Qarku komutues i çipit MC34063. Karikues i fuqishëm i smartfonëve në MC34063A Konvertuesi i tensionit të ndezjes së qetë në mc34063

Më poshtë është një diagram i një konverteri përforcues DC-DC i ndërtuar sipas topologjisë së rritjes, i cili, kur një tension prej 5 ... 13 V aplikohet në hyrje, prodhon një tension të qëndrueshëm prej 19 V në dalje. Kështu, duke përdorur këtë konvertues, mund të merrni 19V nga çdo tension standard: 5V, 9V, 12V. Konvertuesi është projektuar për një rrymë dalëse maksimale prej rreth 0,5 A, ka një madhësi të vogël dhe është shumë i përshtatshëm.

Për të kontrolluar konvertuesin, përdoret një mikroqark i përdorur gjerësisht.

Një MOSFET i fuqishëm n-kanal përdoret si ndërprerës energjie, si zgjidhja më ekonomike për sa i përket efikasitetit. Këta transistorë kanë rezistencë minimale në gjendje dhe, si rezultat, ngrohje minimale (shpërndarja minimale e fuqisë).

Meqenëse mikroqarqet e serisë 34063 nuk janë të përshtatshme për drejtimin e transistorëve me efekt në terren, është më mirë t'i përdorni ato së bashku me drejtues të veçantë (për shembull, me një drejtues gjysmë urë në anën e sipërme) - kjo do t'ju lejojë të merrni fronte më të pjerrëta kur hapja dhe mbyllja e çelësit të rrymës. Sidoqoftë, në mungesë të mikroqarqeve drejtuese, në vend të kësaj mund të përdorni "alternativën e të varfërve": një transistor bipolar pnp me një diodë dhe një rezistencë (në këtë rast, është e mundur, pasi burimi i fushës është i lidhur me një tel të përbashkët) . Kur MOSFET është i ndezur, porta ngarkohet përmes diodës, ndërsa transistori bipolar është i mbyllur, dhe kur MOSFET është i fikur, hapet transistori bipolar dhe porta shkarkohet përmes tij.

Skema:

Detaje:

L1, L2 janë përkatësisht induktorë 35 µH dhe 1 µH. Spiralja L1 mund të mbështillet me një tel të trashë në unazë nga pllaka amë, mjafton të gjesh një unazë më të madhe, sepse induktancat vendase janë vetëm pak mikrohenri dhe mund t'ju duhet ta mbështillni atë në disa shtresa. Marrim spiralen L2 (për filtrin) gati nga motherboard.

C1 - filtri i hyrjes, elektrolit 330 uF / 25V

C2 - kondensator i kohës, qeramike 100 pF

C3 - filtri i daljes, elektrolit 220 uF / 25V

C4, R4 - snubber, vlerësimet 2.7 nF, 10 ohms, përkatësisht. Në shumë raste, ju mund të bëni pa të krejtësisht. Vlerësimet e elementeve snubber varen shumë nga instalimet elektrike specifike. Llogaritja kryhet eksperimentalisht, pas prodhimit të tabelës.

C5 - Filtri i fuqisë Mikruha, qeramike 0.1 uF

http://website/datasheets/pdf-data/2019328/PHILIPS/2PA733.html

Më lindi ideja për të krijuar këtë konvertues pasi bleva një netbook Asus EeePC 701 2G. Të vegjël, të rehatshëm, shumë më të lëvizshëm se laptopët e mëdhenj, në përgjithësi, bukuri dhe asgjë më shumë. Një problem - ju duhet të rimbushni vazhdimisht. Dhe meqenëse i vetmi burim i energjisë që është gjithmonë në dorë është një bateri makine, natyrshëm lindi dëshira për të ngarkuar netbook-un prej saj. Gjatë eksperimenteve, rezultoi se sado të jepni një netbook, ai përsëri nuk do të marrë më shumë se 2 amper, domethënë, nuk nevojitet një rregullator aktual, si në rastin e karikimit të baterive konvencionale. Bukuri, vetë netbook-u do të shkatërrojë sa rrymë për të konsumuar, prandaj, ju duhet vetëm një konvertues i fuqishëm zbritës nga 12 në 9,5 volt, i aftë të
jepni netbook-ut 2 amperët e kërkuar.

Çipi i njohur dhe i disponueshëm gjerësisht MC34063 u mor si bazë e konvertuesit. Meqenëse gjatë eksperimenteve një qark tipik me një transistor bipolar të jashtëm është dëshmuar, për ta thënë butë, jo shumë mirë (nxehet), u vendos që të lidhet një pajisje e fushës me kanal p (MOSFET) në këtë mikruha.

Skema:

Një spirale 4..8 uH mund të merret nga një motherboard i vjetër. A keni parë që ka unaza në të cilat janë mbështjellë disa kthesa me tela të trashë? Ne jemi duke kërkuar për një në të cilin 8..9 rrotullohet me një tel të trashë me një bërthamë - vetëm gjëja.

Të gjithë elementët e qarkut llogariten sipas , në të njëjtën mënyrë si për një konvertues pa një transistor të jashtëm, i vetmi ndryshim është se V sat duhet të llogaritet për transistorin me efekt në terren të përdorur. Është shumë e thjeshtë për ta bërë këtë: V sat \u003d R 0 * I, ku R 0 është rezistenca e tranzitorit në gjendje të hapur, I është rryma që rrjedh nëpër të. Për IRF4905 R 0 =0,02 Ohm, e cila në një rrymë prej 2,5A jep Vsat=0,05V. Ajo që quhet, ndjeni ndryshimin. Për një transistor bipolar, kjo vlerë është të paktën 1V. Si rezultat, shpërndarja e energjisë në gjendje të hapur është 20 herë më pak dhe tensioni minimal i hyrjes së qarkut është 2 volt më pak!

Siç e kujtojmë, në mënyrë që ndërprerësi i fushës së kanalit p të hapet, është e nevojshme të aplikoni një tension negativ në portë në lidhje me burimin (d.m.th., të aplikoni tension në portë, më pak se tensioni i furnizimit, pasi burimi është i lidhur me furnizimin me energji elektrike). Për këtë ne kemi nevojë për rezistorë R4, R5. Kur hapet transistori i mikroqarkut, ata formojnë një ndarës tensioni, i cili vendos tensionin në portë. Për IRF4905, me një tension burim-kullues prej 10 V, për të hapur plotësisht transistorin, mjafton të aplikoni një tension në portë 4 volt më pak se tensioni i burimit (furnizimit), rryma U GS = -4V). Epo, përveç kësaj, rezistencat e këtyre rezistorëve përcaktojnë pjerrësinë e fronteve të hapjes dhe mbylljes së pajisjes fushore (sa më e ulët të jetë rezistenca e rezistorëve, aq më e pjerrët janë pjesët e përparme), si dhe rryma që rrjedh nëpër tranzitorin e mikroqarkullimit (duhet të jetë jo më shumë se 1.5A).

Pajisja e gatshme:

Në përgjithësi, radiatori mund të merret edhe më i vogël - konverteri nxehet pak. Efikasiteti i kësaj pajisjeje është rreth 90% në një rrymë prej 2A.

Lidheni hyrjen me spinën e çakmakut, daljen me spinën e netbook-ut.

Nëse nuk është e frikshme, atëherë thjesht mund të vendosni një kërcyes në vend të rezistencës R sc, siç mund ta shihni, unë personalisht e bëra, gjëja kryesore është të mos shkurtoni asgjë, përndryshe do të lulëzojë 🙂

Për më tepër, do të doja të shtoja se metodologjia tipike nuk është aspak ideale për sa i përket llogaritjeve dhe nuk shpjegon asgjë, kështu që nëse vërtet dëshironi të kuptoni se si funksionon gjithçka dhe si llogaritet saktë, ju rekomandoj të lexoni.

MC34063 është një lloj mikrokontrollues mjaft i zakonshëm për ndërtimin e konvertuesve të tensionit të ulët në të lartë dhe të lartë në të ulët. Karakteristikat e mikrocirkut janë në karakteristikat teknike dhe performancën e tij. Pajisja mban mirë ngarkesat me rrymë komutuese deri në 1.5 A, gjë që tregon një shtrirje të gjerë të përdorimit të saj në konvertues të ndryshëm pulsi me karakteristika të larta praktike.

Përshkrimi i mikroqarkut

Stabilizimi dhe konvertimi i tensionit- Ky është një veçori e rëndësishme që përdoret në shumë pajisje. Këto janë të gjitha llojet e furnizimeve me energji të rregulluar, qarqet konvertuese dhe furnizime me energji të integruar me cilësi të lartë. Shumica e pajisjeve elektronike të konsumit janë projektuar në këtë MS, sepse ka performancë të lartë dhe kalon lehtësisht një rrymë mjaft të madhe.

MC34063 ka një oshilator të integruar, kështu që për të funksionuar pajisjen dhe për të filluar konvertimin e tensionit në nivele të ndryshme, mjafton të sigurohet një paragjykim fillestar duke lidhur një kondensator 470pF. Ky kontrollues gëzon popullaritet të madh mes një numri të madh radioamatorësh. Çipi funksionon mirë në shumë qarqe. Dhe duke pasur një topologji të thjeshtë dhe një pajisje të thjeshtë teknike, mund ta kuptoni lehtësisht parimin e funksionimit të tij.

Një qark tipik komutues përbëhet nga komponentët e mëposhtëm:

• 3 rezistorë;
• diodë;
• 3 kondensatorë;
• induktiviteti.

Duke marrë parasysh qarkun për uljen e tensionit ose stabilizimin e tij, mund të shihni se ai është i pajisur me reagime të thella dhe një transistor dalës mjaft të fuqishëm, i cili kalon tensionin përmes vetvetes në rrymën e përparme.

Skema e ndezjes së uljes dhe stabilizimit të tensionit

Nga diagrami mund të shihet se rryma në tranzistorin e daljes është e kufizuar nga rezistenca R1, dhe komponenti i përcaktimit të kohës për vendosjen e frekuencës së kërkuar të konvertimit është kondensatori C2. Induktiviteti L1 grumbullon energji në vetvete kur transistori është i hapur, dhe kur është i mbyllur, shkarkohet përmes diodës në kondensatorin e daljes. Faktori i konvertimit varet nga raporti i rezistencave të rezistorëve R3 dhe R2.

Stabilizuesi PWM funksionon në një mënyrë pulsi:

Kur transistori bipolar është i ndezur, induktanca fiton energji, e cila më pas ruhet në kapacitetin e daljes. Ky cikël përsëritet vazhdimisht, duke siguruar një nivel prodhimi të qëndrueshëm. Me kusht që të ketë një tension prej 25 V në hyrjen e mikroqarkut, në daljen e tij do të jetë 5 V me një rrymë dalëse maksimale deri në 500 mA.

Tensioni mund të rritet duke ndryshuar llojin e raportit të rezistencës në qarkun e reagimit të lidhur me hyrjen. Përdoret gjithashtu si diodë shkarkimi në momentin e veprimit të EMF-së së pasme të grumbulluar në spirale në momentin e ngarkimit të saj me transistor të hapur.

Zbatimi i një skeme të tillë në praktikë, mund të prodhojë shumë efikasitet konvertues i shkallës së ulët. Në të njëjtën kohë, mikroqarku nuk konsumon energji të tepërt, e cila lëshohet kur voltazhi bie në 5 ose 3.3 V. Dioda është projektuar për të siguruar një shkarkim të kundërt të induktivitetit në kondensatorin e daljes.

Modaliteti i uljes së pulsit voltazhi mund të kursejë ndjeshëm energjinë e baterisë kur lidhni pajisje me konsum të ulët. Për shembull, kur përdorni një stabilizues parametrik konvencional, u desh të paktën 50% e fuqisë për ta ngrohur atë gjatë funksionimit. Dhe atëherë çfarë të thoni nëse keni nevojë për një tension dalës prej 3.3 V? Një burim i tillë zbritës me një ngarkesë prej 1 W do të konsumojë të gjitha 4 W, gjë që është e rëndësishme kur zhvillohen pajisje me cilësi të lartë dhe të besueshme.

MC34063 ka treguar se humbja mesatare e energjisë është reduktuar në të paktën 13%, gjë që është bërë një nxitje kryesore për zbatimin praktik të tij për të fuqizuar të gjithë konsumatorët e tensionit të ulët. Dhe duke pasur parasysh parimin e rregullimit të gjerësisë së pulsit, atëherë mikroqarku do të nxehet pak. Prandaj, nuk kërkon radiatorë për ta ftohur. Efikasiteti mesatar i një qarku të tillë konvertimi është të paktën 87%.

Rregullimi i tensionit në daljen e mikroqarkut kryhet për shkak të ndarësit rezistent. Nëse e tejkalon vlerën nominale me 1.25 V, komporatori ndërron këmbëzën dhe mbyll tranzitorin. Në këtë përshkrim, merret parasysh një qark i uljes së tensionit me një nivel daljeje 5V. Për ta ndryshuar, rritur ose ulur atë, do të jetë e nevojshme të ndryshoni parametrat e ndarësit të hyrjes.

Një rezistencë hyrëse përdoret për të kufizuar rrymën e çelësit komutues. Llogaritur si raport i tensionit të hyrjes me rezistencën e rezistencës R1. Për të organizuar një rregullator të rregullueshëm të tensionit, pika e mesit e një rezistence të ndryshueshme është e lidhur me pinin e 5-të të mikroqarkut. Një dalje në telin e përbashkët, dhe e dyta në furnizimin me energji elektrike. Sistemi i konvertimit funksionon në brezin e frekuencës prej 100 kHz; kur induktiviteti ndryshon, ai mund të ndryshohet. Ndërsa induktiviteti zvogëlohet, frekuenca e konvertimit rritet.

Mënyra të tjera të funksionimit

Përveç mënyrave të funksionimit për uljen dhe stabilizimin, mjaft shpesh përdoret edhe rritja. ndryshon në atë që induktiviteti nuk është në dalje. Një rrymë rrjedh përmes saj drejt ngarkesës kur çelësi është i mbyllur, i cili, kur zhbllokohet, furnizon një tension negativ në daljen më të ulët të induktivitetit.

Dioda, nga ana tjetër, siguron shkarkimin e induktivitetit në ngarkesë në një drejtim. Prandaj, kur çelësi është i hapur, 12 V nga burimi i energjisë dhe rryma maksimale formohen në ngarkesë, dhe kur mbyllet në kondensatorin e daljes, rritet në 28 V. Efikasiteti i qarkut përforcues është të paktën 83%. veçori e qarkut kur funksionon në këtë mënyrë, tranzistori i daljes ndizet pa probleme, gjë që sigurohet duke kufizuar rrymën bazë përmes një rezistence shtesë të lidhur me daljen e 8-të të MS. Frekuenca e orës së konvertuesit vendoset nga një kondensator i vogël, kryesisht 470 pF, ndërsa është 100 kHz.

Tensioni i daljes përcaktohet me formulën e mëposhtme:

Uout=1,25*R3 *(R2+R3)

Duke përdorur qarkun e mësipërm për ndezjen e çipit MC34063A, është e mundur të krijoni një konvertues nxitës me energji USB deri në 9, 12 ose më shumë volt, në varësi të parametrave të rezistencës R3. Për të kryer një llogaritje të detajuar të karakteristikave të pajisjes, mund të përdorni një kalkulator të veçantë. Nëse R2 është 2.4K dhe R3 është 15K, atëherë qarku do të konvertojë 5V në 12V.

Skema në rritjen e tensionit MC34063A me transistor të jashtëm

Në qarkun e paraqitur, përdoret një transistor me efekt fushë. Por ajo bëri një gabim. Në një transistor bipolar, është e nevojshme të ndërroni K-E. Dhe më poshtë është një diagram nga përshkrimi. Transistori i jashtëm zgjidhet bazuar në rrymën e kalimit dhe fuqinë dalëse.

Shumë shpesh, ky mikroqark përdoret për të fuqizuar burimet e dritës LED për të ndërtuar një konvertues zbritës ose përforcues. Efikasiteti i lartë, konsumi i ulët dhe qëndrueshmëria e tensionit të lartë të daljes janë avantazhet kryesore të zbatimit të qarkut. Ka shumë qarqe drejtuese LED me karakteristika të ndryshme.

Si një nga shembujt e shumtë të zbatimit praktik, merrni parasysh diagramin e mëposhtëm më poshtë.

Qarku funksionon si ky:

Kur aplikohet një sinjal kontrolli, këmbëza e brendshme e MS bllokohet dhe transistori mbyllet. Dhe rryma e karikimit të transistorit me efekt në terren rrjedh nëpër diodë. Kur hiqet impulsi i kontrollit, këmbëza kalon në gjendjen e dytë dhe hap transistorin, i cili çon në shkarkimin e portës VT2. Një përfshirje e tillë e dy transistorëve siguron ndezje dhe fikje të shpejtë VT1, e cila zvogëlon gjasat e ngrohjes për shkak të mungesës pothuajse të plotë të një komponenti të ndryshueshëm. Për të llogaritur rrymën që rrjedh nëpër LED, mund të përdorni: I \u003d 1.25V / R2.

Karikues në MC34063

Kontrolluesi MC34063 është universal. Përveç furnizimit me energji, mund të përdoret për të dizajnuar një karikues për telefonat me një tension daljeje 5V. Më poshtë është një diagram i zbatimit të pajisjes. Ajo parimi i funksionimit shpjegohet si në rastin e një rënieje normale. Rryma e daljes së ngarkimit të baterisë është deri në 1A me një diferencë prej 30%. Për ta rritur atë, duhet të përdorni një transistor të jashtëm, për shembull, KT817 ose ndonjë tjetër.

Mikroqarku është një konvertues pulsi universal, i cili mund të përdoret për të zbatuar konvertuesit e uljes, rritjes dhe përmbysjes me një rrymë të brendshme maksimale deri në 1.5A.

Më poshtë është një diagram i një konverteri në rënie me një tension daljeje 5V dhe një rrymë prej 500 mA.

Diagrami skematik i konvertuesit MC34063A

Seti i pjesëve

C1 është kapaciteti i kondensatorit të përcaktimit të frekuencës së konvertuesit.
R1 është një rezistencë që do të fikë mikroqarkun kur tejkalohet rryma.
C2 është kondensatori i filtrit. Sa më i madh të jetë, aq më pak valëzim, duhet të jetë i llojit LOW ESR.
R1, R2 - ndarës i tensionit që përcakton tensionin e daljes.
D1 - dioda duhet të jetë një diodë ultra e shpejtë ose Schottky me një tension të kundërt të lejueshëm prej të paktën 2 herë më të lartë se prodhimi.
Tensioni i furnizimit të mikroqarkut është 9 - 15 volt, dhe rryma e hyrjes nuk duhet të kalojë 1.5A

PCB MC34063A

Kur zhvilluesi i ndonjë pajisjeje përballet me pyetjen "Si të merrni tensionin e duhur?", Përgjigja është zakonisht e thjeshtë - një stabilizues linear. Avantazhi i tyre i padyshimtë është kostoja e ulët dhe lidhja minimale. Por përveç këtyre avantazheve, ato kanë një pengesë - ngrohje të fortë. Shumë energji të çmuar, stabilizues linearë kthehen në nxehtësi. Prandaj, përdorimi i stabilizuesve të tillë në pajisjet me bateri nuk është i dëshirueshëm. Më ekonomike janë Konvertuesit DC-DC. Rreth tyre që do të diskutohen.

Pamja e pasme:

Gjithçka është thënë tashmë për parimet e punës para meje, kështu që nuk do të ndalem në këtë. Më lejoni të them vetëm se konvertuesit e tillë janë Step-UP (në rritje) dhe Step-Down (ulje). Sigurisht që më intereson kjo e fundit. Se çfarë ndodhi mund ta shihni në foton e mësipërme. Qarqet e konvertuesit janë rivizatuar me kujdes nga unë nga fleta e të dhënave :-) Le të fillojmë me konvertuesin Step-Down:

Siç mund ta shihni, asgjë e ndërlikuar. Rezistorët R3 dhe R2 formojnë një ndarës nga i cili hiqet voltazhi dhe futet në këmbën e reagimit të mikroqarkut MC34063. Prandaj, duke ndryshuar vlerat e këtyre rezistorëve, mund të ndryshoni tensionin në daljen e konvertuesit. Rezistenca R1 shërben për të mbrojtur mikroqarkun nga dështimi në rast të një qarku të shkurtër. Nëse bashkoni një bluzë në vend të tij, atëherë mbrojtja do të çaktivizohet dhe qarku mund të lëshojë një tym magjik mbi të cilin funksionojnë të gjitha pajisjet elektronike. :-) Sa më e madhe të jetë rezistenca e kësaj rezistence, aq më pak rrymë mund të japë konverteri. Me rezistencën e tij prej 0.3 ohms, rryma nuk do të kalojë gjysmën e amperit. Nga rruga, të gjitha këto rezistorë mund të llogariten nga imi. E mora mbytjen gati, por askush nuk e ndalon ta mbështjell vetë. Gjëja kryesore është se ai ishte në rrymën e duhur. Dioda është gjithashtu çdo Schottky dhe gjithashtu për rrymën e dëshiruar. Në raste ekstreme, ju mund të paralelizoni dy dioda me fuqi të ulët. Tensionet e kondensatorit nuk tregohen në diagram, ato duhet të zgjidhen në bazë të tensionit të hyrjes dhe daljes. Është më mirë të merret me një diferencë të dyfishtë.
Konvertuesi step-UP ka dallime të vogla në qarkun e tij:

Kërkesat e detajeve janë të njëjta si për hapin poshtë. Sa i përket cilësisë së tensionit që rezulton në dalje, ai është mjaft i qëndrueshëm dhe valëzimi, siç thonë ata, është i vogël. (Nuk mund të them vetë për valëzimet, pasi nuk kam ende një oshiloskop). Pyetje, sugjerime në komente.