MC34063 este un tip destul de comun de microcontroler pentru construirea convertoarelor de tensiune de la mic la mare și de la mare la mic. Caracteristicile cipului se află în specificațiile și performanțele sale. Dispozitivul suportă bine sarcinile cu un curent de comutare de până la 1,5 A, ceea ce indică domeniul său larg de utilizare în diverse convertoare de impulsuri cu caracteristici practice ridicate.
Tabla de conținut:
Cuprins
Descrierea circuitului integrat
Stabilizarea și conversia tensiunii este o funcție importantă care este utilizată în multe dispozitive. Acestea includ tot felul de surse de alimentare reglementate, circuite de conversie și surse de alimentare integrate de înaltă calitate. Majoritatea electronicelor de consum sunt proiectate pe acest MC special, deoarece are caracteristici de înaltă performanță și comută un curent destul de mare fără probleme.
MC34063 are un oscilator încorporat, astfel încât pentru a opera dispozitivul și a începe conversia tensiunii la diferite niveluri, este suficient să furnizați un offset inițial prin conectarea unui condensator cu o capacitate de 470pF. Acest controler este foarte popular printre un număr mare de radioamatori. Cipul funcționează bine în multe circuite. Și având o topologie necomplicată și un dispozitiv tehnic simplu, puteți înțelege cu ușurință principiul funcționării sale.
Ca un PWM de luat în considerare acest controler nu merită luat în considerare, deoarece îi lipsește o componentă importantă — un dispozitiv de corecție a erorilor. Din acest motiv, poate apărea o eroare la ieșirea cipului. Și pentru a elimina eroarea la ieșire se recomandă conectarea cel puțin a unui simplu filtru LC. Acesta este, de asemenea, unul dintre cele mai accesibile din gama de prețuri, astfel încât cele mai multe dispozitive utile sunt proiectate pe acest controler.
Microcircuitul are o mică rezervă de putere, astfel încât în modurile critice poate rezista bine, dar pentru o perioadă scurtă de timp. Prin urmare, atunci când dezvoltați orice dispozitive bazate pe acest PWM ar trebui să selectați cu competență parametrii componentelor și să calculați MC34063 în funcție de modurile de funcționare. Și pentru a facilita procesul de calculare a parametrilor dispozitivelor bazate pe acest circuit integrat, puteți utiliza calculatorul mc34063.
Editorii site-ului vă sfătuiesc să vă familiarizați cu elementele de bază ale ingineriei electrice teoretice pentru începători.
Analogii
Ca orice circuit integrat controler PWM mc34063 are analogi de calitate, dintre care unul este cipul domestic KR1156EU5. Acesta are caracteristici de performanță bune, care vor fi baza pentru dezvoltarea de dispozitive funcționale de înaltă calitate cu capacități utile.
Parametrii microcircuitului
MC34063 este implementat într-un pachet standard DIP-8 cu 8 pini. Componentele de montare pe suprafață sunt de asemenea disponibile fără concurență. Controlerul PWM MC34063 este realizat destul de calitativ, după cum reiese din parametrii considerabili care vă permit să creați dispozitive multifuncționale cu o gamă largă de capabilități. Principalele caracteristici de funcționare includ:
- Gama de tensiuni pe care controlerul le poate manipula este de la 3V la 40V.
- Curentul maxim comutat la ieșirea tranzistorului bipolar este de 1,5A.
- Tensiunea de alimentare — de la 3 la 50V.
- Curentul de colector al tranzistorului de ieșire — 100mA.
- Puterea maximă disipată este de 1,25W.
Alegând acest controler PWM ca bază, vă veți oferi un model practic fiabil, care va oferi posibilitatea de a studia calitativ caracteristicile dispozitivelor de impuls și ale convertoarelor de tensiune.
Cipul este utilizat în multe dispozitive:
- surse de alimentare step-down;
- convertoare step-up;
- încărcătoare pentru telefoane;
- drivere pentru LED-uri și altele.
Schema de comutare tipică
Pentru a porni controlerul este suficient să furnizați câteva condiții, care pot fi realizate având în buzunar o pereche de condensatoare, inductanță, diodă și câteva rezistențe. Schema de cablare a controlerului depinde de cerințele care vor fi puse pe acesta. Dacă este necesar să se facă un stabilizator PWM, care este destul de des folosit în practică. Schema funcționează numai pentru a reduce tensiunea de ieșire, care depinde de raportul rezistențelor incluse în feedback. Tensiunea de ieșire este formată de un divizor în raport de 1:3 și vine la intrarea comparatorului intern.
Un circuit de comutare tipic constă din următoarele componente:
- 3 rezistențe;
- diodă;
- 3 condensatoare;
- inductanță.
Luând în considerare circuitul pentru scăderea sau stabilizarea tensiunii, puteți vedea că acesta este echipat cu o reacție profundă și un tranzistor de ieșire destul de puternic, care trece tensiunea direct prin el însuși.
Schema circuitului de subtensiune și stabilizare
Din schemă putem vedea că curentul din tranzistorul de ieșire este limitat de rezistorul R1, iar componenta de temporizare pentru stabilirea frecvenței de conversie necesare este condensatorul C2. Inductanța L1 stochează energia atunci când tranzistorul este deschis, iar atunci când este închis, aceasta este descărcată prin diodă în condensatorul de ieșire. Raportul de conversie depinde de raportul de rezistență al rezistențelor R3 și R2.
Stabilizatorul PWM funcționează în modul impuls:
Atunci când tranzistorul bipolar se deschide, inductanța câștigă energie, care este apoi stocată în capacitatea de ieșire. Acest ciclu se repetă continuu, asigurând un nivel de ieșire stabil. Presupunând că la intrarea cipului este prezentă o tensiune de 25V, ieșirea acestuia va fi de 5V cu un curent de ieșire maxim de până la 500mA.
Tensiunea poate fi crescută prin schimbarea tipului de raport de rezistență în circuitul de reacție conectat la intrare. De asemenea, este utilizată ca o diodă de descărcare în momentul acțiunii câmpului electromagnetic invers acumulat în bobină în momentul încărcării sale atunci când tranzistorul este deschis.
Aplicând un astfel de circuit în practică, este posibil să se realizeze un convertor coborâtor foarte eficient. În acest caz, cipul nu consumă energie în exces, care este eliberată atunci când tensiunea este redusă la 5 sau 3,3 V. Dioda este proiectată pentru a asigura descărcarea inversă a inductanței la condensatorul de ieșire.
Modul de subtensiune pulsată permite economisirea semnificativă a bateriei la conectarea dispozitivelor cu consum redus. De exemplu, dacă ar fi utilizat un stabilizator parametric convențional, cel puțin 50% din putere ar fi utilizată pentru încălzire în timpul funcționării. Și ce putem spune dacă avem nevoie de o tensiune de ieșire de 3,3 V? O astfel de sursă coborâtoare cu o sarcină de 1 W va consuma toți cei 4 W, ceea ce este important atunci când se dezvoltă dispozitive fiabile și de înaltă calitate.
După cum arată practica aplicării MC34063, rata medie de pierdere a puterii este redusă la cel puțin 13%, ceea ce a devenit cel mai important stimulent pentru implementarea sa practică pentru alimentarea cu energie a tuturor consumatorilor de joasă tensiune. Și luând în considerare principiul de reglare a lățimii impulsurilor, cipul se va încălzi nesemnificativ. Prin urmare, nu vor fi necesare radiatoare pentru răcirea sa. Eficiența medie a unei astfel de scheme de conversie nu este mai mică de 87%.
Reglarea tensiunii la ieșirea cipului este realizată de un divizor rezistiv. Atunci când depășește tensiunea nominală cu 1,25 V, combinatorul comută declanșatorul și închide tranzistorul. Această descriere ia în considerare un circuit reductor cu un nivel de ieșire de 5V. Pentru a-l modifica, crește sau scade, va fi necesar să modificați parametrii divizorului de intrare.
O rezistență de intrare este utilizată pentru a limita curentul cheii de comutare. Aceasta se calculează ca raport între tensiunea de intrare și rezistența rezistorului R1. Pentru a organiza un stabilizator de tensiune reglabil, punctul de mijloc al rezistenței variabile este conectat la pinul 5 al cipului. Un pin la firul comun, iar al doilea la sursa de alimentare. Sistemul de conversie funcționează în banda de frecvență de 100 kHz, atunci când inductanța este modificată, aceasta poate fi modificată. Când inductanța este redusă, frecvența de conversie crește.
Alte moduri de funcționare
În plus față de modurile de funcționare pentru reducere și stabilizare, modul step-up este, de asemenea, destul de des utilizat. Schema de conectare diferă prin faptul că inductanța nu este la ieșire. Curentul trece prin ea în sarcină atunci când cheia este închisă, care, atunci când este deblocată, furnizează o tensiune negativă la borna inferioară a inductanței.
Dioda, la rândul său, asigură că inductanța se descarcă la sarcină într-o singură direcție. Prin urmare, atunci când cheia este deschisă, se formează 12V de la sursa de alimentare și curentul maxim pe sarcină, în timp ce atunci când este închisă, acesta crește la 28V pe condensatorul de ieșire. Eficiența circuitului pe boost este de cel puțin 83%. O caracteristică a circuitului atunci când funcționează în acest mod este conectarea lină a tranzistorului de ieșire, care este asigurată prin limitarea curentului de bază cu ajutorul unui rezistor suplimentar conectat la pinul 8 al MC. Frecvența de ceas a convertorului este stabilită de un condensator mic, în principal 470pF, și este de 100kHz.
Tensiunea de ieșire este determinată de următoarea formulă:
Folosind schema de includere a cipului MC34063A menționată mai sus, puteți realiza un convertor de tensiune crescător cu alimentare de la USB la 9, 12 și mai mulți volți, în funcție de parametrii rezistorului R3. Pentru a face un calcul detaliat al caracteristicilor dispozitivului, puteți utiliza un calculator special. Dacă R2 este de 2,4 kOhm și R3 este de 15 kOhm, circuitul va converti 5V la 12V.
Circuit pe MC34063A de creștere a tensiunii cu un tranzistor extern
În circuitul prezentat, este utilizat un tranzistor cu efect de câmp. Dar există o greșeală în el. Pe tranzistorul bipolar este necesar să se schimbe K-E. Și mai jos este schema din descriere. Tranzistorul extern este selectat pe baza curentului de comutare și a puterii de ieșire.
Driver LED
Destul de des pentru alimentarea surselor de lumină LED, acest cip special este utilizat pentru a construi un convertor pas-jos sau pas-sus. Eficiență ridicată, consum redus și stabilitate ridicată a tensiunii de ieșire — acestea sunt principalele avantaje ale implementării circuitului. Există multe circuite de driver pentru LED-uri cu caracteristici diferite.
Ca unul dintre numeroasele exemple de aplicare practică, poate fi considerat următorul circuit de mai jos.
Circuitul funcționează după cum urmează:
Atunci când este aplicat semnalul de control, declanșatorul MC intern este inhibat și tranzistorul este închis. Iar curentul de încărcare al tranzistorului cu efect de câmp trece prin diodă. Atunci când impulsul de control este eliminat, declanșatorul trece la a doua stare și deschide tranzistorul, ceea ce duce la descărcarea porții VT2. Această includere a celor două tranzistoare asigură pornirea și oprirea rapidă a VT1, ceea ce reduce probabilitatea de încălzire datorită absenței aproape complete a componentei variabile. Pentru a calcula curentul care circulă prin LED-uri, putem utiliza: I=1,25V/R2.
Încărcător pe MC34063
Regulatorul MC34063 este versatil. Cu excepția, surselor de alimentare, acesta poate fi aplicat pentru a proiecta un încărcător pentru telefoane cu o tensiune de ieșire de 5V. Mai jos este o schemă a implementării dispozitivului. Principiul său de funcționare este explicat ca în cazul conversiei convenționale de tip step-down. Curentul de ieșire al încărcării bateriei este de până la 1A cu o rezervă de 30%. Pentru a o crește, este necesar să se utilizeze un tranzistor extern, de exemplu, KT817 sau orice altul.
