MC34063, MC34063A, MC33063A, NCV33063A Инверсные стабилизаторы с переключением

СТАБИЛИЗАТОР НА МИКРОСХЕМЕ МС34063

Мне на просторах интернета попалась схемка автора Ahtoxa с заменой микросхемы КРЕН5 на маленькую платку с МС34063, собранную с небольшими изменениями по даташиту по току до 0,5 А. Дело в том, что иногда бывает необходимость поставить стабилизатор без громоздкого радиатора при большом входном напряжении. И потому такой вариант вполне мог бы быть применим. Известно, что микросхема LM7805 является линейным стабилизатором напряжения,то есть всё лишнее напряжение она высаживает на себе. И при входном напряжении 12 В, она вынуждена обеспечивать на себе падение напряжения в 7 вольт. Умножьте это на ток хотя бы в 100 мА, и получите уже 0.7 Вт лишней рассеиваемой мощности. При чуть больших токах или разнице между входным и выходным напряжениями без большого теплоотвода уже не обойтись.

Простая и регулируемая схемы МС34063

Автор не стал делиться печатной платой, поэтому разработал свой похожий вариант. Скачать его вместе с докуметацией и другими нужными для сборки файлами можно в общем архиве.

Стабилизатор отлично работает. Собирал неоднократно. Правда отличия от даташита не в лучшую сторону. Ограничительный резистор ставить настоятельно рекомендуется. Иначе при наличии на выходе больших емкостей, может вызвать пробой внутри микросхемы. Включение паралельно двух диодов не оправдано. Лучше ставить один по мощнее. Хотя для тока 500 мА и такого с гловой хватит. Для больших токов, желательно ставить внешний транзистор. Хотя микросхема по даташиту и рассчитана на 1,5 А, но рабочий ток больше 500 мА не рекомендуется.

Далее ещё получилось подкорректировать печатку, ток уже можно будет до 1 А поднимать, плюс регулировка выхода. Катушка L1 паяется со стороны печатных проводников.

А вот как регулятор будет выглядеть на платке: дроссель, резистор и SMD конденсатор на этом фото пока не установлены, но в принципе всё удобно и компактно уместилось. Испытания в конечном итоге прошли успешно. Автор материала Igoran.

USB-зарядка на микросхеме МС33063А

Предлагаемое устройство предназначено для подключения в качестве дополнительного модуля к любому источнику с выходным напряжением 9…24 В постоянного тока и обеспечивает выходное постоянное напряжение 5 В при токе нагрузки до 0,5 А. Его удобно использовать в автомобиле, автобусе, яхте, катере или любом ином транспортном средстве с бортовой сетью 12 или 24 В.

Если в вашем распоряжении имеется относительно низковольтный источник напряжения постоянного тока, например аккумуляторная батарея, но по каким-то причинам вы не можете воспользоваться зарядным устройством с питанием от сети 220 В/50 Гц, то для стационарного питания мобильных устройств и пополнения заряда их встроенных литиевых аккумуляторных батарей можно воспользоваться несложным зарядным устройством.

Стабилизатор напряжения +5 В постоянного тока построен на известной интегральной микросхеме MC33063AVP. Функциональный состав этой микросхемы показан на рис.1.

Использованная в конструкции ИМС выполнена в корпусе DIP-8, более эффективно отводящем тепло, чем вариант исполнения этой микросхемы в корпусе SO-8, который предназначен для поверхностного монтажа. Микросхема работоспособна при входном напряжении до 40 В. Максимальный импульсный ток составного выходного интегрального транзистора до 1,5 А.

Принципиальная схема устройства показана на рис.2. Напряжение питания 9…24 В через фильтр C1L1C2, полимерный самовосстанавливающийся предохранитель FU1 и защитный диод Шоттки VD1 поступает на вход микросхемы импульсного стабилизатора напряжения DA1. Конденсаторы С4-С6 сглаживают пульсации входного напряжения.

Конденсатор С7 определяет рабочую частоту преобразователя напряжения, которая в этом устройстве составляет 30…80 кГц, в зависимости от входного напряжения питания и потребляемого подключенной нагрузкой тока. Дроссель L2 накопительный.

Конденсаторы С8-С11 и дроссель L3 сглаживают пульсации выходного напряжения, размах амплитуды которых при максимальном токе нагрузки не превышает 5 мВ на рабочей частоте преобразования. Выходное напряжение определяется соотношением сопротивлений резисторов R2 и R3. Чем больше сопротивление R3, тем будет выше выходное напряжение.

Стабилитроны VD3-VD5 с напряжением стабилизации 5,6 В защищают нагрузку от повреждения высоким выходным напряжением при неисправности ИМС DA1. В случае если составной ключевой транзистор микросхемы будет пробит, выходное напряжение стабилизатора будет стремиться достигнуть по величине входного напряжения, стабилитроны VD3-VD5 откроются и ограничат выходное напряжение на уровне рабочего напряжения стабилитронов.

Ток через эти стабилитроны резко возрастёт, также возрастёт ток и через самовосстанавливающийся предохранитель FU1, предохранитель быстро разогреется и перейдёт в состояние высокого сопротивления, протекающий через него, стабилитроны и нагрузку ток резко снизится. Сверхьяркий светодиод HL1 сигнализирует о наличии выходного напряжения.

Самовосстанавливающийся предохранитель необходим также и для защиты исправной микросхемы от перегрузки, поскольку при некоторых сочетаниях тока нагрузки и входного напряжения стабилизатора встроенная в микросхему защита может оказаться неэффективной.

При входном напряжении импульсного стабилизатора 12 В и потребляемом нагрузкой токе 0,5 А, потребляемый стабилизатором ток составит около 280 мА. Таким образом, КПД преобразователя напряжения составит около 60%. Если бы на месте импульсного стабилизатора был линейный стабилизатор напряжения, то при таких же условиях его КПД оказался бы не более 41%.

Причём с ростом входного напряжения разрыв в КПД между импульсным и линейным стабилизатором будет увеличиваться. Микросхемы серии МС33063 при работе в качестве понижающих преобразователей напряжения не являются лидерами по КПД, одна из причин этого – составной транзистор Дарлингтона в качестве силового ключа. Тем не менее, они дёшевы, компактны, благодаря чему, например, импульсные стабилизаторы на микросхемах серий МС33063 и МС34063 можно встретить в многофункциональных телефонных модемах Zyxel серии Omni 56К, планшетных сканерах Genius ColorPage и др. устройствах.

Конструкция и детали

Вид на монтажную плату устройства показан на фото 1. Монтаж двусторонний навесной. Интегральную микросхему MC33063AVP можно заменить МС34063АР, МС34063АР1, МС33063АР1, КА34063А, IP33063N, IP34063N. Микросхема MC33063AVP отличается от остальных значительно большей термостойкостью – 125°С вместо 70…85″С у остальных.

Для повышения надёжности работы микросхемы к её корпусу необходимо приклеить латунный или медный теплоотвод с площадью охлаждающей поверхности 6… 10 см2 (одна сторона). Приклеить теплоотвод можно с помощью теплопроводящего клея «Алсил», «Радиал», моментальным клеем «Секунда» или аналогичным, способным склеивать металлы, например, БФ.

Диоды с барьером Шоттки 1 N5819 можно заменить на MBRS140T3, MBR150, MBR160, BW10-40. Вместо стабилитронов 1N4734A подойдут BZV55C-5V6, TZMC-5V6. На время проверки работоспособности устройства и его настройки стабилитроны отключают.

Светодиод RL30-CD744D можно заменить любым аналогичным сверхьярким синего или белого свечения. Подойдут и другие светодиоды общего применения.

Конденсаторы С1-СЗ керамические или плёночные на рабочее напряжение не ниже 35 В. Конденсаторы С4, С6 керамические или танталовые (SMD) на рабочее напряжение не менее 25 В. Конденсатор С7 плёночный или керамический. Конденсаторы С8, СЮ танталовые. Конденсатор С11 керамический. Конденсаторы С5, С9 оксидные алюминиевые.

Резистор R1 типа МЛТ, С1 -4, С2-23 или импортный аналог. Остальные резисторы применены малогабаритные для поверхностного монтажа (SMD).

Все дроссели могут быть изготовлены на кольцах из низкочастотного феррита НМ2000 размерами 10x6x5 мм. Дроссель L1 содержит один виток сложенного вдвое многожильного монтажного провода. Дроссель L2 состоит из двух таких колец, склеенных вместе. Он имеет 15 витков литцендра-таПЭВ-1 11×0,13. При наличии достаточного свободного места в корпусе, желательно для этого дросселя применить три склеенных вместе таких кольца. Дроссель L3 содержит 10 витков такого же или одножильного провода ПЭВ-2 0,68.

Полимерный самовосстанавливающийся предохранитель можно заменить на MF-R030, LP60-030.

Устройство в сборе показано на фото. Корпус изготовлен из телефонной розетки 2xRJ11 размерами 58x42x21 мм. В корпусе закреплены: входное гнездо питания XS1 с припаянным к его выводам конденсатором С1; USB-гнез-до XS2 и светодиод HL1. Безошибочно собранный из исправных деталей стабилизатор начинает работать сразу.

При необходимости, подбором сопротивления резистора R3 можно изменить выходное напряжение. Нежелательно увеличивать его более 5,3 В. При настройке стабилизатора на питание нагрузки напряжением +5 В, рекомендуется устанавливать выходное напряжение в пределах 5,05…5,1 В, чтобы компенсировать падение напряжения в соединительных проводах.

Благодаря наличию диода VD1, этот стабилизатор можно подключать к сетевым адаптерам с выходным напряжением переменного тока частотой 50 Гц. Подойдут адаптеры питания с напряжением на вторичной обмотке силового трансформатора 11… 16 В.

Источник: Радиоаматор №4 2014 Автор: Андрей Бутов, с. Курба, Ярославской обл.

MC34063, MC34063A, MC33063A, NCV33063A Инверсные стабилизаторы с переключением

• Статьи

• Усилители мощности
• Светодиоды
• Блоки питания
• Начинающим
• Радиопередатчики
• Разное
• Ремонт
• Шокеры
• Компьютер
• Микроконтроллеры
• Разработки
• Обзоры и тесты
• Обратная связь

• Статьи

• Усилители мощности
• Светодиоды
• Блоки питания
• Начинающим
• Радиопередатчики
• Разное
• Ремонт
• Шокеры
• Компьютер
• Микроконтроллеры
• Разработки
• Обзоры и тесты
• Обратная связь

DC/DC преобразователь на MC33063

Приветствую всех! Эта схема позволяет получить из 5 вольт постоянного напряжения 3 Вольта на выходе. Сама схема:

Рассчитана и получена в программе «UniversalСalculatorMC34063». Получилось на мой взгляд довольно компактно и симпатично. скачать программу можно тут. Взглянем на данные и полученные результаты расчета:

Была нарисована плата в SL6

скчать плату в формте lay а чуть позже частично переделал её под SMD

Вот список задействованных компонентов:

• MC33063 (MC34063 с увеличенным температурным диапазоном)
• C 100uF+
• C 1000uF+ (замена 220uF+)
• С 470pF •L 68uH (замена 2,64uH)
• VD 1N5819 (Шоттки)
• R 3,3k •R 4,7k
• 0R33 три штуки (вместо одного 0R1, он ограничивает выходной ток) •Перемычки, разъем и панелька под MC

Немного о деталях…

• Микросхема MC33063работает при -40.. +85 º С, MC34063 – при 0.. 70 º С, в остальном они идентичны, выбирайте по своим нуждам.
• КПД согласно расчетам в программе составляет около 93%
• Схема низковольтная, поэтому подобрать электролиты не составит труда.
• Катушку лучше взять со значительным запасом по индуктивности, т.к. она может не «потянуть» нагрузку как было в моём случае. С катушкой 3 мкГн схема не вытянула и 200мА, пошла сильная просадка напряжения до 1 Вольта, поэтому лучше подстраховаться. L68мкГн (каковая имелась в наличии) с поставленной задачей справилась. Конечно же, не забываем про рабочий ток катушки…
• Выходной ток источника питания также влияет на просадку нагруженной схемы. Желательно, чтобы он был от 1А и выше
• Схема не защищена от переполюсовки, поэтому не путайте полярность, чтобы последствия такого эксперимента остались для вас вечной загадкой! (На всякий случай смотрим на «сквозную» дорожку через всю плату – это «земля»)
• Катушка, упомянутая ранее, была заменена на более «генристую», но т.к. она в SMD исполнении, то мы впаяли её через «протезы», и для жесткости закрепили термоклеем.

Ну и наконец габариты. Фото вам всё расскажут:

Работу платы можно увидеть на видео…

На этом хотелось закончить, удачи в повторении! Статью подготовил Leshga Bes.

MC34063: схема включения, особенности работы, простые устройства

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:

• Диапазон напряжений, которыми может манипулировать контроллер — от 3 до 40В.
• Максимальный коммутируемый ток на выходе биполярного транзистора — 1,5А.
• Напряжение питания — от 3 до 50В.
• Ток коллектора выходного транзистора — 100мА.
• Максимальная рассеиваемая мощность — 1,25Вт.

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:

• понижающие источники питания;
• повышающие преобразователи;
• зарядные устройства для телефонов;
• драйверы для светодиодов и другие.

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:

• 3 резистора;
• диод;
• 3 конденсатора;
• индуктивность.

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.

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

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

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

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

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

Выводы 6 и 4 — питание

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

Выводы 3, 4 и 7

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

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

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

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

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

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

DC-DC преобразователь на MC34063

Когда перед разработчиком какого либо устройства, встает вопрос «Как получить нужное напряжение?», то обычно ответ прост — линейный стабилизатор. Их несомненный плюс это маленькая стоимость и минимальная обвязка. Но кроме этих достоинств, у них есть недостаток — сильный нагрев. Очень много драгоценной энергии, линейные стабилизаторы превращают в тепло. Поэтому использование таких стабилизаторов, в устройствах с батарейным питанием не желательно. Более экономичными являются DC-DC преобразователи. О них то и пойдёт речь.

О принципах работы уже всё сказано до меня, так что я не буду на этом останавливаться. Скажу лишь что такие преобразователи бывают Step-UP (повышающие) и Step-Down (понижающие). Меня конечно же заинтересовали последние. Что получилось вы можете видеть на рисунке выше. Схемы преобразователей были мной заботливо перерисованы из даташита 🙂 Начнем с Step-Down преобразователя:

Как видите ничего хитрого. Резисторы R3 и R2 образуют делитель с которого снимается напряжение и поступает на ногу обратной связи микросхемы MC34063. Соответственно изменяя номиналы этих резисторов можно менять напряжение на выходе преобразователя. Резистор R1 служит для того чтоб защитить микросхему от выхода из строя в случае короткого замыкания. Если впаять вместо него перемычку то защита будет отключена и схема может испустить волшебный дымок на котором работает вся электроника. 🙂 Чем больше сопротивление этого резистора, тем меньший ток сможет отдать преобразователь. При его сопротивлении 0.3 ома, ток не превысит пол ампера. Кстати все эти резисторы может рассчитать моя программа. Дроссель я брал готовый но ни кто не запрещает его намотать самому. Главное чтоб он был на нужный ток. Диод так же любой Шотки и так же на нужный ток. В крайнем случае можно запараллелить два маломощных диода. Напряжения конденсаторов не указаны на схеме, их нужно выбирать исходя из входного и выходного напряжения. Лучше брать с двойным запасом.
Step-UP преобразователь имеет в своей схеме незначительные отличия:

Требования к деталям, те же что и для Step-Down. Что касается качества получаемого напряжения на выходе,то оно достаточно стабильно и пульсации как говорят — небольшие. (сам на счёт пульсаций не могу сказать так как нет у меня осциллографа пока). Вопросы, предложения в комментарии.

MC34063A описание, схема подключения.

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.

Рекомендуемая литература.

1. Datasheet MC34063A на английском (скачать).
2. Описание работы КР1156ЕУ5 (аналог MC34063A) на русском (cкачать).
3. И.Л. Кольцов «33 схемы на КР1156ЕУ5» (скачать).
4. Документ AN920/D. В данном документе приведены формулы для расчета преобразователей DC-DC на базе микросхемы MC34063. Рассмотрен принцип работы. (скачать).

Общее описание.

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.

Рис. Расположение выводов (pinout) MC34063A

Switch Collector (VT1) Коллектор выходного транзистора.

Switch Emitter (OUT) Эмиттер выходного транзистора.

Timing Capacitor (OSC) Вывод для подключения времязадающего конденсатора.

Ground (Gnd) Общий вывод.

Comparator Inverting Input (CMP) Вход компаратора — инвертирующий .

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.

Важное замечание! Опорное напряжение токового входа микросхемы 34063 различается у разных корпусов, с разбросами от 0,25В до 0,45В. . Стандартные расчеты принимаются для опорного напряжения 0,3В. Таким образом если напряжение на шунте станет выше чем 0.3 вольта, микросхема 34063 отключится. (Например резистор R1=1 Ом, тогда при достижении U=1 Ом*0,3А=0,3В сработает защита по току и микросхема отключится. На практике это означает, что при значении резистора R1=1 Ом выходной ток источника питания будет 0,3А).

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, MC34063A, MC33063A, NCV33063A Инверсные стабилизаторы с переключением

Преобразователь питания на MC34063

Автор: Поляников Игорь aka OldPol
Опубликовано 11.10.2007

Предлагаю вашему вниманию простой, но довольно мощный понижающий ИП.

Целью разработки было создать ИП для питания компьютера в автомобиле. Малогабаритный и с хорошими характеристиками. Простой в изготовлении, используя подручные средства, т.е. элементы от старых РС БП или мамок, от ненужной телефонной зарядки и т.д., и т.п. и возможностью вырезать плату за 20 минут бормашиной, В результате родилась такая схема.

Управляющей микросхемой выбрана МС34063, за дешевизну доступность, удобный тип корпуса и главное наличие некоторого количества их у меня. Но можно было при должном подходе умощнить таким образом, любую микросхему с аналогичными функциями. Работу схемы рассказывать нет смысла, думаю, она очевидна, Остановлюсь только на важных, на мой взгляд, моментах.

Микросхему выпускают множество производителей, в моем распоряжении было три типа, выяснилось, что образец под гордым названием КА34063 склонен возбуждаться, визуально это выражалось в свисте дросселя, хотя свои параметры с незначительным ухудшением конструкция при этом сохраняла. Эффект был устранен установкой по питанию микросхемы дроссель. Это решение не принципиально, можно было обойтись и резистором или еще лучше кренкой вольт на 6-7-8-9.

Цепочка R3-VD1-R4 в базе КТ315, это попытка сэкономить несколько миллиампер, не открывая выходной транзистор микросхемы, используем только предвыходной. Для правильного понимания ситуации смотрите описание на микросхему.

Резистор R5 компромиссный вариант между хорошим фронтом на затворе полевого транзистора и потребляемым током в этой цепи, оптимально 1К. Резистор несколько греется, необходимая мощность 0,5Вт.

Для получения наилучшего КПД, необходимо максимально открыть полевой транзистор, для этого, в этом его включении, требуется подать на затвор импульс амплитудой выше, чем Uпит вольт на 10. Необходимое для этого напряжение снимается с дросселя дополнительной обмоткой. Такой вариант показал несколько лучшие результаты, чем традиционный способ, через емкость с истока полевого транзистора.

Отдельно остановлюсь на том, что с этой схемы, в дополнение к основному Uвых можно получить любые необходимые стабилизированные напряжения любой полярности. Идея заключается в том, что в дросселе DR3 присутствует импульс со стабилизированным действующим значением равным Uвых. Используя это, снимаем необходимые нам напряжения с дросселя вторичными обмотками. Направление намотки важно. Количество витков дополнительной обмотки рассчитывается довольно просто. Например, Uвых 5в, а намотано в основной обмотке, например 10 витков, следовательно, что бы получить 10в, на дополнительной обмотке нужно намотать 20витков.

Преобразователь предназначался, как я ранее говорил для питания компьютера в автомобиле. В одном из зксперементальных вариантов я с него получали 5В и дополнительно 12В 800ма для питания монитора по способу как на схеме >Uвых. Идея себя отлично оправдала. при Uвх от 6 до 29 вольт выходные напряжения оставались неизменными. Но решено было отказаться от такого питания монитора из соображений лишнего тепловыделения преобразователем. Стоит оговориться, что без нагрузки на Uвых идея не работает, в силу того, что микросхема выдает очень короткий импульс, годный только для зарядки выходного электролита до Uвых. Но при нагрузке уже в 0,1А все встает на свои места.

Фильтр по питанию в данный преобразователь сознательно не ставился. Для питания магнитолы монитора и компьютера у меня стоят дополнительный маленький аккумулятор выполняющий роль UPS и развязка с фильтрами на каждое из устройств, ставить еще один фильтр не было смысла.

Параметры схемы:
КПД 89%.
Uвх 6-40В (40в теоретически, реально пробовал до 29В, но не вижу причин схеме не работать и при напряжении до Vcc max микросхемы)
Uвых выбираем исходя из ваших потребностей. Задается делителем на резисторах R1 R2, они должны при вашем Uвых обеспечить на 5й ножке микросхемы 1.25В. И соответственно необходимо подобать число витков на дополнительной обмотке дросселя. Выходной ток, определятся только элементами VT2 VD3 DR3, и подходящим радиатором, для диода и транзистора. Конструкция рассчитывалась на ток нагрузки до 10А., но при экспериментах, в данном варианте преобразователь нагружался и до 20А, прекрасно выдерживал этот ток десятки минут. Правда, с падением КПД на пару процентов. Для долговременной работы с такой нагрузкой как минимум необходимо увеличить размер радиатора для силовых элементов.
Потребляемый ток без нагрузки менее 25мА

Конструкция:
Плата в зеркальном виде под ЛУТ. размер 34Х84 мм.

rcl-radio.ru

Сайт для радиолюбителей

Импульсные регуляторы напряжения MC34063A, MC33063A, NCV33063A

Импульсные регуляторы напряжения MC34063A, MC33063A, NCV33063A — специально разработанные микросхемы для DC-DC преобразователей с минимальным количеством внешних элементов.

Технические параметры

• Диапазон входных напряжений 3…40 В
• Диапазон выходных напряжений 1.25…40 В
• Максимальный выходной ток 1.5 А
• Рабочая частота 33 кГц

На рисунках показаны типовые схемы подключения регуляторов напряжения, повышающий, понижающий и инверсный.

Основные элементы схемы

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.

R4 – 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.

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.

Печатные платы 138 мм х 64 мм

C055117A2.pdf, 22AWG — диаметр провода 0.65мм