя необходимо знать следующие исходные данные:
- Vin — входное напряжение
- Vout — требуемое выходное напряжение
- Iout — требуемый выходной ток
- f — рабочая частота преобразователя
Рассмотрим пример расчета для следующих параметров:
- Vin = 5 В
- Vout = 48 В
- Iout = 25 мА
- f = 100 кГц
Расчет времязадающего конденсатора Ct
Значение Ct определяет рабочую частоту преобразователя и рассчитывается по формуле:
Ct = 4 * 10^-5 / f
Для частоты 100 кГц получаем:
Ct = 4 * 10^-5 / 100000 = 400 пФ
Ближайшее стандартное значение — 390 пФ.
Расчет индуктивности L
Минимальное значение индуктивности рассчитывается по формуле:
L = (Vin * (Vout — Vin)) / (0.6 * Iout * f * Vout)
Подставляем значения:
L = (5 * (48 — 5)) / (0.6 * 0.025 * 100000 * 48) = 71.5 мкГн
Выбираем ближайшее большее стандартное значение — 82 мкГн.
Выбор ключевых компонентов схемы повышающего преобразователя
Кроме рассчитанных выше Ct и L, в схеме используются следующие компоненты:
Входной конденсатор Cin
Cin сглаживает пульсации входного тока и должен быть рассчитан на максимальный импульсный ток. Рекомендуемое значение:
Cin = 100 мкФ * 16 В
Выходной конденсатор Cout
Cout сглаживает пульсации выходного напряжения. Его емкость рассчитывается по формуле:
Cout = (Iout * Vout) / (f * Vripple * Vin)
где Vripple — допустимые пульсации выходного напряжения (обычно 1% от Vout).
Для нашего примера:
Cout = (0.025 * 48) / (100000 * 0.48 * 5) = 50 мкФ
Выбираем ближайшее большее значение — 68 мкФ с рабочим напряжением не менее 63 В.
Схема включения и расчет дополнительных компонентов
Рассмотрим типовую схему включения MC34063 в режиме повышающего преобразователя:
Дополнительные компоненты:
Токоизмерительный резистор Rsc
Rsc ограничивает максимальный ток через силовой ключ. Его сопротивление рассчитывается по формуле:
Rsc = 0.3 / Ipk
где Ipk — пиковый ток ключа:
Ipk = 2 * Iout * (Vout / Vin)
Для нашего примера:
Ipk = 2 * 0.025 * (48 / 5) = 0.48 А
Rsc = 0.3 / 0.48 = 0.625 Ом
Выбираем ближайшее меньшее стандартное значение — 0.56 Ом.
Делитель обратной связи R1 и R2
Резисторы R1 и R2 задают выходное напряжение. Их номиналы рассчитываются по формулам:
R2 = R1 * (Vout / 1.25 — 1)
R1 обычно выбирают 1-2 кОм. Для R1 = 1.5 кОм получаем:
R2 = 1500 * (48 / 1.25 — 1) = 56100 Ом
Выбираем ближайшее стандартное значение — 56 кОм.
Оптимизация и улучшение характеристик преобразователя
Для повышения эффективности и улучшения выходных параметров преобразователя можно применить следующие методы:Снижение потерь в силовом ключе
Для уменьшения коммутационных потерь рекомендуется:
- Использовать быстродействующий диод Шоттки
- Минимизировать паразитные индуктивности в цепи силового ключа
- Применить снабберную RC-цепочку параллельно силовому ключу
Улучшение стабильности выходного напряжения
Для повышения стабильности выходного напряжения можно:
- Увеличить емкость выходного конденсатора
- Применить LC-фильтр на выходе преобразователя
- Использовать прецизионные резисторы в цепи обратной связи
Практические рекомендации по сборке и отладке преобразователя
При сборке и отладке повышающего преобразователя на MC34063 следует учитывать следующие моменты:
- Использовать качественные компоненты с соответствующими номиналами и допусками
- Обеспечить хороший теплоотвод для микросхемы и силового диода
- Минимизировать длину проводников в силовых цепях
- Применять развязывающие конденсаторы у выводов питания микросхемы
- Проверить форму и амплитуду импульсов на выводе эмиттера силового ключа
- Измерить КПД преобразователя при различных нагрузках
Возможные проблемы и способы их устранения
При отладке преобразователя могут возникнуть следующие проблемы:
Нестабильность выходного напряжения
Возможные причины и способы устранения:
- Недостаточная емкость выходного конденсатора — увеличить Cout
- Наводки в цепи обратной связи — экранировать делитель R1-R2
- Неправильно выбрана частота преобразования — скорректировать Ct
Низкий КПД преобразователя
Возможные причины и способы устранения:
- Большие потери в силовом диоде — заменить на более быстродействующий
- Перегрев микросхемы — улучшить теплоотвод
- Неоптимальное значение индуктивности — подобрать L экспериментально
Расширение функциональности преобразователя
На базе MC34063 можно реализовать дополнительные функции:
Защита от короткого замыкания
Для защиты от КЗ на выходе можно использовать дополнительный компаратор, контролирующий ток через Rsc. При превышении порогового значения компаратор будет отключать преобразователь.
Мягкий старт
Для ограничения пускового тока можно добавить RC-цепочку, плавно увеличивающую опорное напряжение при включении.
Дистанционное включение/выключение
Управлять работой преобразователя можно с помощью внешнего сигнала, подаваемого на вывод 8 микросхемы через транзисторный ключ.
Применение этих дополнительных функций позволит повысить надежность и расширить возможности преобразователя на MC34063.
Профиль
febb — CircuitLab
| Имя пользователя | Фебб |
| Имя | Алекс Фев |
| Участник с | 14 мая 2013 г. |
Общественные сети febb:
Теперь показаны схемы 1-20 из 124. Сортировать по недавно измененное имя
Резервная батарея 1,2 В для часов ОБЩЕСТВЕННЫЙот Фебба | обновлено 05 мая 2016 г. | |
Тактовая мощность 1,5 В ОБЩЕСТВЕННЫЙ от Фебба
|
обновлено 19 сентября 2015 г. | |
1,5В питание для часов ОБЩЕСТВЕННЫЙ1.5V Питание для часов с резервными конденсаторами на 30 мин. от Фебба | обновлено 23 ноября 2019 г. | |
1$ контроллер заряда ОБЩЕСТВЕННЫЙНедорогой контроллер заряда общего назначения от Фебба
|
обновлено 21 апреля 2014 г. | |
термостат вентилятора 12В ОБЩЕСТВЕННЫЙИспользование транзистора в качестве термистора для управления скоростью вращения 80-мм охлаждающего вентилятора. от Фебба | обновлено 01 мая 2015 г. | |
Светодиодная лампа 12 В с операционным усилителем ОБЩЕСТВЕННЫЙот Фебба | обновлено 28 апреля 2021 г. | |
Драйвер светодиодной ленты 12В от питания USB ОБЩЕСТВЕННЫЙДрайвер светодиодной ленты 12 В от питания USB с использованием небольшого полевого МОП-транзистора. от Фебба | обновлено 20 ноября 2016 г. | |
34063 Бустер управления током USB свет ОБЩЕСТВЕННЫЙ от Фебба
|
обновлено 10 ноября 2021 г. | |
34063 Улучшение автомобильного зарядного устройства ОБЩЕСТВЕННЫЙДобавление простого диода D2 в цепь коллектора переключателя позволяет на 50% уменьшить рассеиваемую мощность микросхемы и существенно увеличить выходной ток. от Фебба | обновлено 26 августа 2017 г. | |
34063 DC-DC Понижающие приводы N-MOSFET ОБЩЕСТВЕННЫЙ Устаревшая микросхема MC34063 управляет питанием N-MOSFET в понижающем преобразователе постоянного тока. от Фебба | обновлено 15 апреля 2019 г. | |
34063 понижающие приводы BJT NPN ОБЩЕСТВЕННЫЙот Фебба | обновлено 16 августа 2017 г. | |
34063 Понижающий тест ОБЩЕСТВЕННЫЙ от Фебба
|
обновлено 05 августа 2017 г. | |
555 Таймер ШИМ ОБЩЕСТВЕННЫЙСтандартная схема микросхемы 555 для ШИМ-генератора. от Фебба | обновлено 02 марта 2014 г. 555 таймер | |
Повышающий преобразователь постоянного тока 5 В ОБЩЕСТВЕННЫЙ Стандартная схема повышающего преобразователя на микросхеме NCP1400ASN50T1G. от Фебба | обновлено 19 января, 2014 г. | |
Повышающий преобразователь 9В от батарейки ААА ОБЩЕСТВЕННЫЙУпрощенный дискретный повышающий преобразователь для получения 9 В от одной батарейки AA/AAA на основе генератора «похититель джоулей». Датчик тока отключает цепь при отсутствии нагрузки. Ток холостого хода менее 1 мкА! от Фебба | обновлено 04 ноября 2014 г. | |
Взлом повышающего преобразователя 9V ОБЩЕСТВЕННЫЙ Чип NCP1400ASN50T1G выдает фиксированное напряжение 5В. от Фебба | обновлено 19 января 2014 г. | |
Усилитель батареи AA с MOSFET ОБЩЕСТВЕННЫЙот Фебба | обновлено 02 ноября 2014 г. | |
Драйвер светодиодного фонарика на батарейке ААА ОБЩЕСТВЕННЫЙ Схема генератора на основе «похитителя джоулей» запускается при подключении нагрузки и автоматически поддерживает оптимальный ток. от Фебба | обновлено 02 марта 2014 г. | |
Преобразователь переменного тока — простой ОБЩЕСТВЕННЫЙот Фебба | обновлено 12 сентября 2013 г. | |
Индикатор переменного тока ОБЩЕСТВЕННЫЙ от Фебба
|
обновлено 06 мая 2018 г. |
Минимум компонентов.
Чтобы сделать 9Напряжение V увеличивается в два раза. Датчик тока добавлен в чип отключения при отсутствии нагрузки.
Максимальная экономичность и простота. Ток холостого хода < 1 мкА!
Импульсный источник питания с 5 В на 48 В с использованием MC34063
Мне нужно было построить преобразователь постоянного тока с 5 В на 48 В. После поиска в Интернете образцов схем я нашел одну, основанную на SG2534N. Ну, у схемы были проблемы, и я потратил слишком много времени, пытаясь заставить ее работать. Я предполагаю, что SG2534N существует довольно давно, но количество информации, понятной любителям, очень мало.
Но, возясь с SG2534N, я нашел довольно много ссылок на микросхему MC34063. После недели неудач с SG2534N я заказал MC34063 на сайте mouser.com.
Пока ждал запчасти, потратил время на эксперименты с SMPS в целом.
Помимо того, что она дешевле (0,50 долл. США против 2,00 долл. США), мне удалось настроить и запустить эту схему без особых проблем.
Ссылки
Во-первых, вот несколько ссылок:
- Звонок высокого напряжения — это оригинальный пост, на который я наткнулся, который дает грубое изображение ИС и приличную схему ее использования.
Техническое описание - . Это техническое описание TI является лучшим, поскольку оно содержит все необходимые расчеты для пассивных элементов. В таблице данных ON, найденной в другом месте, отсутствуют эти расчеты. Калькулятор
- — он делает всю математику за вас, ЗА ИСКЛЮЧЕНИЕМ емкости для C0 кажется фиктивным.
- Теория и приложения — очень полезно для понимания всех различных способов использования ИС.
- Как собрать схему импульсного источника питания с помощью MC34063 — отличный учебник, который действительно помог мне рассчитать пассивные значения вручную, хотя его примеры были расплывчатыми в нескольких местах.
- Сборка SMPS на базе MC34063 — Еще один хороший туториал.
Определение общей схемы схемы
Способ подключения пассивных компонентов к MC34063 зависит от типа создаваемого источника питания: повышающий, понижающий, повышающе-понижающий или инвертирующий. Я строю повышающую схему, поэтому общая схема схемы будет выглядеть так:
Есть несколько компонентов со статическими значениями:
- Cin — этот конденсатор находится рядом с Vin и должен быть 100 мкФ.
- R — Этот резистор должен быть 180 Ом.
- D — это диод Шоттки достаточной мощности. Я использовал MBR1100RLG.
Мне нужно рассчитать L, Rsc, Cr, C0, R1 и R2. Здесь на помощь приходит калькулятор. Чтобы использовать калькулятор, вам нужно знать
- Vin — это минимальное входное напряжение. 5В для моих расчетов.
- Ввых – это необходимое выходное напряжение. 48В.
- Iout – это выходной ток. Я хочу 25 мА (обратите внимание, что входной ток будет намного выше, чем выходной ток при таком увеличении — в моих последних тестах требуется 220 мА при 5 В для генерации 25 мА при 48 В).
- Vripple – пульсации напряжения на выходе. Я использовал для этого 1 мВ.
- Fmin – минимальная частота. Чип работает на максимальной частоте 100 МГц, так что это то, что я использую.
Используя эти требования, согласно калькулятору, пассивные значения должны быть:
Ct=366 пФ Iпк=593 мА Rsc=0,506 Ом Lмин=62 мкГн Со=2060 мкФ R=180 Ом R1=1,5 кОм R2=56 кОм (47,92 В)
Значение Co действительно велико.
Когда я делаю расчеты вручную, я получаю 1/100 от этого. Я не знаю, насколько далеко это от него, но если вы просто воспользуетесь калькулятором, я бы поставил под сомнение значение Co, если оно велико.
Используя рабочий лист, найденный в таблице данных TI, вот мои расчеты. Обратите внимание, что я беру значения Vf и Vsat из руководства «Как создать схему импульсного источника питания с помощью MC34063».
Это дает мне:
- Ct – 362pf. Самое близкое, что у меня есть, это 330pf.
- Ipk — пиковый входной ток должен быть 527 мА. Таким образом, мой входной источник питания и индуктор должны выдерживать такой большой ток.
- Rsc составляет 0,569 Ом. У меня есть 0,5 Ом, поэтому я буду использовать его (уменьшение сопротивления увеличивает ток).
- л (мин) составляет 72 мкГн. Индуктор следующего размера, который у меня есть, составляет 100 мкГн.
- Co — 20 мкФ. Единственные конденсаторы на 100 В, которые у меня есть, имеют емкость 47 мкФ, поэтому я буду использовать их (я считаю, что C0 — минимальное значение).
