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文檔簡(jiǎn)介
1、34063由于價(jià)格便宜,開關(guān)峰值電流達(dá)1.5A,電路簡(jiǎn)單且效率滿足一般要求,所以得到廣泛使用。1. MC34063DC/DC變換器控制電路簡(jiǎn)介:MC340631一單片雙極型線性集成電路,專用于直流-直流變換器控制部分。片內(nèi)包含有溫度補(bǔ)償帶隙基準(zhǔn)源、一個(gè)占空比周期控制振蕩器、驅(qū)動(dòng)器和大電流輸出開關(guān),能輸出1.5A的開關(guān)電流。它能使用最少的外接元件構(gòu)成開關(guān)式升壓變換器、降壓式變換器和電源反向器。特點(diǎn):* 能在3.0-40V的輸入電壓下工作* 短路電流限制* 低靜態(tài)電流* 輸出開關(guān)電流可達(dá)1.5A(無外接三極管)* 輸出電壓可調(diào)* 工作振蕩頻率從100Hz到100KHz2. MC3406即腳圖及原理
2、框圖3. MC3406而用電路圖:3.1 MC34063大電流降壓變換器電路圖4降壓變換器(大電流)3.2MC34063大電流升壓變換器電路圖3升壓變換器(大電流)3.3MC34063反向變換器電路圖5反向變換器3.4 MC34063降壓變換器電路TDOpH圖2降壓變換3.5 MC34063升壓變換器電路MC34063電路原理振蕩器通過恒流源對(duì)外接在CT管腳(3腳)上的定時(shí)電容不斷地充電和放電以產(chǎn)生振蕩波形。充電和放電電流都是恒定的,振蕩頻率僅取決于外接定時(shí)電容的容量。與門的C輸入端在振蕩器對(duì)外充電時(shí)為高電平,D輸入端在比較器的輸入電平低于閾值電平時(shí)為高電平。當(dāng)C和D輸入端都變成高電平時(shí)觸發(fā)器
3、被置為高電平,輸出開關(guān)管導(dǎo)通;反之當(dāng)振蕩器在放電期間,C輸入端為低電平,觸發(fā)器被復(fù)位,使得輸出開關(guān)管處于關(guān)閉狀態(tài)。電流限制通過檢測(cè)連接在VCC(即6腳)和7腳之間采樣電阻(Rsc)上的壓降來完成,當(dāng)檢測(cè)到電阻上的電壓降接近超過300mV時(shí),電流限制電路開始工作,這時(shí)通過CT管腳(3腳)對(duì)定時(shí)電容進(jìn)行快速充電以減少充電時(shí)間和輸出開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間,結(jié)果是使得輸出開關(guān)管的關(guān)閉時(shí)間延長(zhǎng)。線性穩(wěn)壓電源效率低,所以通常不適合于大電流或輸入、輸出電壓相差大的情況。開關(guān)電源的效率相對(duì)較高,而且效率不隨輸入電壓的升高而降低,電源通常不需要大散熱器,體積較小,因此在很多應(yīng)用場(chǎng)合成為必然之選。開關(guān)電源按轉(zhuǎn)換方式可分
4、為斬波型、變換器型和電荷泵式,按開關(guān)方式可分為軟開關(guān)和硬開關(guān)。斬波型開關(guān)電源斬波型開關(guān)電源按其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通常可以分為3種:降壓型(Buck)、升壓型(Boost)、升降壓型(Buck-boost)。降壓型開關(guān)電源電路通常如圖1所示。圖1中,T為開關(guān)管,L1為儲(chǔ)能電感,C1為濾波電容,D1為續(xù)流二極管。當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通時(shí),電感被充磁,電感中的電流線性增加,電能轉(zhuǎn)換為磁能存儲(chǔ)在電感中。設(shè)電感的初始電流為iL0,則流過電感的電流與時(shí)間t的關(guān)系為:iLt=iL1+(Vi-Vo-Vs)t/L,Vs為T的導(dǎo)通電壓。當(dāng)T關(guān)斷時(shí),L1通過D1續(xù)流,從而電感的電流線性減小,設(shè)電感的初始電流為iL1,則則流過電感的電流
5、與時(shí)間t的關(guān)系:iLt="iL1-"(Vo+Vf)t/L,Vf為D1的正向飽和電壓。Vo圖1降壓型開關(guān)電源基本電路34063的特殊應(yīng)用擴(kuò)展輸出電流的應(yīng)用DC/DC轉(zhuǎn)換器34063開關(guān)管允許的峰值電流為1.5A,超過這個(gè)值可能會(huì)造成34063永久損壞。由于通過開關(guān)管的電流為梯形波,所以輸出的平均電流和峰值電流間存在一個(gè)差值。如果使用較大的電感,這個(gè)差值就會(huì)比較小,這樣輸出的平均電流就可以做得比較大。例如,輸入電壓為9V,輸出電壓為3.3V,采用220H的電感,輸出平均電流達(dá)到900mA峰值電流為1200mA單純依賴34063內(nèi)部的開關(guān)管實(shí)現(xiàn)比900mAs高的輸出電流不是不可以
6、做到,但可靠性會(huì)受影響要想達(dá)到更大的輸出電流,必須借助外加開關(guān)管。圖2和圖3是外接開關(guān)管降壓電路和升壓電路。升壓型達(dá)林頓及非達(dá)林頓接法圖3采用非達(dá)林頓接法,外接三極管可以達(dá)到飽和,當(dāng)達(dá)到深度飽和時(shí),由于基區(qū)存儲(chǔ)了相當(dāng)?shù)碾姾桑匀龢O管關(guān)斷的延時(shí)就比較長(zhǎng),這就延長(zhǎng)了開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間,影響開關(guān)頻率。達(dá)林頓接法雖然不會(huì)飽和,但開關(guān)導(dǎo)通時(shí)壓降較大,所以效率也會(huì)降低??梢圆捎每癸柡万?qū)動(dòng)技術(shù),圖4所示,此驅(qū)動(dòng)電路可以將Q1的Vce保持在0.7V以上,使其導(dǎo)通在弱飽和狀態(tài)。Da圖4抗飽和驅(qū)動(dòng)電路利用一片34063就可以產(chǎn)生三路電壓輸出,如圖5所示。DJD4MrM1+V0二C2捽VrsvcISWETCAPGML1
7、01*C4Id101C104"vDGND亍C103R103VDGND上F-k>GND5DOC1M1-nV0DHE02:c1JvDGNDDGND圖5輸出3路電壓的34063電路+VO的輸出電壓峰值可達(dá)2倍V_IN,-VO的輸出電壓可達(dá)-V_IN。需要注意的是,3路的峰值電路不能超過1.5A,同時(shí)兩路附加電源的輸出功率和必須小于V_IN-I(1-D),其中I為主輸出的電流,D為占空比。在此兩路輸出電流不大的情況下,此電路可以很好地降低實(shí)現(xiàn)升壓和負(fù)壓電源的成本。具有關(guān)斷功能的34063電路34063本身不具有關(guān)斷功能,但可以利用它的過流飽和功能,增加幾個(gè)器件就可以實(shí)現(xiàn)關(guān)斷功能,同時(shí)還
8、可以實(shí)現(xiàn)延時(shí)啟動(dòng)。圖6是具有關(guān)斷功能的34063電路,R4取510Q,R6取3.9kQ。當(dāng)控制端加一個(gè)高電平,則34063的輸出就變成0V,同時(shí)不影響它的過流保護(hù)功能的正常工作。將此電路稍加改動(dòng),就可以得到具有延時(shí)啟動(dòng)功能的34063電路,如圖7所示。取C11為1仙F,R10為510Q,就可以達(dá)到200500ms的啟動(dòng)延時(shí)(延時(shí)時(shí)間和輸入電壓有關(guān))。這個(gè)電路的缺點(diǎn)就是當(dāng)峰值電流過流時(shí)無法起到保護(hù)作用,只能對(duì)平均電流過流起保護(hù)作用。恒流恒壓充電電路恒壓恒流充電電路如圖8所示,可用于給蓄電池進(jìn)行充電,先以500mAfe流恒流充電,充到13.8V后變?yōu)楹銐撼潆姡潆婋娏髦饾u減小。34063的局限性由
9、34063構(gòu)成的開關(guān)電源雖然價(jià)格便宜、應(yīng)用廣泛,但它的局限性也是顯而易見的。主要有以下(1)效率偏低。對(duì)于降壓應(yīng)用,效率一般只有70批右,輸出電壓低時(shí)效率更低。這就使它不能用在某些對(duì)功耗要求嚴(yán)格的場(chǎng)合,比如US班供電源的應(yīng)用。(2)占空比范圍偏小,約在15%-80%這就限制了它的動(dòng)態(tài)范圍,某些輸入電壓變化較大的應(yīng)用場(chǎng)合則不適用。(3)由于采用開環(huán)誤差放大,所以占空比不能鎖定,這給電路參數(shù)的選擇帶來麻煩,電感量和電容量不得不數(shù)倍于理論計(jì)算值,才能達(dá)到預(yù)期的效果。雖然34063有許多缺點(diǎn),但對(duì)產(chǎn)品利潤(rùn)空間十分有限的制造商來說,它還是設(shè)計(jì)開關(guān)電源的很好選擇。具有關(guān)斷功能的34063電路具有延時(shí)啟動(dòng)功
10、能的34063電路圖7恒壓恒流充電電路OCISWCPKS*EVCCTCAPCOUPCNOUCJ4M3Ui現(xiàn)>T3Q需HI器件選擇要點(diǎn)(1)只如果外接開關(guān)管,最好選擇開關(guān)三極管或功率MOSt,注意耐壓和功耗。(2)如果開關(guān)頻率很高,電感可選用多線并繞的,以降低趨膚效應(yīng)的影響。(3)續(xù)流二極管一般選恢復(fù)時(shí)間短、正向?qū)妷盒〉男ぬ鼗O管,但要注意耐壓。如果輸出電壓很小(零點(diǎn)幾伏),就必須使用MOSff續(xù)流。輸出濾波電容一般使用高頻電容,可減小輸出紋波同時(shí)降低電容的溫開。在取樣電路的上臂電阻并一個(gè)0.11pf電容,可以改善瞬態(tài)響應(yīng)。PCBfl?局和布線的要點(diǎn)開關(guān)導(dǎo)通和關(guān)斷都存在一個(gè)電流環(huán)路,
11、這兩個(gè)環(huán)路都是高頻、大電流的環(huán)路,所以在布局和布線時(shí)都要將此二環(huán)路面積設(shè)計(jì)得最小。用于反饋的取樣電壓要從輸出電容上引出,并注意芯片或開關(guān)管的散熱。典型應(yīng)用:圖二是進(jìn)行降壓式的DC-DC轉(zhuǎn)換應(yīng)用。其輸出電壓值可通過改變R4、R5電阻值來進(jìn)行調(diào)整,其輸出電壓符合以下公式:Vout=(1+R4/R5)*1.25V電路中限流電阻取值為0.15因此輸入電流被限流在0.3V/0.15Q=2A改變限流電阻即可改變限流值。(注:下同)R4、R5電阻值來進(jìn)行調(diào)整,其輸出電壓符合以R2、R3電阻值來進(jìn)行調(diào)整,其輸出電壓符合以下公圖三是進(jìn)行升壓式的DC-DC轉(zhuǎn)換應(yīng)用。其輸出電壓值也是通過改變下公式:Vout=(1+
12、R4/R5)*1.25V圖四是反轉(zhuǎn)式的DC-DC轉(zhuǎn)換應(yīng)用。其輸出電壓值也是通過改變式:Vout=(1+R3/R2)*1.25V電路中限流電阻取值為0.3因此輸入電流被限流在0.3V/0.3Q=1A電路中限流電阻取值為0.3因此輸入電流被限流在0.3V/0.3Q=1A+15V300mA+5V一VD11N5819C2十470ii/25V=LI50uHR303RVITIPI-12RI3k-J-Cl470PscDRISE1PKTOvccGtWFB76R2100RN1MC340630k110k圖三34063用于升壓電路I+525VR1仆3R+T47(hi/35VR3|3k-rTik-5V/1A圖四340
13、63用于電壓反轉(zhuǎn)電路MC34063接成標(biāo)準(zhǔn)的DCDC電路1:極性反轉(zhuǎn)。2:升壓。3:降壓。三種典型電路時(shí),外圍元件參數(shù)的自動(dòng)計(jì)算使用方法:只要在左中部框中輸入你想要的參數(shù),然后點(diǎn)擊“進(jìn)行計(jì)算并且刷新電路圖”按鈕,它就可以自動(dòng)給所有相關(guān)的外圍元件參數(shù)和相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電路圖紙,使設(shè)計(jì)口加DC電路實(shí)現(xiàn)智能化Hj效化O關(guān)于警告:如果您輸入的參數(shù)超過了34063的極限,它會(huì)自動(dòng)彈出警告窗口提醒您更改它們。特殊輸入:要設(shè)計(jì)極性反轉(zhuǎn)電路請(qǐng)?jiān)谳斎牖蜉敵鲭妷簲?shù)字的前面加上負(fù)號(hào),比如-5V0這是一種用于DC-DC電源變換的集成電路,應(yīng)用比較廣泛,通用廉價(jià)易購。極性反轉(zhuǎn)效率最高65%,升壓效率最高90%,降壓效率最高
14、80%,變換效率和工作頻率濾波電容等成正比。另外,輸出功率達(dá)不到要求的時(shí)候,比如250300M仰寸,可以通過外接擴(kuò)功率管的方法擴(kuò)大電流,雙極型或MO掣擴(kuò)流管均可,計(jì)算公式和其他參數(shù)及其含義詳見最下部詳細(xì)介紹即可。輸入電壓輸出電壓輸出電流輸出電壓波紋系數(shù)工作頻率VVmAmV(pp)kHz外圍元件標(biāo)稱含義和它們?nèi)≈档挠?jì)算公式:Vout(輸出電壓)=1.25V(1+R27R1)Ct(定時(shí)電容):決定內(nèi)部工作頻率。Ct=0.000004*Ton(工作頻率)Ipk=2*Iomax*T/toffRsc(限流電阻):決定輸出電流。Rsc=0.33/IpkLmin(電感):Lmin=(Vimin-Vces)*Ton/IpkCo(濾波電容):決定輸出電壓波紋系數(shù),CgIo*ton/Vp-p(波紋系數(shù))固定值參數(shù):Vces=1.0Vton/toff=(Vo+VfVimin)/(Vimin-Vces)Vimin:輸入電壓不穩(wěn)定時(shí)的最小Vf=1.2V快速開關(guān)二極管正向壓降其他手冊(cè)參數(shù):參數(shù)名稱符號(hào)單位MC34063(美國(guó)CW34063(國(guó)產(chǎn))MC33063MotorolaMotorola公司)公司輸入電壓VinV2.540V2.540V2
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