MC34063芯片设计的计算公式及应用讲解 34063芯片

在论坛经常看到有人在应用MC34063的时候会遇到这样那样的问题,特别的电路中的参数计算上很是不太明了,我会陆续贴上一些相关的计算公式及相关应用数据,欢迎大家参与讨论。

外围元件标称含义和它们取值的计算公式:

Vout(输出电压)=1.25V(1+R1/R2 )

Ct( 定时电容):决定内部工作频率。Ct=0.000 004*Ton(工作频率)

Ipk=2*Iomax*T/toff

Rsc(限流电阻):决定输出电流。Rsc=0.33/Ipk

Lmin (电感):Lmin=(Vimin-Vces)*Ton/ Ipk

Co(滤波电容):决定输出电压波纹系数,Co=Io*ton/Vp-p(波纹系数)

固定值参数:

ton/toff=(Vo+Vf-Vimin)/(Vimin-Vces)

Vces=1.0V

Vimin:输入电压范围的最小值

Vf=1.2V 快速开关二极管正向压降

在实际应用中的注意:

1、快速开关二极管可以选用IN4148,在要求高效率的场合必须使用IN5819(贴片为SS14);

2、34063能承受的电压,即输入输出电压绝对值之和不能超过40V,否则不能安全稳定的工作;

3、输出功率达不到要求的时候,比如>1A时,可以通过外接扩功率管的方法扩大输出电流,三极管、双极型或MOS管均可,一般的芯片PDF资料上都会有典型扩流电路介绍;

MC34063斩波型电源结构

图1 中,T 为开关管,L1 为储能电感,C1 为滤波电容,D1为续流二极管。当开关管导通时,电感被充磁,电感中的电流线性增加,电能转换为磁能存储在电感中。

设电感的初始电流为iL0,则流过电感的电流与时间t的关系为:

iLt=iL1+(Vi-Vo-Vs)t/L,Vs 为T 的导通电压。

当T 关断时,L1 通过 D1续流,从而电感的电流线性减小,设电感的初始电流为 iL1,则则流过电感的电流与时间t 的关系:

iLt=iL1-(Vo+Vf)t/L,Vf 为 D1的正向饱和电压。

MC34063的扩展输出电流的应用

DC/DC 转换器 34063 开关管允许的峰值电流为 1.5A,超过这个值可能会造成34063永久损坏。由于通过开关管的电流为梯形波,所以输出的平均电流和峰值电流间存在一个差值。如果使用较大的电感,这个差值就会比较小,这样输出的平均电流就可以做得比较大。

例如,输入电压为9V,输出电压为3.3V,采用220 μH的电感,输出平均电流达到 900mA,峰值电流为 1200mA。

单纯依赖34063内部的开关管实现比900mA 更高的输出电流不是不可以做到,但可靠性会受影响。要想达到更大的输出电流,必须借助外加开关管。

图2和图 3 是外接开关管降压电路和升压电路。采用非达林顿接法,外接三极管可以达到饱和,当达到深度饱和时,由于基区存储了相当的电荷,所以三极管关断的延时就比较长,这就延长了开关导通时间,影响开关频率。达林顿接法虽然不会饱和,但开关导通时压降较大,所以效率也会降低。

图4 所示,可以采用抗饱和驱动技术,此驱动电路可以将 Q1 的Vce 保持在 0.7V以上,使其导通在弱饱和状态。

MC34063 三路电压输出的实例,如图5所示。

+VO 的输出电压峰值可达2 倍V_IN,-VO的输出电压可达-V_IN。需要注意的是,3 路的峰值电流不能超过 1.5A,同时两路附加电源的输出功率和必须小于V_IN *I*(1-D),其中I 为主输出的电流,D 为占空比。

具有关断功能的34063电路

34063本身不具有关断功能,但可以利用它的过流饱和功能,增加几个器件就可以实现关断功能。

图6 是具有关断功能的34063 电路,R4 取 510 Ω,R6 取3.9k Ω。

当控制端加一个高电平,则34063的输出就变成0V,同时不影响它的过流保护功能的正常工作。

具有延时启动功能的34063电路

将26楼的电路稍加改动,就可以得到具有延时启动功能的34063 电路,如图7 所示。

取 C11 为 1μF,R10 为510Ω,就可以达到200~500ms 的启动延时(延时时间和输入电压有关)。

这个电路的缺点就是当峰值电流过流时无法起到保护作用,只能对平均电流过流起保护作用。

恒流恒压充电电路

如图 8 所示,可用于给蓄电池进行充电,先以 500mA电流恒流充电,充到 13.8V后变为恒压充电,充电电流逐渐减小。

MC34063引脚图及原理框图

3 MC34063应用电路图: 3.1MC34063大电流降压变换器电路3.2 MC34063大电流升压变换器电路3.3 MC34063反向变换器电路3.4 MC34063降压变换器电路3.5 MC34063升压变换器电路

器件选择要点
(1)只如果外接开关管,最好选择开关三极管或功率MOS 管,注意耐压和功耗。
(2)如果开关频率很高,电感可选用多线并绕的,以降低趋肤效应的影响。
(3)续流二极管一般选恢复时间短、正向导通电压小的肖特基二极管,但要注意耐压。如果输出电压很小(零点几伏),就必须使用MOS管续流。输出滤波电容一般使用高频电容,可减小输出纹波同时降低电容的温升。在取样电路的上臂电阻并一个0.1~1μf电容,可以改善瞬态响应。

PCB布局和布线的要点
MC34063芯片设计的计算公式及应用讲解 34063芯片
开关导通和关断都存在一个电流环路,这两个环路都是高频、大电流的环路,所以在布局和布线时都要将此二环路面积设计得最小。用于反馈的取样电压要从输出电容上引出,并注意芯片或开关管的散热。

  

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