Chip MC34063A / MC33063A-boost (buck) μετατροπέας παλμών χωρίς γαλβανική απομόνωση σε ένα τσιπ

Σήμερα θα εξετάσουμε ένα τόσο υπέροχο μικροκύκλωμα όπως το MC34063 (MC33063), το οποίο είναι ένας ενσωματωμένος μικροελεγκτής ενός μετατροπέα παλμικής τάσης χωρίς γαλβανική απομόνωση και απαιτεί ελάχιστα εξωτερικά εξαρτήματα για την πλήρη λειτουργία αυτού που έχει κατασκευαστεί στη βάση του μικροσκοπικός μετατροπέας DC-DC (buck, boost ή flip).

Σημειώνουμε αμέσως ότι το μέγιστο ρεύμα λειτουργίας για τον ενσωματωμένο διακόπτη ισχύος αυτού του μικροκυκλώματος δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 1,5 αμπέρ και η μέγιστη τάση εισόδου γι 'αυτό δεν είναι μικρότερη από 40 βολτ στο ελάχιστο δυνατό 3,3 V.

Σε αντίθεση με τους γραμμικούς ρυθμιστές της σειράς 78xx, ο μετατροπέας DC-DC μεταγωγής έχει υψηλότερη απόδοση, δεν απαιτεί ψύκτρα και, σχεδιασμένος για συγκεκριμένη ισχύ εξόδου, καταλαμβάνει πολύ λίγο χώρο PCB.

Το τσιπ MC34063 (MC33063) διατίθεται τόσο σε μολύβδινη όσο και σε επίπεδη συσκευασία. Στο φύλλο δεδομένων της εταιρείας ON Ημιαγωγός φαίνεται το ακόλουθο σχηματικό διάγραμμα αυτού του στοιχείου:

Συμπεράσματα 6 και 4 — τροφοδοσία ρεύματος

Τα εσωτερικά λειτουργικά μπλοκ του τσιπ τροφοδοτούνται από συνεχή τάση μέσω των ακροδεκτών 6 και 4. Η τέταρτη ακίδα είναι κοινή (GND), η έκτη ακίδα είναι η θετική τροφοδοσία (Vcc) τόσο για το τσιπ όσο και για ένα μικρό εξωτερικό κύκλωμα που θα συναρμολογημένο γύρω του.

Ευρήματα 3, 4 και 7

Ο ενσωματωμένος ταλαντωτής του μικροκυκλώματος παράγει ορθογώνιους παλμούς με σταθερή συχνότητα, η τιμή των οποίων καθορίζεται από την χωρητικότητα του πυκνωτή που συνδέεται μεταξύ των ακίδων 3 και 4 και η διάρκεια κάθε παλμού εξαρτάται από την τάση στον ακροδέκτη 7 — του έναν αισθητήρα ρεύματος αντίστασης. Μόλις η τάση στον ακροδέκτη 7 φτάσει τα 0,3 V, ολοκληρώνεται ο παλμός τετραγωνικού κύματος ελέγχου μέσα στο μικροκύκλωμα. Επιπλέον, θα γίνει σαφές γιατί συμβαίνει αυτό.

Το συμπέρασμα είναι ότι μεταξύ των ακίδων 6 και 7, σύμφωνα με τις απαιτήσεις της τεκμηρίωσης για αυτό το μικροκύκλωμα, πρέπει να εγκατασταθεί μια εξωτερική αντίσταση περιορισμού ρεύματος. Επιπλέον, η μέγιστη τάση αυτής της αντίστασης καθορίζει το σημείο μέγιστου ρεύματος του εξωτερικού κυκλώματος λειτουργίας σε κάθε επόμενο παλμό.

Σύμφωνα με το νόμο του Ohm, το μέγιστο 1,5 amp ρεύματος στα 0,3 volt (αυτή είναι η βαθμονόμηση μικροκυκλώματος σύμφωνα με το φύλλο δεδομένων) της αντίστασης είναι εφικτή με μια αντίσταση ονομαστικής ισχύος 0,2 ohms. Ωστόσο, χρειάζεται πάντα κάποιο περιθώριο, επομένως καταλαμβάνουν τουλάχιστον 0,25 Ohm — συνήθως τέσσερις αντιστάσεις 1 Ohm παράλληλα σε αυτό το σημείο.

Συμπέρασμα 8

Ο ακροδέκτης 8 είναι ο ανοιχτός συλλέκτης του εσωτερικού τρανζίστορ Q2, ο οποίος κινεί το τρανζίστορ ισχύος Q1, το οποίο έχει σχεδιαστεί για να μεταφέρει την εξωτερική αυτεπαγωγή στο τροφοδοτικό. Το συνολικό τρέχον κέρδος εδώ είναι στην περιοχή των 75.Αυτό σημαίνει ότι ανάλογα με την τοπολογία του σχεδιασμένου μετατροπέα, μπορεί να χρειαστεί μια αντίσταση στον ακροδέκτη 8 για τον περιορισμό του ρεύματος βάσης.

Συμπέρασμα 5

Λόγω της παρουσίας μιας βαθμονομημένης πηγής τάσης αναφοράς 1,25 βολτ ενσωματωμένης στο μικροκύκλωμα, στον σχεδιασμένο μετατροπέα DC-DC οποιασδήποτε τοπολογίας, μπορείτε εύκολα να δημιουργήσετε τον πιο συνηθισμένο βρόχο ανάδρασης τάσης εξόδου. Δηλαδή — να εφαρμοστεί από την έξοδο του μετατροπέα, μέσω ενός ωμικού διαιρέτη, στον πείρο Νο. 5, η αντίστοιχη τάση 1,25 βολτ, που αποτελεί ένα ορισμένο μέρος της απαιτούμενης τάσης εξόδου.

Δεδομένου ότι οι αρχές της κατασκευής μετατροπείς όπως Buck και Boost έχουμε ήδη αναλύσει σε προηγούμενα άρθρα, τώρα δεν θα σταθούμε λεπτομερώς σε αυτές τις αρχές, αλλά θα σημειώσουμε μόνο ότι εκτός από το ίδιο το μικροκύκλωμα, για την κατασκευή ενός μετατροπέα Buck (χαμηλώνοντας) ή Boost (αύξησης) χωρίς γαλβανική απομόνωση του μικροκυκλώματος MC34063 (MC33063), εκτός από το ίδιο το τσιπ, το οποίο χρειαζόμαστε μόνο Δίοδος Schottky τύπου 1N5822 ή 1N5819, ανάλογα με το ρεύμα εξόδου, τσοκ κατάλληλης επαγωγής και κατάλληλου μέγιστου ρεύματος, μερικές αντιστάσεις για παροχή διακλάδωσης 0,25 ohm και για συνολική απαγωγή ισχύος περίπου 1-2 W, πυκνωτής συγχρονισμού 3x και έξοδο φίλτρο πυκνωτή και πυκνωτής στην είσοδο του 6ου σκέλους (ηλεκτρολυτικό).

Δείτε επίσης:Buck Converter — Το μέγεθος των εξαρτημάτων