Chip MC34063A / MC33063A-boost (buck) konwerter impulsów bez izolacji galwanicznej na jednym chipie

Dzisiaj rozważymy tak wspaniały mikroukład jak MC34063 (MC33063), który jest zintegrowanym mikrokontrolerem przetwornicy napięcia impulsowego bez izolacji galwanicznej i wymaga minimum zewnętrznych komponentów do pełnego działania tego zbudowanego na jego podstawie miniaturowa przetwornica DC-DC (buck, boost lub flip).

Od razu zauważamy, że maksymalny prąd roboczy dla wbudowanego wyłącznika zasilania tego mikroukładu nie powinien przekraczać 1,5 ampera, a maksymalne napięcie wejściowe dla niego jest nie mniejsze niż 40 woltów przy minimalnym możliwym 3,3 V.

W przeciwieństwie do regulatorów liniowych serii 78xx, przełączająca przetwornica DC-DC charakteryzuje się wyższą sprawnością, nie wymaga radiatora i, zaprojektowana dla określonej mocy wyjściowej, zajmuje bardzo mało miejsca na płytce drukowanej.

Chip MC34063 (MC33063) jest dostępny zarówno w opakowaniach ołowianych, jak i płaskich. W karcie danych firmy ON Półprzewodnikowy pokazano następujący schemat tego komponentu:

Wnioski 6 i 4 — zasilanie

Wewnętrzne bloki funkcjonalne chipa są zasilane napięciem stałym przez piny 6 i 4. Czwarty pin jest wspólny (GND), szósty pin to dodatnie zasilanie (Vcc) zarówno dla chipa, jak i małego zewnętrznego obwodu, który będzie zebrane wokół niego.

Wnioski 3, 4 i 7

Wbudowany oscylator mikroukładu generuje prostokątne impulsy o stałej częstotliwości, których wartość jest określona przez pojemność kondensatora podłączonego między pinami 3 i 4, a czas trwania każdego impulsu zależy od napięcia na pin 7 — rezystancyjny czujnik prądu. Gdy tylko napięcie na pinie 7 osiągnie 0,3 V, kontrolny impuls prostokątny wewnątrz mikroukładu zostanie zakończony. Ponadto stanie się jasne, dlaczego tak się dzieje.

Wniosek jest taki, że między pinami 6 i 7, zgodnie z wymaganiami dokumentacji tego mikroukładu, należy zainstalować zewnętrzny rezystor ograniczający prąd. Ponadto maksymalne napięcie tego rezystora określa punkt maksymalnego prądu roboczego obwodu zewnętrznego przy każdym kolejnym impulsie.

Zgodnie z prawem Ohma, maksymalne natężenie prądu 1,5 A przy 0,3 V (jest to kalibracja mikroukładu zgodnie z arkuszem danych) rezystora jest osiągalne za pomocą rezystora o wartości 0,2 oma. Jednak zawsze potrzebny jest pewien margines, więc pobierają co najmniej 0,25 oma — zwykle w tym momencie równolegle cztery rezystory 1 oma.

Wniosek 8

Pin 8 to otwarty kolektor wewnętrznego tranzystora Q2, który steruje tranzystorem mocy Q1, który ma za zadanie przełączać zewnętrzną indukcyjność na zasilanie. Całkowite wzmocnienie prądu wynosi tutaj około 75.Oznacza to, że w zależności od topologii projektowanej przetwornicy może być potrzebny rezystor na pinie 8 w celu ograniczenia prądu bazy.

Wniosek 5

Ze względu na obecność skalibrowanego źródła napięcia odniesienia 1,25 V wbudowanego w mikroukład, w zaprojektowanym przetworniku DC-DC o dowolnej topologii można łatwo zbudować najczęstszą pętlę sprzężenia zwrotnego napięcia wyjściowego. Mianowicie — przyłożyć z wyjścia przetwornicy, poprzez dzielnik rezystancyjny, do styku nr 5, odpowiednie napięcie 1,25 wolta, stanowiące pewną część wymaganego napięcia wyjściowego.

Od zasad budowy konwertery, takie jak Buck i Boost analizowaliśmy już w poprzednich artykułach, teraz nie będziemy szczegółowo omawiać tych zasad, ale tylko zauważmy, że oprócz samego mikroukładu, aby zbudować konwerter Buck (obniżenie) lub Boost (zwiększenie) bez galwanicznej izolacji mikroukładu MC34063 (MC33063), z wyjątkiem samego chipa, którego potrzebujemy tylko Dioda Schottky'ego typ 1N5822 lub 1N5819 w zależności od prądu wyjściowego, dławik o odpowiedniej indukcyjności i odpowiednim prądzie maksymalnym, kilka rezystorów zapewniających bocznik 0,25 oma i całkowite rozproszenie mocy ok. 1-2 W, 3x kondensator synchronizujący oraz wyjście filtr kondensatora i kondensator na wejściu 6. nogi (elektrolityczny).

Zobacz też:Buck Converter — rozmiar komponentów