Сегодня мы рассмотрим такую замечательную микросхему как MC34063 (MC33063), являющуюся интегральным микроконтроллером импульсного преобразователя напряжения без гальванической развязки, и требующую минимума внешних компонентов для полноценной работы построенного на ее основе миниатюрного DC-DC конвертера (понижающего, повышающего либо инвертирующего).
Сразу отметим, что максимальный рабочий ток для встроенного силового ключа данной микросхемы не должен превышать 1,5 ампера, а максимальное входное напряжение составляет для нее ни много ни мало 40 вольт при минимально возможных 3,3 В.
В отличие от линейных стабилизаторов серии 78хх, импульсный DC-DC преобразователь отличается более высоким КПД, не требует радиатора, и, будучи спроектирован под конкретную выходную мощность, занимает очень мало места на печатной плате.
Микросхема MC34063 (MC33063) доступна как в выводном, так и в планарном корпусе. В даташите фирмы ON Semiconductor приведена такая принципиальная схема данного компонента:
Выводы 6 и 4 - питание
Питание внутренних функциональных узлов микросхемы осуществляется постоянным напряжением через выводы 6 и 4. Четвертый вывод — общий (GND) , шестой вывод — плюс источника питания (Vcc) как для микросхемы, так и для небольшой внешней цепи, которая будет собрана вокруг нее.
Выводы 3, 4 и 7
Встроенный осциллятор микросхемы генерирует прямоугольные импульсы постоянной частоты, значение которой определяется емкостью конденсатора, подключенного между 3 и 4 выводами, а продолжительность каждого импульса зависит от величины напряжения на выводе 7 — на резистивном датчике тока. Как только напряжение на выводе 7 достигает 0,3 В, управляющий прямоугольный импульс внутри микросхемы завершается. Дальше станет ясно, почему так происходит.
Суть в том, что между выводами 6 и 7, согласно требованиям документации на данную микросхему, обязательно устанавливается внешний измерительный токоограничительный резистор. Причем максимальное напряжение на данном резисторе определяет точку максимума тока рабочей внешней цепи во время каждого следующего импульса.
В соответствии с законом Ома, максимальные 1,5 ампера тока при 0,3 вольтах (такова калибровка микросхемы по даташиту) на резисторе достижимы при номинале резистора в 0,2 Ом. Однако всегда необходим некоторый запас, поэтому берут минимум 0,25 Ом — обычно в этом месте включают параллельно четыре резистора по 1 Ом.
Вывод 8
Вывод 8 является открытым коллектором внутреннего транзистора Q2, управляющего силовым транзистором Q1, который призван коммутировать внешнюю индуктивность к источнику питания. Общий коэффициент усиления по току здесь находится в районе 75. Это значит, что в зависимости от топологии проектируемого преобразователя, на выводе 8 может потребоваться резистор для ограничения тока базы.
Вывод 5
Благодаря наличию встроенного в микросхему калиброванного источника опорного напряжения номиналом 1,25 вольт, в проектируемом DC-DC преобразователе любой топологии можно легко построить самую обычную цепочку обратной связи по выходному напряжению. А именно — подать с выхода преобразователя, через резистивный делитель, на вывод №5 соответствующее напряжение в 1,25 вольта, составляющие определенную долю от необходимого выходного напряжения.
Поскольку принципы построения конвертеров типа Buck и Boost мы уже разбирали в предыдущих статьях, подробно останавливаться на этих принципах сейчас не будем, а только отметим, что кроме самой микросхемы, для построения Buck (понижающего) или Boost (повышающего) преобразователя без гальванической развязки на микросхеме MC34063 (MC33063), кроме самой микросхемы нам потребуется лишь диод Шоттки типа 1N5822 или 1N5819, в зависимости от выходного тока, дроссель подходящей индуктивности и подходящего максимального тока, несколько резисторов для получения шунта на 0,25 Ом и на общую рассеиваемую мощность около 1-2 Вт, времязадающий конденсатор на 3 ногу, а также конденсатор выходного фильтра и конденсатор по входу на 6 ножку (электролитические).
Смотрите также: Понижающий преобразователь (buck converter) - расчет компонентов