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Comprensione dell'MC34063: una guida completa alla conversione DC-DC

MC34063 è un chip del regolatore di commutazione per scopi generici con funzioni come la conversione DC-DC, il graduale e il passo-down e l'output di inversione.Ha i vantaggi di alta efficienza, dimensioni ridotte, funzioni complete e prezzo basso.Questo articolo introdurrà le sue informazioni specifiche per aiutarti a comprendere meglio e utilizzare questo dispositivo.

Catalogare

Cos'è MC34063?

MC34063 è un circuito integrato monolitico che integra il circuito di controllo di un convertitore DC/DC.Il circuito integrato è costituito da un generatore di tensione di riferimento con funzione di compensazione automatica della temperatura, un comparatore, un flip-flop, un oscillatore controllabile con ciclo di lavoro e un circuito di commutazione di uscita ad alta corrente.MC34063 richiede solo pochi componenti di commutazione per costruire interruttori di conversione per boost, interruttori di conversione BUB e circuiti inversi di tensione.Rispetto alle alimentatori regolamentati lineari, questo alimentatore di commutazione ha una maggiore efficienza e la sua efficienza non diminuirà quando la differenza di tensione di input-output è grande.Allo stesso tempo, poiché non richiede un radiatore di grandi dimensioni e il suo volume è piccolo, ha una vasta gamma di applicazioni, principalmente nei sistemi basati su microprocessori o microcontrollori.

Diagramma dei pin e funzioni di MC34063

Il chip è costituito principalmente dai seguenti otto pin:

• Pin 1: è l'output del chip.In modalità Boost, fornirà un'uscita ad alta tensione;In modalità Buck, fornirà un'uscita a bassa tensione.Per garantire la stabilità dell'uscita, un condensatore deve essere collegato a questo pin.

• PIN 2: è l'input di feedback del chip.Modificando la sua tensione, la tensione di uscita può essere controllata.

• PIN 3: è l'uscita di commutazione del chip ed è collegata a un interruttore o diodo esterno per generare impulsi ad alta frequenza.

• Pin 4: è il terminale GND del chip e deve essere collegato a terra.

• Pin 5: è l'ingresso del comparatore del chip.Attraverso il comparatore, il chip può rilevare la differenza tra il segnale di feedback e la tensione di riferimento.

• Pin 6: è l'ingresso di tensione di riferimento del chip.È una tensione di riferimento interna da 1.25 V e viene utilizzata per il comparatore.

• Pin 7: è il terminale di ingresso di alimentazione del chip e deve essere collegato con un condensatore elettrolitico per levigare la tensione di ingresso.

• Pin 8: è l'ingresso di commutazione del chip e deve essere collegato con un condensatore di controllo della frequenza e una resistenza per controllare la frequenza di uscita di commutazione.

Come funziona MC34063?

La struttura interna di MC34063 è mostrata nella figura sopra.L'oscillatore carica continuamente e scarica il condensatore di temporizzazione collegato esternamente al pin CT (pin 3) attraverso una sorgente di corrente costante, generando così una forma d'onda di oscillazione.Quando il carico rimane costante, le correnti di ricarica e scarico sono entrambe costanti.Al momento, la frequenza di oscillazione dipende solo dalla capacità del condensatore di temporizzazione esterno.Nella figura sopra, un'estremità del gate e del gate è collegata all'uscita dell'oscillatore.Quando la carica esterna dell'oscillatore raggiunge un determinato livello di soglia, l'uscita dell'oscillatore si sposta a un livello elevato.L'altra estremità del gate e è collegato all'estremità di uscita del comparatore.Quando la tensione all'estremità di ingresso di inversione del comparatore è inferiore a 1,25 V, il comparatore emette un livello elevato.Quando entrambi i terminali di input del gate e del gate diventano di alto livello, il flip-flop è impostato su un livello elevato e l'interruttore di uscita è acceso;Al contrario, quando il condensatore dell'oscillatore emette un livello basso durante la scarica, viene ripristinato il flip-flop.Il tubo dell'interruttore di uscita è in uno stato chiuso.

La funzione di limitazione della corrente viene implementata rilevando la caduta di tensione sul resistore di campionamento collegato tra VCC (pin 6) e pin 7. Una volta rilevata la caduta di tensione attraverso il resistore per raggiungere i 300 mV, il circuito di limite di corrente costringerà il processo di ricarica dell'oscillatore aCambia in un processo di scarico, causando un livello di uscita dell'oscillatore a basso livello, ripristinando così il trigger e spegnendo il tubo dell'interruttore di uscita.

MC34063 Metodo di calcolo del circuito di aumento

Corrente di uscita: MC34063 può fornire diverse intervalli di corrente di uscita in base alla selezione di componenti esterni.Sulla base dei requisiti dell'applicazione, selezioniamo componenti e parametri appropriati.

Selezione del condensatore: nel circuito di boost, il condensatore di uscita viene utilizzato per levigare la tensione di uscita e fornire l'accumulo di energia necessario.Calcolando l'intervallo di variazione della corrente di uscita e della tensione di uscita, è possibile selezionare un valore di condensatore di uscita appropriato.Valori di condensatore più grandi forniscono una ondulazione di uscita inferiore ma aumentano anche dimensioni e costi.

Tensione di ingresso e tensione di uscita: in primo luogo, dobbiamo determinare la tensione di ingresso e uscita richiesto.Quindi, in base al fattore di boost richiesto e combinato con le specifiche MC34063 e le note dell'applicazione, possiamo calcolare i valori degli induttori richiesti, i valori dei condensatori e i parametri dei componenti esterni.

Selezione dell'induttore: secondo il foglio delle specifiche di MC34063, è possibile calcolare il valore di induttanza richiesto.La selezione del valore dell'induttore dovrebbe tenere conto dei fattori come la corrente di input, la frequenza di commutazione e aumentare multipli.Generalmente, i valori di induttore maggiori forniscono rapporti di aumento più elevati e frequenze di commutazione più basse, ma aumentano anche dimensioni e costi.

Circuito di commutazione a gradini MC34063

Il principio di funzionamento del circuito di buck è il seguente: Pin 5 del chip monitora la tensione di uscita attraverso resistori di precisione esterni R30 e R31.Dopo che la tensione di uscita UO è divisa, viene immessa nel terminale di ingresso invertito del comparatore insieme alla tensione UREF.Quando UREF è inferiore alla tensione di riferimento, il comparatore emetterà una tensione di salto e il pin S del flip-flop diventerà alto.Durante il processo di caricamento dell'oscillatore il condensatore, il pin R è anche ad alto livello, che fa sì che il terminale Q del flip-flop diventasse di alto livello, accendendo così l'interruttore di uscita.In questo momento, la tensione di ingresso UIN inizia a caricare il condensatore del filtro di uscita C23 per aumentare la tensione di uscita UO, raggiungendo così la funzione del controllo automatico della stabilità UO.Al contrario, quando UREF è superiore alla tensione di riferimento, il pin S del flip-flop si trasforma a un livello basso e il terminale Q si trasforma anche a basso livello, il che fa spegnere il tubo del driver Q2 e quindi l'interruttoreAnche il tubo Q1 si spegne.La tensione di uscita è correlata solo ai valori di resistenza di R30 e R31.La formula di calcolo della tensione di uscita è:

Tra questi, la costante 1.25 è la tensione di riferimento interna, che rimane costante.

Circuito inverso di tensione composto da MC34063

L'immagine sopra mostra un circuito di back-tensione a commutazione composto da chip MC34063.Quando l'interruttore T1 all'interno del chip è acceso, la corrente scorre a terra attraverso i pin 1 e 2 di MC34063 e l'induttore Li.Al momento, l'induttore Li inizia a immagazzinare energia.Allo stesso tempo, il condensatore CO fornisce energia al carico.Quando T1 viene disattivato, poiché la corrente che scorre attraverso l'induttore non può cambiare improvvisamente, il diodo a ruota libera D1 conducerà.Al momento, l'induttore LL fornisce energia al carico e al condensatore CO attraverso D1 (tramite il terreno comune) e emette una tensione negativa.Finché la frequenza operativa del chip è abbastanza elevata rispetto alla costante di tempo del carico, sul carico è possibile ottenere una tensione CC continua sul carico.

Vantaggi di MC34063

MC34063 ha i seguenti vantaggi:

Soluzione a chip singolo: MC34063 è una soluzione a chip singolo che integra i tubi di commutazione, i circuiti di controllo e i circuiti di regolazione, semplificando il processo di progettazione e riducendo i costi del sistema.

Tensione di uscita regolabile: MC34063 supporta la tensione di uscita regolabile.Gli utenti possono regolare la tensione di uscita attraverso componenti esterni per soddisfare le esigenze di diverse applicazioni.

Protezione da sovraccarico e di cortocircuito: il chip ha funzioni di protezione da sovraccarico e protezione del cortocircuito integrate, che possono effettivamente proteggere il circuito dalle variazioni o guasti transitori di carico esterno, migliorando la stabilità e l'affidabilità del sistema.

Conversione ad alta efficienza: il chip adotta la tecnologia di regolamentazione di commutazione e ha caratteristiche ad alta efficienza.Può ottenere una conversione di energia ad alta efficienza in diverse condizioni di tensione di input e uscita e ridurre la perdita di energia.

Una vasta gamma di applicazioni: MC34063 può essere utilizzata in una varietà di circuiti di gestione dell'alimentazione e regolamentazione, come convertitori DC-DC, inverter, pompe di carica, ecc. Ed è adatto a molte diverse attrezzature elettroniche e campi di applicazione.

Domande frequenti [FAQ]

1. Che cos'è un convertitore Boost DC a DC?

Un convertitore Boost è un convertitore CC a CC con una tensione di uscita maggiore della tensione di origine.Un convertitore boost viene talvolta chiamato convertitore step-up poiché "aumenta" la tensione di origine.

2. Qual è la tensione di ingresso di MC34063?

La tensione di ingresso è 5 V e la tensione di uscita è selezionabile 10 V o 12V accendendo il MOSFET che collega il resistore aggiuntivo.

3. Qual è la funzione di MC34063?

L'MC34063 è stato progettato per essere incorporato in applicazioni di convertitore Buck, Boost o tensione.Tutte queste funzioni sono contenute in un pacchetto DIP o Soic a 8 pin.La tensione di riferimento è impostata a 1,25 V e viene utilizzata per impostare la tensione di uscita del convertitore.