Dc на mc34063 із польовим транзистором. Перетворювач напруги на MC34063 Осцилограми роботи в різних точках схеми перетворювача, що підвищує

Розглянемо типову схему конвертера, що підвищує DC/DC, на мікросхемах 34063:

Висновки мікросхеми:

1. SWC(switch collector) - колектор вихідного транзистора
2. SWE(switch emitter) - емітер вихідного транзистора
3. Tc(timing capacitor) — вхід для підключення конденсатора, що задає час.
4. GND- Земля
5. CII(Comparator inverting input) - інвертуючий вхід компаратора
6. Vcc- живлення
7. Ipk- Вхід схеми обмеження максимального струму
8. DRC(driver collector) - колектор драйвера вихідного транзистора (як драйвер вихідного транзистора також використовується біполярний транзистор)

Елементи:

L 1- Накопичувальний дросель. Це, загалом, елемент перетворення енергії.

З 1— конденсатор, що задає час, він визначає частоту перетворення. Максимальна частота перетворення мікросхем 34063 становить близько 100 кГц.

R 2 , R 1- Дільник напруги для схеми компаратора. На неінвертуючий вхід компаратора подається напруга 1,25 від внутрішнього регулятора, а на вхід, що інвертує, - з дільника напруги. Коли напруга з дільника стає рівною напрузі від внутрішнього регулятора - компаратор перемикає вихідний транзистор.

C 2 , С 3— відповідно, вихідний та вхідний фільтри. Місткість вихідного фільтра визначає величину пульсацій вихідної напруги. Якщо в процесі розрахунків виходить, що для заданої величини пульсацій потрібна дуже велика ємність, можна зробити розрахунок для більших пульсацій, а потім використовувати додатковий LC-фільтр. Ємність З 3 зазвичай беруть 100...470 мкФ.

R sc- Токочутливий резистор. Він необхідний схеми обмеження струму. Максимальний струм вихідного транзистора для MC34063=1.5А, для AP34063=1.6А. Якщо піковий струм, що перемикається, перевищуватиме ці значення, то мікросхема може згоріти. Якщо точно відомо, що піковий струм навіть близько не підходить до максимальних значень, цей резистор можна не ставити.

R 3- Резистор, що обмежує струм драйвера вихідного транзистора (максимум 100 мА). Зазвичай береться 180, 200 Ом.

Порядок розрахунку:

1. Вибирають номінальні вхідні та вихідні напруги: V in, V outта максимальний вихідний струм I out.
2. 2) Вибирають мінімальну вхідну напругу V in (min)та мінімальну робочу частоту f minпри вибраних V inі I out.
3. Розраховують значення (t on +t off) maxза формулою (t on +t off) max =1/f min, t on(max)- Максимальний час, коли вихідний транзистор відкритий, t off(max)- Максимальний час, коли вихідний транзистор закритий.
4. Розраховують ставлення t on /t offза формулою t on /t off = (V out +V F -V in (min)) / (V in (min) -V sat), де V F- Падіння напруги на вихідному фільтрі, V sat- Падіння напруги на вихідному транзисторі (коли він знаходиться у повністю відкритому стані) при заданому струмі. V satвизначається за графіками, наведеними у документації на мікросхему (або на транзистор, якщо схема із зовнішнім транзистором). З формули видно, що чим більше V in, V outі чим більше вони відрізняються один від одного — тим менший вплив на кінцевий результат надають V Fі V sat, так що якщо вам не потрібен суперточний розрахунок, то я б порадив, вже при V in (min)=6-7, сміливо брати V F=0, V sat= 1,2 (звичайний, середній біполярний танзистор) і не морочитися.
5. Знаючи t on /t offі (t on +t off) maxвирішують систему рівнянь та знаходять t on(max).
6. Знаходять ємність конденсатора, що задає час. З 1за формулою: C 1 = 4.5 * 10 -5 * t on (max).
7. Знаходять піковий струм через вихідний транзистор: I PK(switch) =2*I out *(1+t on /t off). Якщо він вийшов більший за максимальний струм вихідного транзистора (1.5 …1.6 А), то перетворювач з такими параметрами неможливий. Потрібно або перерахувати схему на менший вихідний струм ( I out), або використовувати схему із зовнішнім транзистором.
8. Розраховують R scза формулою: R sc =0,3/I PK(switch).
9. Розраховують мінімальну ємність вихідного конденсатора фільтра:
10. 2 =I out *t on(max) /V ripple(p-p), де V ripple(p-p)- Максимальна величина пульсацій вихідної напруги. Різні виробники рекомендують множити отримане значення на коефіцієнт від 1 до 9. Береться максимальна ємність із найближчих до розрахункового стандартних значень.
11. Розраховують мінімальну індуктивність дроселя:

    L 1(min) =t on(max) *(V in(min) -V sat)/I PK(switch). Якщо виходять занадто великі C 2 і L 1 можна спробувати підвищити частоту перетворення і повторити розрахунок. Чим вище частота перетворення — тим нижча мінімальна ємність вихідного конденсатора та мінімальна індуктивність дроселя.

12. Опір дільника розраховуються із співвідношення V out = 1,25 * (1 + R 2 / R 1).

Online-калькулятор для розрахунку перетворювача:

(для правильності розрахунків використовуйте як десяткову точку точку, а не кому)

1) Вихідні дані:

(якщо ви знаєте значення V sat , V f , V ripple(p-p) , то розрахунок буде зроблено для V sat =1.2 У, V f =0 У, V ripple(p-p) =50 мВ)

• 20.09.2014

  Тригер - це уст-во з двома стійкими станами рівноваги, призначені для запису та зберігання інформації. Тригер здатний зберігати 1 біт даних. Умовне позначенняТригер має вигляд прямокутника, всередині якого пишеться буква Т. Зліва до зображення прямокутника підводяться вхідні сигнали. Позначення входів сигналу пишуться на додатковому полі у лівій частині прямокутника. …

• 21.09.2014

  Однотактовий вихідний каскад лампового підсилювачамістить мінімум деталей і простий у складанні та регулюванні. Пентоди у вихідному каскаді можуть використовуватися тільки в ультралінійному включенні, тріодному або звичайному режимах. При тріодному включенні сітка, що екранує, з'єднується з анодом через резистор 100...1000Ом. В ультралінійному включенні каскад охоплений ОС по сітці, що дає зниження …

• 04.05.2015

  На малюнку показано схему простого інфрачервоного пульта і приймача виконавчим елементом якого є реле. Через простоту схеми пульта уст-во може виконувати тільки дві дії, це включити реле і вимкнути його відпустивши кнопку S1, що може бути достатньо для певних цілей (гаражні ворота, відчинення електромагнітного замка та ін.). Налаштування схеми дуже …

• 05.10.2014

  Схема виконана на здвоєному ОУ TL072. На А1.1 зроблено попередній підсилювачз коеф. посилення заданим ставленням R2R3. Регулятор гучності R1. На ОУ А1.2 виконано активний трьох смуговий бруківку регулятор тембру. Регулювання здійснюються змінними резисторами R7R8R9. Коеф. передачі цього вузла 1. Вбрані живлення попереднього УНЧ може бути від ±4В до ±15В.

Цей опус буде про 3-богатир. Чому в богатирях?))) Здавна, богатирі — захисники Батьківщини, люди які «тирили», тобто копили, а не як зараз — «крали», багатство. ). Причому всі три – на одній мікросхемі MC34063 та на одному типі котушки DO5022 індуктивністю 150 мкГн. Застосовуються вони у складі комутатора НВЧ-сигналу на pin-діодах, схема та плата яких наведена наприкінці цієї статті.

Розрахунок понижувального перетворювача (step-down, buck) DC-DC на мікросхемі MC34063

Розрахунок ведеться за типовою методикою "AN920/D" від ON Semiconductor. Cхема електрична принципова перетворювача зображено малюнку 1. Номери елементів схеми відповідають останньому варіанті cхеми (з файлу “Driver of MC34063 3in1 – ver 08.SCH”).

Рис.1 Схема електрична важлива знижуючого (step-down) драйвера.

Висновки мікросхеми:

Висновок 1 SWC(switch collector) - колектор вихідного транзистора

Висновок 2 SWE(switch emitter) - емітер вихідного транзистора

Висновок 3 TС(timing capacitor) — вхід для підключення конденсатора, що задає час.

Висновок 4 GND– земля (з'єднується із загальним проводом понижуючого DC-DC)

Висновок 5 CII(FB) (Comparator inverting input) - інвертуючий вхід компаратора

Висновок 6 VCC- живлення

Висновок 7 Ipk- Вхід схеми обмеження максимального струму

Висновок 8 DRC(driver collector) - колектор драйвера вихідного транзистора (як драйвер вихідного транзистора також використовується біполярний транзистор, з'єднаний за схемою Дарлінгтона, що стоїть всередині мікросхеми).

Елементи:

L 3- дросель. Краще використовувати дросель відкритого типу (не повністю закритий феритом) - серія DO5022T від Сoilkraft або RLB від Bourns, так як такий дросель входить у насичення при більшому струмі, ніж поширені дроселі закритого типу CDRH Sumida. Краще використовувати дроселі більшої індуктивності, ніж отримане розрахункове значення.

З 11— конденсатор, що задає час, він визначає частоту перетворення. Максимальна частота перетворення мікросхем 34063 становить близько 100 кГц.

R 24 , R 21- Дільник напруги для схеми компаратора. На неінвертуючий вхід компаратора подається напруга 1,25В від внутрішнього регулятора, а на вхід, що інвертує, — з дільника напруги. Коли напруга з дільника стає рівною напрузі від внутрішнього регулятора - компаратор перемикає вихідний транзистор.

C 2 , 5 , 8 і 17 , 18— відповідно, вихідний та вхідний фільтри. Місткість вихідного фільтра визначає величину пульсацій вихідної напруги. Якщо в процесі розрахунків виходить, що для заданої величини пульсацій потрібна дуже велика ємність, можна зробити розрахунок для великих пульсацій, а потім використовувати додатковий LC-фільтр. Вхідну ємність зазвичай беруть 100...470 мкФ (рекомендація TI не менше 470 мкФ), вихідну - також беруть 100...470 мкФ (взято 220 мкФ).

R 11-12-13 (R sc)- Токочутливий резистор. Він необхідний схеми обмеження струму. Максимальний струм вихідного транзистора для MC34063=1.5А, для AP34063=1.6А. Якщо піковий струм, що перемикається, перевищуватиме ці значення, то мікросхема може згоріти. Якщо точно відомо, що піковий струм навіть близько не підходить до максимальних значень, цей резистор можна не ставити. Розрахунок ведеться саме на піковий струм (внутрішнього транзистора). При використанні зовнішнього транзистора піковий струм протікає через нього через внутрішній транзистор протікає менший (керуючий) струм.

VT 4 – зовнішній біполярний транзистор ставиться в схему, коли розрахунковий піковий струм перевищує 1.5А (при великому вихідному струмі). Інакше перегрів мікросхеми може призвести до виходу з ладу. Робочий режим (струм бази транзистора) R 26 , R 28 .

VD 2 – діод Шоттки або ультрашвидкий (ultrafast) діод на напругу (пряму та зворотну) не менше 2U вих

Порядок розрахунку:

• Вибирають номінальні вхідні та вихідні напруги: V in, V outта максимальний

вихідний струм I out.

У нашій схемі V in = 24В, V out = 5В, I out = 500мА(максимально 750 мА)

• Вибирають мінімальну вхідну напругу V in (min)та мінімальну робочу частоту f minпри вибраних V inі I out.

У нашій схемі V in (min) = 20В (по ТЗ),обираємо f min = 50 кГц

3) Розраховують значення (t on +t off) maxза формулою (t on +t off) max =1/f min, t on(max)- Максимальний час, коли вихідний транзистор відкритий, t off(max)- Максимальний час, коли вихідний транзистор закритий.

(t on +t off) max = 1/f min = 1/50кГц=0.02 мС=20 мкС

Розраховують ставлення t on /t offза формулою t on /t off = (V out +V F)/(V in (min) -V sat -V out), де V F- Падіння напруги на діоді (forward -пряме падіння напруги), V sat- Падіння напруги на вихідному транзисторі, коли він знаходиться у повністю відкритому стані (saturation - напруга насичення) при заданому струмі. V satвизначається за графіками або таблицями, наведеними у документації. З формули видно, що чим більше V in, V outі чим більше вони відрізняються один від одного — тим менший вплив на кінцевий результат надають V Fі V sat.

(t on /t off) max =(V out +V F)/(V in (min) -V sat -V out)=(5+0.8)/(20-0.8-5)=5.8/14.2=0.408

4) Знаючи t on /t offі (t on +t off) maxвирішують систему рівнянь та знаходять t on(max).

t off = (t on + t off) max / ((t on / t off) max +1) = 20мкС/(0.408+1)=14.2 мкС

t on (max) =20- t off= 20-14.2 мкс = 5.8 мкс

5) Знаходять ємність конденсатора, що задає час. З 11 (Ct) за формулою:

C 11 = 4.5 * 10 -5 * t on (max).

C 11 = 4.5*10 -5 * t on (max) = 4.5 * 10 - 5 * 5.8 мкС = 261pF(це min значення) , беремо 680pF

Чим менша ємність, тим більша частота. Місткості 680pF відповідає частота 14КГц

6) Знаходять піковий струм через вихідний транзистор: I PK(switch) =2*I out. Якщо він вийшов більший за максимальний струм вихідного транзистора (1.5 …1.6 А), то перетворювач з такими параметрами неможливий. Потрібно або перерахувати схему на менший вихідний струм ( I out), або використовувати схему із зовнішнім транзистором.

I PK (switch) = 2 * I out = 2 * 0.5 = 1A(для максимального значеннявихідного струму 750ма I PK(switch) = 1.4А)

7) Розраховують R scза формулою: R sc =0,3/I PK(switch).

R sc =0,3/I PK(switch) =0.3/1=0.3 Ом,паралельно з'єднуємо 3 резистори ( R 11-12-13) по 1 Ом

8) Розраховують мінімальну ємність конденсатора вихідного фільтра: З 17 =I PK(switch) *(t on +t off) max /8V ripple(p-p), де V ripple(p-p)- Максимальна величина пульсацій вихідної напруги. Береться максимальна ємність із найближчих до розрахункового стандартних значень.

З 17 =I PK (switch) *(t on+ t off) max/8 V ripple (p — p) = 1 * 14.2 мкС / 8 * 50 мВ = 50 мкф, беремо 220 мкф

9) Розраховують мінімальну індуктивність дроселя:

L 1(min) = t on (max) *(V in (min) — V sat— V out)/ I PK (switch) . Якщо виходять занадто великі C 17 і L 1 можна спробувати підвищити частоту перетворення і повторити розрахунок. Чим вище частота перетворення — тим нижча мінімальна ємність вихідного конденсатора та мінімальна індуктивність дроселя.

L 1(min) =t on(max) *(V in(min) -V sat -V out)/I PK(switch) =5.8мкС *(20-0.8-5)/1=82.3 мкГн

Це мінімальна індуктивність. Для мікросхеми MC34063 дросель слід вибирати із явно більшим значенням індуктивності, ніж розрахункове значення. Вибираємо L=150мкГн фірми CoilKraft DO5022.

10) Опір дільника розраховуються із співвідношення V out = 1,25 * (1 + R 24 / R 21). Ці резистори повинні бути не менше ніж 30 Ом.

Для V out =5В беремо R 24 =3.6К тодіR 21 =1.2К

Онлайн розрахунок http://uiut.org/master/mc34063/ показує правильність розрахованих значень (крім Сt=С11):

Також є інший онлайн розрахунок http://radiohlam.ru/teory/stepdown34063.htm, який також показує правильність розрахованих значень.

12) За умовами розрахунку п.7 піковий струм 1А (Макс 1.4А) знаходиться біля максимального струму транзистора (1.5 …1.6 А) Бажано поставити зовнішній транзистор вже при піковому струмі 1А, щоб уникнути перегріву мікросхеми. Це й зроблено. Вибираємо транзистор VT4 MJD45 (PNP-тип) з коефіцієнтом передачі струму 40 (h21е бажано взяти максимально можливим, тому що транзистор працює в режимі насичення та на ньому падає напруга порядку =0.8В). Деякі виробники транзисторів вказують у заголовку даташита про мале значення напруги насичення Usat порядку 1В, на яке треба орієнтуватися.

Розрахуємо опори резисторів R26 та R28 у ланцюгах обраного транзистора VT4.

Струм бази транзистора VT4: Iб = I PK (switch) / h 21 е . Iб = 1/40 = 25мА

Резистор у ланцюзі БЕ: R 26 =10*h21е/ I PK (switch) . R 26 = 10 * 40/1 = 400 Ом (беремо R 26 = 160 Ом)

Струм через резистор R 26: I RBE = V BE / R 26 = 0.8/160 = 5мА

Резистор у ланцюгу бази: R 28 =(Vin(min)-Vsat(driver)-V RSC -V BEQ 1)/(I B +I RBE)

R 28 =(20-0.8-0.1-0.8)/(25+5)=610 Ом, можна взяти менше 160 Ом (однотипний з R 26 , так як вбудований транзистор Дарлінгтон може забезпечити більший струмдля меншого резистора.

13) Розрахуємо елементи снаббера R 32, C 16. (див. розрахунок підвищуючої схеми та схему нижче).

14) Розрахуємо елементи вихідного фільтра L 5 , R 37, C 24 (Г.Oтт "Методи придушення шумів і перешкод в електронних системах" стор.120-121).

Вибрав - котушку L5 = 150мкГн (однотипний дросель з активним резистивним опором Rдрос = 0.25 ом) і С24 = 47мкФ (у схемі вказано більше значення 100 мкФ)

Розрахуємо декремент загасання фільтра кси =((R+Rдросс)/2)* корінь(С/L)

R=R37 ставиться коли декремент загасання менше 0.6, щоб усунути викид відносної АЧХ фільтра (резонанс фільтра). Інакше фільтр на цій частоті зрізу посилюватиме коливання, а не послаблюватиме.

Без R37: Ксі = 0.25 / 2 * (корінь 47 / 150) = 0.07 - буде підйом АЧХ до +20дб, що погано, тому ставимо R = R37 = 2.2 Ом, тоді:

C R37: Ксі = (1 +2.2) / 2 * (корінь 47/150) = 0.646 - при кси 0.5 і більше спад АЧХ (ті немає резонансу).

Резонансна частота фільтра (частота зрізу) Fср=1/(2*пі*L*C), повинна лежати нижче за частоти перетворення мікросхеми (ти фільтрувати ці високі частоти 10-100кГц). Для зазначених значень L і отримаємо Fср=1896 Гц, що менше частот роботи перетворювача 10-100кГц. Опір R37 більше кількох Ом підвищувати не можна, тому на ньому впаде напруга (при струмі навантаження 500мА і R37=2.2 Ом падіння напруги складе Ur37=I*R=0.5*2.2=1.1В).

Усі елементи схеми вибрано для поверхневого монтажу

Осцилограми роботи в різних точках схеми знижувального перетворювача:

15) а) Осцилограми без навантаження ( Uвх = 24в, Uвих = +5В):

Напруга +5В на виході перетворювача (на конденсаторі С18) без навантаження

Сигнал на колекторі транзистора VT4 має частоту 30-40Гц, без навантаження, схема споживає близько 4 мА без навантаження

Управляючі сигнали на вив.1 мікросхеми (нижній) та на базі транзистора VT4 (верхній) без навантаження

б) Осцилограми під навантаженням(Uвх = 24в, Uвых = +5В), при частотоздатній ємності c11 = 680pF. Змінюємо навантаження шляхом зменшення опору резистора (3 осцилограми нижче). Вихідний струм стабілізатора при цьому збільшується, як і вхідний.

Навантаження - 3 резистора 68 ом паралельно ( 221 мА) Вхідний струм – 70мА

Жовтий промінь - сигнал на базі транзистора (керуючий) Синій промінь - сигнал на колекторі транзистора (вихідний) Навантаження - 5 резисторів 68 ом паралельно ( 367 мА) Вхідний струм – 110мА

Жовтий промінь - сигнал на базі транзистора (керуючий) Синій промінь - сигнал на колекторі транзистора (вихідний) Навантаження - 1 резистор 10 ом ( 500 мА) Вхідний струм – 150мА

Висновок: залежно від навантаження змінюється частота проходження імпульсів, при більшому навантаженні – частота збільшується, далі паузи (+5В) між фазою накопичення та віддачі – пропадають, залишаються тільки прямокутні імпульси – стабілізатор працює “на межі” своїх можливостей. Це також видно по осцилограмі нижче, коли напруга “пили” має викиди – стабілізатор входить до режиму обмеження струму.

в) Напруга на частотоздатній ємності c11=680pF при максимальному навантаженні 500мА

Жовтий промінь - сигнал ємності (керуюча пилка) Синій промінь - сигнал на колекторі транзистора (вихідний) Навантаження - 1 резистор 10 ом ( 500 мА) Вхідний струм – 150мА

г) Пульсації напруги на виході стабілізатора (С18) при максимальному навантаженні 500мА

Жовтий промінь - сигнал пульсацій на виході (с18) Навантаження - 1 резистор 10 ом ( 500 мА)

Пульсації напруги на виході LC(R)-фільтра (с24) при максимальному навантаженні 500мА

Жовтий промінь - сигнал пульсацій на виході LC(R)-фільтра (с24) Навантаження - 1 резистор 10 ом ( 500 мА)

Висновок: розмах напруг пульсацій від піку до піку зменшився з 300 до 150мВ.

д) Осцилограма загасаючих коливань без снаббера:

Синій промінь - на діоді без снаббера (видна вставка імпульсу з часом не рівним періоду, тому що це не ШИМ, а ЧИМ)

Осцилограма загасаючих коливань без снаббера (збільшено):

Розрахунок підвищуючого перетворювача (step-up, boost) DC-DC на мікросхемі MC34063

http://uiut.org/master/mc34063/ . Для драйвера, що підвищує, він в основному аналогічний розрахунку понижуючого драйвера, тому йому можна вірити. Схема при онлайн-розрахунку автоматично змінюється на типову схему з AN920/D Вхідні дані, результати розрахунку і сама типова схема представлені нижче.

- польовий N-канальний транзистор VT7 IRFR220N. Підвищує здатність навантаження мікросхеми, дозволяє швидко перемикатися. Підбирають по:Електрична схема підвищуючого перетворювача зображена малюнку 2. Номери елементів схеми відповідають останньому варіанті cхеми (з файлу “Driver of MC34063 3in1 – ver 08.SCH”). У схемі є елементи, яких немає на типовій схемі онлайн-розрахунку. Це такі елементи:

• Максимальній напрузі сток-витік V DSS =200В, тк висока напруга на виході +94В
• Малого падіння напруги каналу R DS(on) max =0.6Oм.Чим менший опір каналу, тим менші втрати на нагрівання і вищий ккд.
• Малої ємності (вхідний), яка визначає заряд затвора Qg (Total Gate Charge)та малий вхідний струм затвора. Для цього транзистора I= Qg *Fsw= 15нКл*50 КГц = 750мкА.
• Максимальний струм стоку I d=5А, ТК імпульсний струм Ipk = 812 mA при вихідному струмі 100мА

- елементи дільника напруги R30, R31 і R33 (знижує напругу для затвора VT7, яка повинна бути не більшою за V GS =20В)

- Елементи розряду вхідної ємності VT7 - R34, VD3, VT6 при перемиканні транзистора VT7 в закритий стан. Зменшує час спаду на затворі VT7 з 400 нС (не показано) до 50 нС (осцилограма з часом спаду 50 нС). Лог 0 на вив.2 мікросхеми відкриває PNP-транзистор VT6 і вхідна ємність затвора розряджається через перехід КЕ VT6 (швидше, ніж просто через резистор R33, R34).

- котушка L при розрахунку виходить дуже великий, обраний менший номінал L = L4 (рис.2) = 150мкГн

- Елементи снаббера С21, R36.

Розрахунок снаббера:

Звідси 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) = 5.1КОм

Розмір ємності снаббера зазвичай є компромісним рішенням, оскільки, з одного боку, що більше ємність — то краще згладжування ( менше числоколивань), з іншого боку, кожен цикл ємність перезаряджається і розсіює через резистор частину корисної енергії, що позначається на ККД (зазвичай нормально розрахований снаббер знижує ККД дуже незначно, в межах пари відсотків).

Шляхом постановки змінного резистора, визначили точніше опір R=1 K

Рис.2 Схема електрична принципова підвищує (step-up, boost) драйвера.

Осцилограми роботи в різних точках схеми перетворювача, що підвищує:

а) Напруга у різних точках без навантаження:

Напруга на виході - 94В без навантаження

Напруга на затворі без навантаження

Напруга на стоку без навантаження

б) напруга на затворі (жовтий промінь) і стоку (синій промінь) транзистора VT7:

на затворі і стоку під навантаженням змінюється частота з 11кГц(90мкс) до 20кГц(50мкс) — це не ШИМ, а ЧИМ

на затворі і стоку під навантаженням без снаббера (розтягнуто — 1 період коливання)

на затворі та на стоку під навантаженням зі снаббером

в) передній і задній фронт напруга вив.2 (жовтий промінь) та на затворі (синій промінь) VT7, пила вив.3:

синій - час наростання 450 нс на затворі VT7

Жовтий - час наростання 50 нс на вив 2 мікросхеми синій - час наростання 50 нс на затворі VT7

пила на Ct (вив.3 ІМС) з викидом регулювання F=11k

Розрахунок DC-DC інвертера (step-up/step-down, inverter) на мікросхемі MC34063

Розрахунок також ведеться за типовою методикою "AN920/D" від ON Semiconductor.

Розрахунок можна вести відразу "онлайн" http://uiut.org/master/mc34063/. Для інвертуючого драйвера він переважно аналогічний розрахунку понижуючого драйвера, тому йому можна вірити. Схема при онлайн-розрахунку автоматично змінюється на типову схему з AN920/D Вхідні дані, результати розрахунку і сама типова схема представлені нижче.

— біполярний PNP-транзистор VT7 (підвищує здатність навантаження)Електрична схема інвертируючого перетворювача зображена на малюнку 3. Номери елементів схеми відповідають останньому варіанту cхеми (з файлу “Driver of MC34063 3in1 – ver 08. У схемі є елементи, яких немає на типовій схемі онлайн-розрахунку. Це такі елементи:

- Елементи дільника напруги R27, R29 (задає струм бази і режим роботи VT7),

- Елементи снаббера С15, R35 (пригнічує небажані коливання від дроселя)

Деякі компоненти відрізняються від розрахункових:

• котушка L взята менше за розрахункове значення L=L2 (рис.3)=150мкГн (однотипність усіх котушок)
• вихідна ємність взята менше за розрахункову С0=С19=220мкФ
• частотозадавальний конденсатор взятий С13 = 680пФ, відповідає частоті 14КГц
• резистори дільника R2=R22=3.6К, R1=R25=1.2К (взяті спочатку для вихідної напруги -5В) та остаточні резистори R2=R22=5.1К, R1=R25=1.2К (вихідної напруги -6.5В)

обмежувальний резистор струму взято Rsc - 3 резистора паралельно по 1 Ом (результуючий опір 0.3 Ом)

Рис.3 Схема електрична принципова інвертера (step-up/step-down, inverter).

Осцилограми роботи у різних точках схеми інвертера:

a) при вхідній напрузі +24В без навантаження:

на виході -6.5В без навантаження

на колекторі – накопичення та віддача енергії без навантаження

на вив.1 та базі транзистора без навантаження

на базі та колекторі транзистора без навантаження

пульсації на виході без навантаження

Опубликовано 16.09.2011

Мені потрібно з більш високої напругиотримати 5В (а згодом 3.3В). При цьому потрібно забезпечити економічність, оскільки джерелом живлення був акумулятор і його заряд не нескінченний. Можливості організувати тепловідведення так само не буде, схема буде герметизована. Лінійні стабілізатори напруги, такі як LM7805і їм подібні тут не допоможуть. Необхідний імпульсний перетворювач (DC-DC Converter), тобто. знижуючий Step-Down перетворювач напруги. Переваги імпульсного перетворювача очевидні - висока ефективність, що не вимагає тепловідведення (принаймні, якщо і гріються, то не так сильно як лінійні перетворювачі).
Існує маса спеціалізованих мікросхем, наприклад LM2574, LM2594, LM267х, LT1073, L4971, ST1S03, AS1333, ST1S03, ST1S06, ST1S09, ST1S10, ST1S12 (ST1Sxx- Дуже гідна серія). Вони існують у різних корпусах для різних вихідних напруг та струмів. Вартість таких мікросхем близько 3 євро, проте мені потрібне надійне та не дороге рішення. Мікросхема MC34063- Це те, що нам зараз треба. MC34063дуже поширена, купити можна без проблем. Вартість всього від 0,2 євро! Працює з напругою від 3 до 40 вольт, максимальний струм 1.5А, частота перетворення 100KHz. До речі, з її основі можна зібрати і підвищуючий перетворювач (див. так само “ ”), але зараз ми займемося знижуючим.

Схему взято з документації. У мене не було обмежуючого резистора 0,33 Ом (Rsc), я його прибрав на свій страх та ризик. Діод Шотки поставив що був. Номінали вхідного та вихідного конденсаторів також відрізняються. Для першого тестового варіанта зійде, але краще не економити. Вийшла ось така хустка:

На фото імпульсний понижувальний перетворювач з вихідною напругою 3.3 В. Номінали резисторів R1 = 5,1 КЗм, R2 = 10 КЗм.
Відповідно до документації MC34063максимальний комутований струм 1.5А. Мені не доводилося навантажувати більше 0,2А, тому “практичну стелю” повідомити не можу.
Але за такого навантаження при вхідній напрузі 12В всі елементи схеми залишаються холодними.
Тут можна скористатися формою для розрахунку параметрів схеми: http://www.nomad.ee/micros/mc34063a/index.shtml

Дивись так само:

Мікросхема є універсальним імпульсним перетворювачем, на якому можна реалізовувати понижуючі, що підвищують і інвертують перетворювачі з максимальним внутрішнім струмом до 1,5А.

Нижче до вашої уваги представлена ​​схема понижуючого перетворювача з вихідною напругою 5V та струмом 500mA.

Схема перетворювача MC34063A

Набір деталей

Мікросхема: MC34063A
Конденсатори електролітичні: C2 = 1000мФ/10В; C3 = 100мФ/25В
Конденсатори металоплівкові: C1 = 431пФ; C4 = 0.1мФ
Резистори: R1 = 0.3 ом; R2 = 1к; R3 = 3к
Діод: D1 = 1N5819
Дросель: L1 = 220uH

C1 – ємність частотнозадаючого конденсатора перетворювача.
R1 – резистор, який відключить мікросхему при перевищенні струму.
C2 – конденсатор фільтра. Чим він більший тим менше пульсацій, повинен бути LOW ESR типу.
R1, R2 – дільник напруги, який задає вихідну напругу.
D1 – діод повинен бути надшвидким (ultrafast) або діодом шоттки з допустимою зворотною напругою не менше ніж у 2 рази перевищує вихідну.
Напруга живлення мікросхеми 9 - 15 вольт, а вхідний струм не повинен перевищувати 1.5А

Друкована плата MC34063A

Два варіанти друкованих плат

Тут можна завантажити універсальний калькулятор