Mc34063 капка превртена. Три херои - пулсни конвертори на MC34063. Осцилограми на работа на различни точки во колото на инверторот

Овој калкулатор ви овозможува да ги пресметате параметрите на импулсен DC-DC конвертор на MC34063A. Калкулаторот може да ги пресмета конверторите за засилување, спуштање и превртување со користење на широко достапниот микроспој mc33063 (познат како mc34063). На екранот се прикажуваат податоците за кондензаторот за подесување на фреквенцијата, максималната струја, индуктивноста на серпентина и отпорноста на отпорот. Отпорниците се избираат од најблиските стандардни вредности, така што излезниот напон најмногу се совпаѓа со потребната вредност.

Ct- капацитет на кондензаторот за подесување на фреквенцијата на конверторот.
Ipk- врвна струја низ индуктивноста. Индуктивноста мора да биде дизајнирана за оваа струја.
Rsc- отпорник што ќе го исклучи микроциркулацијата ако се надмине струјата.
Lmin- минимална индуктивност на серпентина. Не можете да земете помалку од оваа деноминација.
Ко- филтер кондензатор. Колку е поголем, толку помалку бранување, треба да биде од типот LOW ESR.
R1, R2- делител на напон кој го поставува излезниот напон.

Диодата мора да биде ултрабрза или Шотки диода со дозволен обратен напон од најмалку 2 пати поголем излез.

IC напон на напојување 3-40 волти, и струјата Ipkне треба да надминува 1,5 А

Пред некое време веќе објавив преглед каде што покажав како да се направи PWM стабилизатор користејќи KREN5. Потоа спомнав еден од најчестите и веројатно најевтините контролери на DC-DC конвертори. Микроколо MC34063.
Денес ќе се обидам да го надополнам претходниот преглед.

Во принцип, овој микроспој може да се смета за застарен, но сепак ужива заслужена популарност. Главно поради ниската цена. Сè уште ги користам понекогаш во моите различни занаети.
Токму затоа решив да си купам стотина од овие ситници. Мене ме чинат 4 долари, сега од истиот продавач чинат 3,7 долари за сто, тоа се само 3,7 центи по парче.
Можеш да ги најдеш поефтино, но јас ги порачав како комплет со други делови (рецензии на полнач за литиумска батерија и струен стабилизатор за батериска ламба). Има и четврта компонента, која ја нарачав таму, но повеќе за тоа друг пат.

Па, веројатно веќе ви здосадив долгиот вовед, па ќе преминам на прегледот.
Веднаш да ве предупредам, ќе има многу фотографии.
Сето тоа дојде во вреќи, завиткано во обвивка со меурчиња. Таков куп :)

Самите микроциркути се уредно спакувани во торба со бравата, а на неа е залепено парче хартија со името. Напишано е рачно, но мислам дека нема да има проблеми со препознавањето на натписот.

Овие микроциркути се произведени од различни производители и исто така се различно означени.
MC34063
KA34063
UCC34063
итн.
Како што можете да видите, само првите букви се менуваат, бројките остануваат непроменети, поради што обично се нарекува едноставно 34063.
Ги добив првите, MC34063.

Фотографијата е до истата микруха, но од различен производител.
Она што се разгледува се издвојува со појасни ознаки.

Не знам што друго може да се види, па ќе преминам на вториот дел од прегледот, едукативниот.
DC-DC конверторите се користат на многу места, сега веројатно е тешко да се најде електронски уред што ги нема.

Постојат три главни шеми за конверзија, сите се опишани во 34063, како и во неговата примена и во уште една.
Сите опишани кола немаат галванска изолација. Исто така, ако внимателно ги погледнете сите три кола, ќе забележите дека тие се многу слични и се разликуваат во размената на три компоненти, индукторот, диодата и прекинувачот за напојување.

Прво, најчестиот.
PWM конвертор со чекор надолу или надолу.
Се користи онаму каде што е потребно да се намали напонот и тоа да се направи со максимална ефикасност.
Влезниот напон е секогаш поголем од излезниот напон, обично најмалку 2-3 волти; колку е поголема разликата, толку подобро (во разумни граници).
Во овој случај, струјата на влезот е помала отколку на излезот.
Овој дизајн на кола често се користи на матичните плочи, иако таму конверторите обично се повеќефазни и со синхрона исправка, но суштината останува иста, чекор-надолу.

Во ова коло, индукторот акумулира енергија кога клучот е отворен, а по затворањето на клучот, напонот преку индукторот (поради самоиндукција) го полни излезниот кондензатор.

Следната шема се користи малку поретко од првата.
Често може да се најде во Power-banks, каде што напонот на батеријата од 3-4,2 волти произведува стабилизирани 5 волти.
Користејќи такво коло, можете да добиете повеќе од 5 волти, но мора да се земе предвид дека колку е поголема разликата во напонот, толку е потешко конверторот да работи.
Исто така, постои една не многу пријатна карактеристика на ова решение: излезот не може да се оневозможи „софтвер“. Оние. Батеријата е секогаш поврзана на излезот преку диода. Исто така, во случај на краток спој, струјата ќе биде ограничена само од внатрешниот отпор на товарот и батеријата.
За заштита од ова, се користат или осигурувачи или дополнителен прекинувач за напојување.

Исто како и минатиот пат, кога прекинувачот за напојување е отворен, енергијата прво се акумулира во индукторот; по затворањето на клучот, струјата во индукторот го менува својот поларитет и, сумирано со напонот на батеријата, оди до излезот преку диодата.
Излезниот напон на такво коло не може да биде помал од влезниот напон минус падот на диодата.
Струјата на влезот е поголема отколку на излезот (понекогаш значително).

Третата шема се користи доста ретко, но би било погрешно да не се разгледа.
Ова коло има излезен напон со спротивен поларитет од влезот.
Тоа се нарекува инвертирачки конвертор.
Во принцип, ова коло може или да го зголеми или намали напонот во однос на влезот, но поради особеностите на дизајнот на колото, често се користи само за напони поголеми или еднакви на влезот.
Предноста на овој дизајн на колото е можноста за исклучување на излезниот напон со затворање на прекинувачот за напојување. Првата шема може да го направи и ова.
Како и во претходните шеми, енергијата се акумулира во индукторот, а по затворањето на прекинувачот за напојување се доставува до товарот преку обратно поврзана диода.

Кога го замислив овој преглед, не знаев што би било подобро да изберам како пример.
Имаше опции за правење надолен конвертор за PoE или конвертор за напојување на ЛЕД, но некако сето ова беше неинтересно и целосно досадно.
Но, пред неколку дена се јави еден пријател и ме замоли да му помогнам да реши еден проблем.
Потребно беше да се добие стабилизиран излезен напон без разлика дали влезот е поголем или помал од излезот.
Оние. Ми требаше конвертор за зголемување на парите.
Топологијата на овие конвертори се нарекува (Single-ended Primar-inductor Converter).
Уште неколку добри документи за оваа топологија. , .
Колото на овој тип на конвертор е значително посложено и содржи дополнителен кондензатор и индуктор.

Вака решив да го направам тоа

На пример, решив да направам конвертор способен да произведува стабилизирани 12 волти кога влезот флуктуира од 9 до 16 волти. Навистина, моќноста на конверторот е мала, бидејќи се користи вградениот клуч на микроциркулата, но решението е доста остварливо.
Ако го направите колото помоќно, инсталирајте дополнителен транзистор со ефект на поле, пригушници за поголема струја итн. тогаш таквото коло може да помогне да се реши проблемот со напојување на 3,5-инчен хард диск во автомобил.
Исто така, ваквите конвертори можат да помогнат во решавањето на проблемот со добивање, кој веќе стана популарен, напон од 3,3 волти од една литиумска батерија во опсег од 3-4,2 волти.

Но, прво, да го претвориме условниот дијаграм во принципиелен.

После тоа, ќе го претвориме во трага, нема да извајаме сè на таблата.

Па, следно ќе ги прескокнам чекорите опишани во едно од моите упатства, каде што покажав како да се направи печатено коло.
Резултатот беше мала табла, димензиите на таблата беа 28x22,5, дебелината по запечатувањето на деловите беше 8 mm.

Ископав секакви различни делови низ куќата.
Имав гуши во една од прегледите.
Секогаш има отпорници.
Кондензаторите беа делумно присутни и делумно отстранети од различни уреди.
Керамичката од 10 µF беше отстранета од стар хард диск (исто така ги има на таблите на мониторот), алуминиумскиот SMD беше земен од стар CD-ROM.

Ја залемив шалот и испадна уредно. Требаше да се сликам на некое кибритско сандаче, но заборавив. Димензиите на таблата се приближно 2,5 пати помали од кутијата за кибрит.

Таблата е поблиску, се обидов поцврсто да ја наредам таблата, нема многу слободен простор.
Отпорник од 0,25 Ом се формира во четири отпорници од 1 Ом паралелно на 2 нивоа.

Има многу фотографии, па ги ставив под спојлер

Проверив во четири опсези, но случајно се покажа дека е во пет, не се спротивставив на ова, туку едноставно направив друга фотографија.
Немав отпорник од 13K, морав да го залемам на 12, така што излезниот напон е донекаде потценет.
Но, бидејќи ја направив таблата едноставно за да го тестирам микроциркутот (односно, самата плочка веќе нема никаква вредност за мене) и да напишам преглед, не се мачев.
Товарот беше блескаво светилка, струјата на оптоварување беше околу 225 mA

Влез 9 волти, излез 11,45

Влезот е 11 волти, излезот е 11,44.

Влезот е 13 волти, излезот е сè уште ист 11,44

Влезот е 15 волти, излезот е повторно 11,44. :)

После тоа размислував да го завршам, но бидејќи дијаграмот означува опсег до 16 волти, решив да проверам на 16.
На влез 16.28, на излез 11.44

Бидејќи добив дигитален осцилоскоп, решив да земам осцилограми.

Ги скрив и под спојлерот, пошто ги има доста

Ова е секако играчка, моќта на конверторот е смешна, иако корисна.
Но, собрав уште неколку за пријател на Aliexpress.
Можеби тоа ќе биде корисно за некого.

Овој опус ќе биде околу 3 херои. Зошто херои?))) Од античко време, херои се бранителите на татковината, луѓе кои „украле“, односно спасувале, а не како сега „украле“, богатство.. Нашите погони се конвертори на пулс, 3 типа (чекор надолу, чекор нагоре, инвертер). Покрај тоа, сите три се на еден чип MC34063 и на еден тип калем DO5022 со индуктивност од 150 μH. Тие се користат како дел од прекинувач за сигнал за микробранови со помош на пински диоди, чие коло и табла се дадени на крајот од овој напис.

Пресметка на DC-DC опаѓачки конвертор (чекор надолу, бак) на чипот MC34063

Пресметката се врши со користење на стандардниот метод „AN920/D“ од ON Semiconductor. Дијаграмот на електричното коло на конверторот е прикажан на слика 1. Броевите на елементите на колото одговараат на најновата верзија на колото (од датотеката „Driver of MC34063 3in1 – ver 08.SCH“).

Сл. 1 Дијаграм на електрично коло на возач што се спушта.

ИЦ излези:

Заклучок 1 - ЦСР(колектор на прекинувач) - излезен транзисторски колектор

Заклучок 2 - S.W.E.(прекинувач емитер) - емитер на излезниот транзистор

Заклучок 3 - ТС(тајминг кондензатор) - влез за поврзување на кондензатор за тајминг

Заклучок 4 - ГНД– заземјување (се поврзува со заедничката жица на спуштаниот DC-DC)

Заклучок 5 - CII(ФБ) (comparator inverting input) - инвертиран влез на компараторот

Заклучок 6 - ВCC- исхрана

Заклучок 7 - Ipk— влез на колото за ограничување на максималната струја

Заклучок 8 - ДРК(колектор на двигател) - колектор на излезниот двигател на транзисторот (биполарен транзистор поврзан според колото Дарлингтон лоциран внатре во микроколото исто така се користи како излезен двигател на транзисторот).

Елементи:

L 3- гас. Подобро користете го гасот отворен тип(не целосно затворен со ферит) - серија DO5022T од Coilkraft или RLB од Bourns, бидејќи таквата пригушница влегува во заситеност со поголема струја од обичните пригушувачи од затворен тип CDRH Sumida. Подобро е да се користат пригушници со поголема индуктивност од добиената пресметана вредност.

Од 11- тајминг кондензатор, ја одредува фреквенцијата на конверзија. Максималната фреквенција на конверзија за чипови 34063 е околу 100 kHz.

R 24, R 21— делител на напон за компараторското коло. Неинвертирачкиот влез на компараторот се напојува со напон од 1,25V од внатрешниот регулатор, а инвертирачкиот влез се напојува од делителот на напонот. Кога напонот од делителот станува еднаков на напонот од внатрешниот регулатор, компараторот го префрла излезниот транзистор.

C 2, C 5, C 8 и C 17, C 18— излезни и влезни филтри, соодветно. Капацитетот на излезниот филтер ја одредува количината на бранување на излезниот напон. Доколку во процесот на пресметките се покаже дека за дадена вредностБран бара многу голем капацитет, можете да ја направите пресметката за големи бранови, а потоа да користите дополнителен LC филтер. Влезната капацитивност обично се зема 100 ... 470 μF (препораката за TI е најмалку 470 μF), излезниот капацитет исто така се зема 100 ... 470 μF (земено 220 μF).

Р 11-12-13 (Rsc)- Отпорник со чувствителност на струја. Потребно е за струјното ограничувачко коло. Максимална излезна струја на транзистор за MC34063 = 1,5A, за AP34063 = 1,6A. Ако врвната струја на префрлување ги надмине овие вредности, микроциркулата може да изгори. Ако со сигурност се знае дека врвната струја дури и не се приближува до максималните вредности, тогаш овој отпорник не може да се инсталира. Пресметката се врши специјално за врвната струја (на внатрешниот транзистор). При користење на надворешен транзистор, врвната струја тече низ него, додека помала (контролна) струја тече низ внатрешниот транзистор.

ВТ 4 – надворешен биполарен транзистор се поставува во колото кога пресметаната врвна струја надминува 1,5 А (при голема излезна струја). Во спротивно, прегревањето на микроспојот може да доведе до негово откажување. Работен режим (базна струја на транзистор) Р 26 , Р 28 .

В.Д 2 – Шотки диода или ултрабрза диода за напон (напред и назад) со излез од најмалку 2U

Постапка за пресметка:

• Изберете номинални влезни и излезни напони: V во, V надвори максимум

излезна струја Јас надвор.

Во нашата шема V во =24V, V излез =5V, јас излез =500mA(максимум 750 mA)

• Изберете го минималниот влезен напон V во (мин)и минимална работна фреквенција fminсо избрани V воИ Јас надвор.

Во нашата шема V во (мин) = 20 V (според техничките спецификации),изберете f min =50 kHz

3) Пресметајте ја вредноста (t вклучен + t исклучен) максспоред формулата (t вклучен + t исклучен) макс =1/f мин, t вклучено (макс)- максимално време кога излезниот транзистор е отворен, тоф (макс)— максимално време кога излезниот транзистор е затворен.

(t вклучен + t исклучен) max =1/f min =1/50kHz=0.02 ГОСПОЃИЦА=20 μS

Пресметајте го соодносот t вклучен/т исклученспоред формулата t вклучено / t исклучено =(V излез + V F)/(V во (мин) -V седна -V излезе), Каде В Ф- пад на напонот преку диодата (напред - пад на напонот напред), V седна- падот на напонот на излезниот транзистор кога е во целосно отворена состојба (заситеност - заситен напон) при дадена струја. V седнаутврдени од графиконите или табелите дадени во документацијата. Од формулата е јасно дека колку повеќе V во, V надвори колку повеќе се разликуваат едни од други, толку помалку имаат влијание врз конечниот резултат В ФИ V седна.

(t вклучено / t исклучено) max =(V надвор +V F)/(V во (мин) -V sat -V надвор)=(5+0,8)/(20-0,8-5)=5,8/14,2=0,408

4) Знаејќи t вклучен/т исклученИ (t вклучен + t исклучен) максреши го системот равенки и најде t вклучено (макс).

t исклучено = (t вклучено + t исклучено) макс / ((t вклучено / t исклучено) макс +1) =20μS/(0.408+1)=14.2 μS

т на (макс) =20- т исклучен=20-14,2 µS=5,8 µS

5) Најдете ја капацитетот на кондензаторот за тајминг Од 11 (Ct) според формулата:

C 11 = 4,5*10 -5 *t вклучен (макс).

В 11 = 4.5*10 -5 * т на (макс) =4,5*10 - 5*5,8 µS=261pF(ова е минималната вредност), земете 680 pF

Колку е помал капацитетот, толку е поголема фреквенцијата. Капацитетот 680pF одговара на фреквенцијата 14KHz

6) Најдете ја врвната струја низ излезниот транзистор: I PK(прекинувач) =2*Излез. Ако се покаже дека е поголема од максималната струја на излезниот транзистор (1,5 ... 1,6 А), тогаш конверторот со такви параметри е невозможен. Потребно е или повторно да се пресмета колото за помала излезна струја ( Јас надвор), или користете коло со надворешен транзистор.

I PK(прекинувач) =2*Излез =2*0,5=1А(за максимална излезна струја 750 mA Јас PK(прекинувач) = 1,4А)

7) Пресметај Rscспоред формулата: R sc =0,3/I PK(прекинувач).

R sc =0,3/I PK(прекинувач) =0,3/1=0,3 Ohm,Поврзуваме 3 отпорници паралелно ( Р 11-12-13) 1 ом

8) Пресметајте го минималниот капацитет на кондензаторот на излезниот филтер: C 17 =I PK(прекинувач) *(t вклучен + t исклучен) макс /8V бранување (p-p), Каде V бранување (p-p)— максимална вредност на бранување на излезниот напон. Максималниот капацитет се зема од стандардните вредности најблиску до пресметаниот.

Од 17 =Јас ПК (прекинувач) *(т на+ т исклучен) макс/8 V бранување (стр — стр) =1*14,2 µS/8*50 mV=50 µF, земете 220 µF

9) Пресметајте ја минималната индуктивност на индукторот:

Л 1(мин) = т на (макс) *(V во (мин) — V седна— V надвор)/ Јас ПК (прекинувач) . Ако C 17 и L 1 се премногу големи, можете да се обидете да ја зголемите фреквенцијата на конверзија и да ја повторите пресметката. Колку е поголема фреквенцијата на конверзија, толку е помал минималниот капацитет на излезниот кондензатор и минималната индуктивност на индукторот.

L 1(min) =t вклучено(max) *(V in(min) -V sat -V out)/I PK(прекинувач) =5,8μS *(20-0.8-5)/1=82.3 µH

Ова е минималната индуктивност. За микроколото MC34063, индукторот треба да се избере со намерно поголема вредност на индуктивноста од пресметаната вредност. Избираме L=150μH од CoilKraft DO5022.

10) Отпорите на разделувачите се пресметуваат од односот V излез =1,25*(1+R 24 /R 21). Овие отпорници мора да бидат најмалку 30 оми.

За V надвор = 5V земаме R 24 = 3,6K, тогашР 21 =1,2К

Пресметката на интернет http://uiut.org/master/mc34063/ ја покажува точноста на пресметаните вредности (освен Ct=C11):

Постои и друга онлајн пресметка http://radiohlam.ru/teory/stepdown34063.htm, која исто така ја покажува точноста на пресметаните вредности.

12) Според условите за пресметка во став 7, максималната струја од 1A (Max 1.4A) е блиску до максималната струја на транзисторот (1.5 ... 1.6 A). Препорачливо е да се инсталира надворешен транзистор веќе на врвот струја од 1А, со цел да се избегне прегревање на микроспојот. Ова е направено. Избираме транзистор VT4 MJD45 (тип PNP) со коефициент на пренос на струја од 40 (препорачливо е да се земе h21e што е можно повисоко, бидејќи транзисторот работи во режим на сатурација и падот на напонот преку него е околу = 0,8V). Некои производители на транзистори во насловот на листот со податоци укажуваат дека напонот на заситеност Usat е низок, околу 1V, по што треба да се водите.

Ајде да го пресметаме отпорот на отпорниците R26 и R28 во кола на избраниот транзистор VT4.

Основна струја на транзистор VT4: Јасб= Јас ПК (прекинувач) / ч 21 ух . Јас b=1/40=25mA

Отпорник во колото BE: Р 26 =10*ч21е/ Јас ПК (прекинувач) . Р 26 =10*40/1=400 Ohm (земете R 26 =160 Ohm)

Струја низ отпорник R 26: I RBE =V BE /R 26 =0,8/160=5mA

Отпорник во основното коло: Р 28 =(Vin(мин)-Vsat(возач)-V RSC -V BEQ 1)/(I B +I RBE)

Р 28 =(20-0,8-0,1-0,8)/(25+5)=610 Ohm, може да земете помалку од 160 Ohm (исто како R 26, бидејќи вградениот Darlington транзистор може да обезбеди поголема струја за помал отпорник.

13) Пресметајте ги snubber елементите Р 32, В 16. (видете ја пресметката на колото за засилување и дијаграмот подолу).

14) Да ги пресметаме елементите на излезниот филтер Л 5 , Р 37, В 24 (Г. Отт „Методи за сузбивање на бучава и мешање во електронски системи” стр.120-121).

Избрав - серпентина L5 = 150 µH (ист тип на задави со активен отпор Rdross = 0,25 оми) и C24 = 47 µF (колото покажува поголема вредност од 100 µF)

Да го пресметаме намалувањето на слабеењето на филтерот xi =((R+Rdross)/2)* root(C/L)

R=R37 се поставува кога намалувањето на слабеењето е помало од 0,6, со цел да се отстрани пречекорувањето на релативниот фреквентен одговор на филтерот (резонанца на филтерот). Во спротивно, филтерот на оваа прекинувана фреквенција ќе ги засили осцилациите наместо да ги ослабува.

Без R37: Ksi=0,25/2*(root 47/150)=0,07 - фреквентниот одговор ќе се зголеми на +20dB, што е лошо, па поставивме R=R37=2,2 Ohm, тогаш:

C R37: Xi = (1+2,2)/2*(root 47/150) = 0,646 - со Xi 0,5 или повеќе, фреквентниот одговор се намалува (нема резонанца).

Резонантната фреквенција на филтерот (исклучена фреквенција) Fср=1/(2*pi*L*C) мора да лежи под фреквенциите на конверзија на микроциркутот (со што се филтрираат овие високи фреквенции 10-100 kHz). За наведените вредности на L и C, добиваме Faver = 1896 Hz, што е помало од работната фреквенција на конверторот 10-100 kHz. Отпорот R37 не може да се зголеми за повеќе од неколку Оми, бидејќи напонот преку него ќе падне (со струја на оптоварување од 500 mA и R37=2,2 Ohms, падот на напонот ќе биде Ur37=I*R=0,5*2,2=1,1V) .

Сите елементи на колото се избрани за површинска монтажа

Осцилограми на работа на различни точки во колото на конверторот на бак:

15) а) Осцилограми без оптоварување ( Uin=24V, Uout=+5V):

Напон +5V на излезот од конверторот (на кондензаторот C18) без оптоварување

Сигналот на колекторот на транзистор VT4 има фреквенција од 30-40 Hz, бидејќи без оптоварување, колото троши околу 4 mA без оптоварување

Контролни сигнали на пин 1 на микроспојот (долниот) и врз основа на транзистор VT4 (горен) без оптоварување

б) Осцилограми под оптоварување(Uin=24V, Uout=+5V), со капацитет за подесување на фреквенцијата c11=680pF. Го менуваме оптоварувањето со намалување на отпорот на отпорникот (3 осцилограми подолу). Излезната струја на стабилизаторот се зголемува, како и влезот.

Оптоварување - 3 отпорници од 68 оми паралелно ( 221 mA) Влезна струја – 70 mA

Жолт зрак - сигнал базиран на транзистор (контрола) Син зрак - сигнал на колекторот на транзисторот (излез) Оптоварување - 5 отпорници од 68 оми паралелно ( 367 mA) Влезна струја - 110 mA

Жолт зрак - сигнал базиран на транзистор (контрола) Син зрак - сигнал на колекторот на транзисторот (излез) Оптоварување - 1 отпорник 10 оми ( 500 mA) Влезна струја - 150 mA

Заклучок: во зависност од оптоварувањето, фреквенцијата на повторување на пулсот се менува, со поголемо оптоварување фреквенцијата се зголемува, потоа исчезнуваат паузите (+5V) помеѓу фазите на акумулација и ослободување, остануваат само правоаголни импулси - стабилизаторот работи „на граница“ на неговите способности. Ова може да се види и на осцилограмот подолу, кога напонот „пила“ има бранови - стабилизаторот влегува во режим на ограничување на струјата.

в) Напон на капацитивност за поставување на фреквенцијата c11=680pF при максимално оптоварување од 500 mA

Жолт зрак - сигнал за капацитет (контролна пила) Син зрак - сигнал на колекторот на транзисторот (излез) Оптоварување - 1 отпорник 10 оми ( 500 mA) Влезна струја - 150 mA

г) Бран на напон на излезот од стабилизаторот (c18) при максимално оптоварување од 500 mA

Жолт зрак - пулсирачки сигнал на излезот (s18) Оптоварување - 1 отпорник 10 оми ( 500 mA)

Бран на напон на излезот од LC(R) филтерот (c24) при максимално оптоварување од 500 mA

Жолт зрак - брановиден сигнал на излезот од филтерот LC(R) (c24) Оптоварување - 1 отпорник 10 оми ( 500 mA)

Заклучок: опсегот на брановиден напон од врв до врв се намали од 300mV на 150mV.

д) Осцилограм на придушени осцилации без отчукување:

Син зрак - на диода без шипка (вметнувањето на пулсот со текот на времето е видливо не е еднаков на периодот, бидејќи ова не е PWM, туку PFM)

Осцилограм на придушени осцилации без отчукување (зголемен):

Пресметка на засилувачки DC-DC конвертор на чипот MC34063

http://uiut.org/master/mc34063/. За двигателот за засилување, во основа е иста како и пресметката на двигателот на пари, така што може да му се верува. За време на онлајн пресметката, шемата автоматски се менува во стандардна шема од „AN920/D.“ Влезни податоци, резултати од пресметката и самата стандардна шема се претставени подолу.

— Транзистор со N-канален ефект на поле VT7 IRFR220N. Го зголемува капацитетот на оптоварување на микроколото и овозможува брзо префрлување. Избрано со: Електричното коло на засилувачкиот конвертор е прикажано на слика 2. Броевите на елементите на колото одговараат на најновата верзија на колото (од датотеката „Driver of MC34063 3in1 – ver 08.SCH“). Во дијаграмот има елементи кои не се вклучени стандардна шемаонлајн пресметка. Ова се следните елементи:

• Максимален напон на одводниот извор V DSS =200 V, бидејќи излезниот напон е висок +94V
• Низок пад на напонот на каналот RDS(вклучено) макс =0,6Ом.Колку е помал отпорот на каналот, толку се помали загубите за греење и поголема е ефикасноста.
• Мал капацитет (влез), кој го одредува полнењето на портата Qg (Вкупна наплата)и мала влезна струја на портата. За даден транзистор Јас=Qg*FSW=15nC*50 KHz=750uA.
• Максимална струја на одвод Ид= 5 А, бидејќи импулсна струја Ipk=812 mA на излезна струја 100 mA

- Елементи на делител на напон R30, R31 и R33 (го намалува напонот за портата VT7, кој треба да биде не повеќе од V GS = 20V)

- елементи за празнење на влезната капацитивност VT7 - R34, VD3, VT6 при префрлување на транзистор VT7 во затворена состојба. Го намалува времето на распаѓање на портата VT7 од 400nS (не е прикажано) на 50nS (бранова форма со време на распаѓање од 50nS). Лог 0 на пин 2 од микроциркулацијата го отвора PNP транзисторот VT6 и капацитивноста на влезната порта се испушта преку CE-спојот VT6 (побрзо отколку едноставно преку отпорникот R33, R34).

— серпентина L се покажува многу голема кога се пресметува, се избира помала номинална вредност L = L4 (сл. 2) = 150 μH

— snubber елементи C21, R36.

Пресметка на Snubber:

Оттука L=1/(4*3,14^2*(1,2*10^6)^2*26*10^-12)=6,772*10^4 Rsn=√(6,772*10^4 /26*10^- 12) = 5,1 KOhm

Големината на капацитетот на шуплината обично е компромисно решение, бидејќи, од една страна, колку е поголем капацитетот, толку подобро е измазнувањето ( помал бројосцилации), од друга страна, секој циклус капацитетот се полни и троши дел од корисната енергија низ отпорникот, што влијае на ефикасноста (обично, нормално дизајнираниот млаз ја намалува ефикасноста многу малку, за неколку проценти).

Со инсталирање на променлив отпорник, попрецизно го одредивме отпорот Р=1 К

Сл.2 Дијаграм на електрично коло на двигател за подигнување, засилувач.

Осцилограми на работа на различни точки во колото на конверторот за засилување:

а) Напон во различни точки без оптоварување:

Излезен напон - 94V без оптоварување

Напон на портата без оптоварување

Одводен напон без оптоварување

б) напон на портата (жолт зрак) и на одвод (син зрак) на транзистор VT7:

на капијата и одводот под оптоварување, фреквенцијата се менува од 11 kHz (90 µs) до 20 kHz (50 µs) - ова не е PWM, туку PFM

на портата и исцедете под оптоварување без млаз (испружено - 1 период на осцилација)

на портата и исцедете го под оптоварување со шнуркач

в) игла на напон на предниот и задниот раб 2 (жолт зрак) и на портата (син зрак) VT7, пила 3:

сина - време на пораст од 450 ns на портата VT7

Жолта - време на пораст 50 ns по пин 2 чипови сина - 50 ns време на пораст на портата VT7

пила на Ct (пин 3 од IC) со контролно ослободување F=11k

Пресметка на DC-DC инвертер (чекор нагоре/надолу, инвертер) на чипот MC34063

Пресметката се врши и со користење на стандардниот метод „AN920/D“ од ON Semiconductor.

Пресметката може да се направи веднаш „онлајн“ http://uiut.org/master/mc34063/. За инвертирачки двигател, тоа е во основа иста како и пресметката за двигател на бак, така што може да му се верува. За време на онлајн пресметката, шемата автоматски се менува во стандардна шема од „AN920/D.“ Влезни податоци, резултати од пресметката и самата стандардна шема се претставени подолу.

— биполарен PNP транзистор VT7 (го зголемува капацитетот на оптоварување) Електричното коло на инвертирачкиот конвертор е прикажано на слика 3. Броевите на елементите на колото одговараат на најновата верзија на колото (од датотеката „Driver of MC34063 3in1 – ver 08.SCH ”). Шемата содржи елементи кои не се вклучени во стандардната шема за пресметување преку Интернет. Ова се следните елементи:

— елементи на делител на напон R27, R29 (поставува основна струја и режим на работа на VT7),

— snubber елементи C15, R35 (ги потиснува несаканите вибрации од гасот)

Некои компоненти се разликуваат од пресметаните:

• серпентина L се зема помалку од пресметаната вредност L = L2 (слика 3) = 150 μH (сите намотки се од ист тип)
• излезната капацитивност се зема помала од пресметаната C0=C19=220μF
• Кондензаторот за поставување на фреквенција е земен C13=680pF, што одговара на фреквенција од 14KHz
• разделни отпорници R2=R22=3,6K, R1=R25=1,2K (прво земени за излезен напон -5V) и крајни отпорници R2=R22=5,1K, R1=R25=1,2K (излезен напон -6,5V)

Тековниот ограничувачки отпорник се зема Rsc - 3 отпорници паралелно, по 1 Ohm (резултант отпор 0,3 Ohm)

Сл.3 Дијаграм на електрично коло на инвертерот (стегање/спуштање, инвертер).

Осцилограми на работа на различни точки на колото на инвертерот:

а) со влезен напон +24V без оптоварување:

излез -6,5V без оптоварување

на колекторот – акумулација и ослободување на енергија без оптоварување

на пин 1 и основата на транзисторот без оптоварување

на основата и колекторот на транзисторот без оптоварување

излезна бранување без оптоварување

Кога развивачот на кој било уред се соочува со прашањето „Како да го добиете потребниот напон?“, одговорот е обично едноставен - линеарен стабилизатор. Нивната несомнена предност е нивната ниска цена и минималните жици. Но, покрај овие предности, тие имаат и недостаток - силно загревање. Линеарните стабилизатори претвораат многу скапоцена енергија во топлина. Затоа, употребата на такви стабилизатори во уредите на батерии не е препорачлива. Се поекономични DC-DC конвертори. За тоа ќе зборуваме.

Заден поглед:

Сè е веќе кажано за принципите на работа пред мене, така што нема да се задржувам на тоа. Дозволете ми само да кажам дека таквите конвертори доаѓаат во конверторите Step-UP (step-up) и Step-Down (step-down). Се разбира, ме интересираше второто. Можете да видите што се случило на сликата погоре. Колата на конверторот беа внимателно прецртани од мене од листот со податоци :-) Да почнеме со конверторот Step-Down:

Како што можете да видите, ништо незгодно. Отпорниците R3 и R2 формираат делител од кој се отстранува напонот и се доставува до ногата повратни информациимикроциркули MC34063.Соодветно на тоа, со менување на вредностите на овие отпорници, можете да го промените напонот на излезот на конверторот. Отпорникот R1 служи за заштита на микроциркулата од дефект во случај на краток спој. Ако наместо тоа залемете скокач, заштитата ќе се оневозможи и колото може да испушти магичен чад на кој работи целата електроника. :-) Колку е поголем отпорот на овој отпорник, толку помала струја може да испорача конверторот. Со неговиот отпор од 0,3 оми, струјата нема да надмине половина ампер. Патем, сите овие отпорници може да се пресметаат од мојот. Го зедов задавиот готов, но никој не ми забранува сам да го навивам. Главната работа е што ја има потребната струја. Диодата е исто така било која Шотки и исто така за потребната струја. Како последно средство, можете да паралелизирате две диоди со мала моќност. Напоните на кондензаторот не се означени на дијаграмот, тие мора да бидат избрани врз основа на влезниот и излезниот напон. Подобро е да се земе со двојна резерва.
Конверторот Step-UP има мали разлики во своето коло:

Барањата за делови се исти како и за чекор-надолу. Што се однесува до квалитетот на добиениот излезен напон, тој е доста стабилен и брановите се, како што велат, мали. (Не можам сам да кажам за бранувања бидејќи сè уште немам осцилоскоп). Прашања, предлози во коментари.

MC34063 е прилично вообичаен тип на микроконтролер за изградба на конвертори со низок кон висок и од висок до низок напон. Карактеристиките на микроциркулацијата лежат во неговите технички карактеристики и индикатори за изведба. Уредот може добро да се справи со оптоварувањата со прекинувачка струја до 1,5 А, што укажува на широк опсег на негова употреба во различни пулсни конвертори со високи практични карактеристики.

Опис на чипот

Стабилизација и конверзија на напон- Ова е важна функција која се користи во многу уреди. Тоа се сите видови регулирани напојувања, кола за конверзија и висококвалитетни вградени напојувања. Повеќето електроника за широка потрошувачка се дизајнирани специјално на овој MS, бидејќи има високи перформанси и без проблеми прекинува прилично голема струја.

MC34063 има вграден осцилатор, така што за да работи со уредот и да почне да го конвертира напонот на различни нивоа, доволно е да се обезбеди почетна пристрасност со поврзување на кондензатор од 470 pF. Овој контролер е многу популарнамеѓу голем број радио аматери. Чипот работи добро во многу кола. И има едноставна топологија и едноставна технички уред, можете лесно да го разберете принципот на неговото функционирање.

Типично коло за поврзување се состои од следниве компоненти:

• 3 отпорници;
• диода;
• 3 кондензатори;
• индуктивност.

Со оглед на колото за намалување на напонот или негово стабилизирање, можете да видите дека е опремено со длабока повратна информација и прилично моќен излезен транзистор, кој поминува напон низ себе во директна струја.

Прекинувачко коло за намалување и стабилизација на напонот

Од дијаграмот може да се види дека струјата во излезниот транзистор е ограничена со отпорникот R1, а компонентата за тајминг за поставување на потребната фреквенција на конверзија е кондензаторот C2. Индуктивноста L1 акумулира енергија кога транзисторот е отворен, а кога е затворен, се испушта преку диодата до излезниот кондензатор. Коефициентот на конверзија зависи од односот на отпорите на отпорниците R3 и R2.

Стабилизаторот PWM работи во пулсен режим:

Кога ќе се вклучи биполарен транзистор, индуктивноста добива енергија, која потоа се акумулира во излезната капацитивност. Овој циклус се повторува постојано, обезбедувајќи стабилно ниво на излез. Под услов да има напон од 25V на влезот на микроциркулацијата, на неговиот излез ќе биде 5V со максимална излезна струја до 500mA.

Напонот може да се зголемисо менување на видот на односот на отпорот во колото за повратна врска поврзано со влезот. Се користи и како диода за празнење за време на дејството на задниот EMF акумулиран во серпентина во моментот на неговото полнење со отворен транзистор.

Користејќи ја оваа шема во пракса, можно е да се произведуваат високо ефикаснибак конвертор. Во овој случај, микроциркулата не троши вишок енергија, која се ослободува кога напонот паѓа на 5 или 3,3 V. Диодата е дизајнирана да обезбеди обратно празнење на индуктивноста на излезниот кондензатор.

Режим за намалување на пулсотнапонот ви овозможува значително да заштедите енергија од батеријата кога поврзувате уреди со мала моќност. На пример, кога се користи конвенционален параметарски стабилизатор, неговото загревање за време на работата бара најмалку 50% од моќноста. Што тогаш можеме да кажеме ако е потребен излезен напон од 3,3 V? Таков извор на намалување со оптоварување од 1 W ќе ги потроши сите 4 W, што е важно кога се развиваат висококвалитетни и сигурни уреди.

Како што покажува практиката на користење на MC34063, просечната загуба на моќност е намалена на најмалку 13%, што стана најважниот поттик за неговата практична имплементација за напојување на сите нисконапонски потрошувачи. И земајќи го предвид принципот на контрола на ширината на пулсот, микроциркулата ќе се загрее незначително. Затоа, не се потребни радијатори за ладење. Просечната ефикасност на таквото коло за конверзија е најмалку 87%.

Регулација на напонна излезот на микроциркутот се изведува поради отпорен делител. Кога ќе ја надмине номиналната вредност за 1,25 V, компораторот го вклучува активирањето и го затвора транзисторот. Овој опис опишува коло за намалување на напонот со излезно ниво од 5V. За да го промените, зголемите или намалите, ќе треба да ги промените параметрите на влезниот делител.

Влезен отпорник се користи за ограничување на струјата на прекинувачот. Пресметано како однос на влезниот напон до отпорноста на отпорникот R1. За да се организира прилагодлив стабилизатор на напон, средната точка на променливиот отпорник е поврзана со пин 5 од микроциркулацијата. Едниот излез е до заедничката жица, а вториот е до напојувањето. Системот за конверзија работи во фреквентен опсег од 100 kHz; ако се промени индуктивноста, може да се смени. Како што се намалува индуктивноста, фреквенцијата на конверзија се зголемува.

Други режими на работа

Покрај режимите на работа на намалување и стабилизација, доста често се користат и режимите за засилување. се разликува по тоа што индуктивноста не е на излезот. Струјата тече низ него во товарот кога клучот е затворен, кој, кога е отклучен, обезбедува негативен напон до долниот терминал на индуктивноста.

Диодата, пак, обезбедува празнење на индуктивноста на товарот во една насока. Затоа, кога прекинувачот е отворен, 12 V од изворот на енергија и максималната струја се генерираат на оптоварување, а кога е затворен на излезниот кондензатор, се зголемува на 28 V. Ефикасноста на колото за засилување е најмалку 83%. Карактеристика на колотокога работи во овој режим, излезниот транзистор се вклучува непречено, што се обезбедува со ограничување на основната струја преку дополнителен отпорник поврзан со пин 8 од MS. Фреквенцијата на часовникот на конверторот е поставена со мал кондензатор, главно 470 pF, додека е 100 kHz.

Излезниот напон се одредува со следнава формула:

Uout=1,25*R3 *(R2+R3)

Користејќи го горенаведеното коло за поврзување на микроколото MC34063A, можете да направите зголемен конвертор на напон кој се напојува од USB на 9, 12 или повеќе волти, во зависност од параметрите на отпорникот R3. За да извршите детална пресметка на карактеристиките на уредот, можете да користите специјален калкулатор. Ако R2 е 2,4 k оми, а R3 е 15 k оми, тогаш колото ќе конвертира 5V во 12V.

MC34063A коло за засилување на напон со надворешен транзистор

Презентираното коло користи транзистор со ефект на поле. Но, имаше грешка во тоа. На биполарниот транзистор потребно е да се смени на некои места К-Е. Подолу е дијаграм од описот. Надворешниот транзистор е избран врз основа на струјата на префрлување и излезната моќност.

Доста често, за напојување на LED извори на светлина, овој конкретен микроспој се користи за да се изгради конвертор за спуштање или чекор нагоре. Високата ефикасност, малата потрошувачка и високата стабилност на излезниот напон се главните предности на имплементацијата на колото. Постојат многу кола за двигатели на LED со различни карактеристики.

Како еден од многуте примери практична применаМожете да го разгледате следниот дијаграм подолу.

Шемата работи на следниов начин:

Кога се применува контролен сигнал, внатрешниот активирач на MS е блокиран и транзисторот е затворен. И струјата на полнење на транзисторот со ефект на поле тече низ диодата. Кога ќе се отстрани контролниот пулс, активирањето оди во втората состојба и го отвора транзисторот, што доведува до празнење на портата VT2. Ова поврзување на два транзистори Обезбедува брзо вклучување и исклучување VT1, што ја намалува веројатноста за загревање поради речиси целосно отсуство на променлива компонента. За да ја пресметате струјата што тече низ LED диодите, можете да користите: I=1,25V/R2.

Полнач за MC34063

Контролерот MC34063 е универзален. Покрај напојувањето, може да се користи и за дизајнирање полнач за телефони со излезен напон од 5V. Подолу е дијаграм на имплементацијата на уредот. Таа принцип на работасе објаснува како во случај на редовна надолна конверзија. Излезната струја на полнење на батеријата е до 1А со маргина од 30%. За да го зголемите, треба да користите надворешен транзистор, на пример, KT817 или кој било друг.