mc34063 buck prevodník s p kanálom pnp. Spínací prevodník na MC34063A. Schéma zapnutia zníženia napätia a stabilizácie

Na internete som narazil na schematickú schému od autora Ahtoxa s výmenou čipu KREN5 za malý šál s MC34063, zostavený s miernymi zmenami v datasheete pre prúd do 0,5 A. Faktom je, že niekedy je potrebné na inštaláciu stabilizátora bez objemného chladiča s veľkým vstupným napätím. Preto by takáto možnosť mohla byť dobre použiteľná. Je známe, že čip LM7805 je lineárny regulátor napätia, to znamená, že znižuje všetko prebytočné napätie na seba. A so vstupným napätím 12 V je nútený poskytnúť pokles napätia o 7 voltov. Vynásobte to aspoň 100 mA prúdu a získate 0,7 W straty energie navyše. Pri mierne vyšších prúdoch alebo rozdiele medzi vstupným a výstupným napätím už nestačí veľký chladič.

Jednoduchý a nastaviteľný obvod MC34063

Autor nezdieľal plošný spoj, preto vyvinul vlastnú podobnú verziu. Môžete si ho stiahnuť spolu s dokumentáciou a ďalšími súbormi potrebnými na montáž vo všeobecnom archíve.

Stabilizátor funguje výborne. Zozbierané niekoľkokrát. Je pravda, že rozdiely oproti údajovému listu nie sú k lepšiemu. Dôrazne sa odporúča použiť obmedzovací odpor. V opačnom prípade, ak sú na výstupe veľké kapacity, môže to spôsobiť poruchu vo vnútri mikroobvodu. Zaradenie dvoch diód paralelne nie je opodstatnené. Je lepšie dať jednu silnejšiu. Aj keď na prúd 500 mA to s hlavou stačí. Pre vysoké prúdy je vhodné inštalovať externý tranzistor. Hoci je mikroobvod podľa údajového listu navrhnutý pre 1,5 A, neodporúča sa prevádzkový prúd väčší ako 500 mA.

Nižšie je znázornená schéma zosilňovacieho meniča DC-DC postaveného podľa topológie zosilnenia, ktorý pri privedení napätia 5 ... 13 V na vstup vytvára stabilné napätie 19 V na výstupe. Takže pomocou tohto prevodníka môžete získať 19V z akéhokoľvek štandardného napätia: 5V, 9V, 12V. Prevodník je navrhnutý pre maximálny výstupný prúd cca 0,5 A, má malé rozmery a je veľmi pohodlný.

Na ovládanie meniča sa používa široko používaný mikroobvod.

Výkonný n-kanálový MOSFET sa používa ako vypínač napájania, ako najhospodárnejšie riešenie z hľadiska účinnosti. Tieto tranzistory majú minimálny odpor v zapnutom stave a v dôsledku toho minimálne zahrievanie (minimálny stratový výkon).

Keďže mikroobvody série 34063 nie sú vhodné na riadenie tranzistorov s efektom poľa, je lepšie ich použiť v spojení so špeciálnymi budičmi (napríklad s polovičným mostíkovým horným budičom) - to vám umožní získať strmšie predné časti, keď otváranie a zatváranie vypínača. Pri absencii mikroobvodov ovládača však môžete namiesto toho použiť „alternatívu chudobného“: bipolárny pnp tranzistor s diódou a odporom (v tomto prípade je to možné, pretože zdroj poľa je pripojený k spoločnému vodiču) . Keď je MOSFET zapnutý, hradlo sa nabíja cez diódu, zatiaľ čo bipolárny tranzistor je uzavretý, a keď je MOSFET vypnutý, bipolárny tranzistor sa otvorí a cez neho sa vybije hradlo.

schéma:

Podrobnosti:

L1, L2 sú 35 uH a 1 uH induktory, v danom poradí. Cievku L1 je možné navinúť hrubým drôtom na krúžok zo základnej dosky, stačí nájsť krúžok s väčším priemerom, pretože natívne indukčnosti sú tam len niekoľko mikrohenrov a možno to budete musieť navinúť v niekoľkých vrstvách. Cievku L2 (pre filter) vyberieme pripravenú zo základnej dosky.

C1 - vstupný filter, elektrolyt 330 uF / 25V

C2 - časovací kondenzátor, keramický 100 pF

C3 - výstupný filter, elektrolyt 220 uF / 25V

C4, R4 - tlmič, hodnoty 2,7 ​​nF, 10 ohmov, resp. V mnohých prípadoch sa bez neho zaobídete úplne. Hodnoty tlmiacich prvkov vo veľkej miere závisia od konkrétneho zapojenia. Výpočet sa vykonáva experimentálne po výrobe dosky.

C5 - Výkonový filter Mikruha, 0,1 uF keramický

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

Kľúčové špecifikácie pre MC34063

• Široký rozsah hodnôt vstupného napätia: od 3 V do 40 V;
• Vysoký výstupný impulzný prúd: až 1,5 A;
• Nastaviteľné výstupné napätie;
• Frekvencia meniča do 100 kHz;
• Presnosť referencie vnútorného napätia: 2 %;
• Obmedzenie skratového prúdu;
• Nízka spotreba v režime spánku.

1. Zdroj referenčného napätia 1,25 V;
2. Komparátor porovnávajúci referenčné napätie a vstupný signál zo vstupu 5;
3. Resetovanie generátora impulzov RS klopný obvod;
4. Prvok A kombinovanie signálov z komparátora a generátora;
5. RS-trigger eliminuje vysokofrekvenčné spínanie výstupných tranzistorov;
6. Budiaci tranzistor VT2 v obvode sledovača emitora na zosilnenie prúdu;
7. Výstupný tranzistor VT1 poskytuje prúd až 1,5A.

Zosilňovací konvertor MC34063

• C1 - 100uF 25V;
• C2 - 1500 pF;
• C3 - 330uF 50V;
• DA1 - MC34063A;
• L1 - 180 uH;
• R1 - 0,22 Ohm;
• R2 - 180 Ohm;
• R3 - 2,2 kOhm;
• R4 - 47 kOhm;
• VD1 - 1N5819.

Znižovací konvertor na MC34063

• C1 - 100uF 50V;
• C2 - 1500 pF;
• C3 - 470uF 10V;
• DA1 - MC34063A;
• L1 - 220 uH;
• R1 - 0,33 Ohm;
• R2 - 1,3 kOhm;
• R3 - 3,9 kOhm;
• VD1 - 1N5819.

Obvod invertného meniča MC34063

• C1 - 100uF 10V;
• C2 - 1500 pF;
• C3 - 1000uF 16V;
• DA1 - MC34063A;
• L1 - 88 uH;
• R1 - 0,24 Ohm;
• R2 - 8,2 kOhm;
• R3 - 953 Ohm;
• VD1 - 1N5819.

Analógy MC34063

Tento opus bude o 3 hrdinoch. Prečo bogatýri?))) Od pradávna sú bogatýri obrancovia vlasti, ľudia, ktorí „kradli“, teda šetrili, a nie ako teraz – „kradli“, bohatstvo.. Naše pohony sú konvertory impulzov, 3 typy (step-down, step-up, invertor ). Všetky tri sú navyše na rovnakom čipe MC34063 a na rovnakom type cievky DO5022 s indukčnosťou 150 μH. Používajú sa ako súčasť spínača mikrovlnného signálu na kolíkových diódach, ktorých obvod a doska sú uvedené na konci tohto článku.

Výpočet step-down prevodníka (step-down, buck) DC-DC na čipe MC34063

Výpočet sa vykonáva podľa štandardnej metódy "AN920 / D" od ON Semiconductor. Schéma elektrického zapojenia prevodníka je znázornená na obrázku 1. Čísla prvkov obvodu zodpovedajú najnovšej verzii obvodu (zo súboru „Driver of MC34063 3in1 - ver 08.SCH“).

Obr. 1 Schéma elektrického zapojenia reduktora.

Ihly na čipy:

Záver 1 - SWC(spínací kolektor) - výstupný tranzistorový kolektor

Záver 2 - SWE(switch emitor) - emitor výstupného tranzistora

Záver 3 - TS(časovací kondenzátor) - vstup pre pripojenie časovacieho kondenzátora

Záver 4 - GND- uzemnenie (pripojené k spoločnému vodiču znižovacieho DC-DC)

Záver 5 - CII(Facebook) (invertujúci vstup komparátora) - invertujúci vstup komparátora

Záver 6 - VCC- výživa

Záver 7 - ipk- vstup obvodu obmedzujúceho maximálny prúd

Záver 8 - DRC(kolektor budiča) - kolektor budiča výstupného tranzistora (ako budič výstupného tranzistora sa používa aj bipolárny tranzistor zapojený podľa Darlingtonovho obvodu, ktorý je vo vnútri mikroobvodu).

Prvky:

L 3- škrtiaca klapka. Je lepšie použiť tlmivku otvoreného typu (nie je úplne pokrytá feritom) - séria DO5022T od Coilkraft alebo RLB od Bourns, pretože takáto tlmivka sa nasýti vyšším prúdom ako bežné CDRH Sumida uzavreté tlmivky. Je lepšie použiť tlmivky s väčšou indukčnosťou ako je vypočítaná hodnota.

Od 11- časovací kondenzátor, určuje frekvenciu prevodu. Maximálna konverzná frekvencia pre čipy 34063 je približne 100 kHz.

R24, R21- delič napätia pre obvod komparátora. Neinvertujúci vstup komparátora je napájaný napätím 1,25V z interného regulátora a invertujúci vstup je napájaný z napäťového deliča. Keď sa napätie z deliča rovná napätiu z vnútorného regulátora, komparátor prepne výstupný tranzistor.

C2, C5, C8 a C17, C18- výstupný a vstupný filter. Kapacita výstupného filtra určuje veľkosť zvlnenia výstupného napätia. Ak sa počas výpočtu ukáže, že pre danú hodnotu zvlnenia je potrebná veľmi veľká kapacita, môžete vypočítať pre veľké zvlnenie a potom použiť dodatočný LC filter. Vstupná kapacita je zvyčajne 100 ... 470 mikrofaradov (odporúčanie TI je najmenej 470 mikrofaradov), výstupná kapacita sa tiež berie 100 ... 470 mikrofaradov (odporúčanie 220 mikrofaradov).

R 11-12-13 (Rsc) je prúdový snímací odpor. Je potrebný pre obvod obmedzujúci prúd. Maximálny výstupný prúd tranzistora pre MC34063 = 1,5A, pre AP34063 = 1,6A. Ak špičkový spínací prúd prekročí tieto hodnoty, čip môže vyhorieť. Ak je s istotou známe, že špičkový prúd sa ani nepribližuje k maximálnym hodnotám, potom je možné tento odpor vynechať. Výpočet sa vykonáva presne pre špičkový prúd (vnútorného tranzistora). Pri použití externého tranzistora ním tečie špičkový prúd, vnútorným tranzistorom tečie menší (riadiaci) prúd.

VT 4 – externý bipolárny tranzistor sa zapojí do obvodu, keď vypočítaný špičkový prúd presiahne 1,5A (pri veľkom výstupnom prúde). V opačnom prípade môže prehriatie mikroobvodu viesť k jeho poruche. Prevádzkový režim (základný prúd tranzistora) R 26 , R 28 .

VD 2 – Schottkyho dióda alebo ultrarýchla (ultrarýchla) dióda pre napätie (vpred a vzad) najmenej 2U

Postup výpočtu:

• Vyberte menovité vstupné a výstupné napätie: V in, V von a maximálne

výstupný prúd som vonku.

V našej schéme V in = 24V, V out = 5V, I out = 500 mA(maximálne 750 mA)

• Vyberte minimálne vstupné napätie V v (min) a minimálna prevádzková frekvencia fmin s vybranými V in a som vonku.

V našej schéme V in (min) \u003d 20 V (podľa TK), vybrať si f min = 50 kHz

3) Vypočítajte hodnotu (t zapnuté + t vypnuté) max podľa vzorca (t zapnuté + t vypnuté) max = 1/f min, t on (max.)- maximálny čas, keď je výstupný tranzistor otvorený, toff(max)- maximálny čas, kedy je výstupný tranzistor uzavretý.

(t on + t off) max = 1/f min = 1/50kHz=0.02 pani=20 µs

Vypočítajte pomer t on/t off podľa vzorca t zapnuté / t vypnuté \u003d (V výstup + V F) / (V vstup (min) - V sat - V výstup), kde V F- pokles napätia na dióde (vpred - pokles napätia vpred), V sat- pokles napätia na výstupnom tranzistore, keď je v úplne otvorenom stave (saturácia - saturačné napätie) pri danom prúde. V sat určené grafmi alebo tabuľkami uvedenými v dokumentácii. Zo vzorca je vidieť, že čím viac V in, V von a čím viac sa od seba líšia, tým menší vplyv majú na konečný výsledok. V F a V sat.

(t on /t off) max =(V out +V F)/(V in(min) -V sat -V out)=(5+0,8)/(20-0,8-5)=5,8/14,2=0,408

4) Vedieť t on/t off a (t zapnuté + t vypnuté) max vyriešiť sústavu rovníc a nájsť t on (max.).

t off = (t on + t off) max / ((t on / t off) max +1) =20µs/(0.408+1)=14.2 µs

t na (max) =20- t off= 20-14,2 us = 5,8 us

5) Nájdite kapacitu časovacieho kondenzátora Od 11 (Ct) podľa vzorca:

C 11 \u003d 4,5 * 10 -5 * t zapnuté (max.).

C 11 = 4.5*10 -5 * t na (max) \u003d 4,5 * 10 - 5 * 5,8 μS \u003d 261pF(toto je minimálna hodnota), vezmite 680pF

Čím menšia je kapacita, tým vyššia je frekvencia. Kapacita 680pF zodpovedá frekvencii 14KHz

6) Nájdite špičkový prúd cez výstupný tranzistor: I PK(switch) =2*I out. Ak sa ukázalo, že je väčší ako maximálny prúd výstupného tranzistora (1,5 ... 1,6 A), potom je konvertor s takýmito parametrami nemožný. Buď musíte prepočítať obvod na nižší výstupný prúd ( som vonku), alebo použite obvod s externým tranzistorom.

I PK(prepínač) =2*I výstup =2*0,5=1A(pre maximálny výstupný prúd 750 mA I PK(prepínač) = 1,4A)

7) Vypočítajte Rsc podľa vzorca: R sc = 0,3/I PK (prepínač).

R sc \u003d 0,3 / I PK (prepínač) \u003d 0,3 / 1 \u003d 0,3 Ohm, zapojte paralelne 3 odpory R 11-12-13) o 1 ohm

8) Vypočítajte minimálnu kapacitu výstupného filtračného kondenzátora: C 17 =I PK(spínač) *(t zapnuté + t vypnuté) max /8V zvlnenie (p-p), kde V zvlnenie (p-p)- maximálna hodnota zvlnenia výstupného napätia. Maximálna kapacita sa berie z hodnôt, ktoré sú najbližšie k vypočítaným štandardným hodnotám.

Od 17 =I PK (prepínač) *(t na+ t off) max/8 V zvlnenie (p — p) \u003d 1 * 14,2 μS / 8 * 50 mV \u003d 50 μF, berieme 220 μF

9) Vypočítajte minimálnu indukčnosť tlmivky:

L 1(min) = t na (max) *(V in (min) — V sat— V von)/ I PK (prepínač) . Ak sú C 17 a L 1 príliš veľké, môžete skúsiť zvýšiť frekvenciu konverzie a zopakovať výpočet. Čím vyššia je frekvencia konverzie, tým nižšia je minimálna kapacita výstupného kondenzátora a minimálna indukčnosť tlmivky.

L 1(min) \u003d t zapnuté (max) * (V vstup (min) -V sat -V výstup) / I PK (spínač) \u003d 5,8µs *(20-0.8-5)/1=82.3 uH

Toto je minimálna indukčnosť. Pre čip MC34063 by mal byť induktor vybraný so známou veľkou hodnotou indukčnosti, než je vypočítaná hodnota. Vyberáme L = 150 μH od CoilKraft DO5022.

10) Odpory rozdeľovačov sa vypočítajú z pomeru V výstup \u003d 1,25 * (1 + R 24 / R 21). Tieto odpory musia byť najmenej 30 ohmov.

Pre výstup V \u003d 5V vezmeme R 24 \u003d 3,6K, potomR 21 = 1,2 tis

Online výpočet http://uiut.org/master/mc34063/ ukazuje správnosť vypočítaných hodnôt (okrem Сt=С11):

Existuje aj ďalší online výpočet http://radiohlam.ru/theory/stepdown34063.htm, ktorý tiež ukazuje správnosť vypočítaných hodnôt.

12) Podľa výpočtových podmienok v kapitole 7 je špičkový prúd 1A (Max 1,4A) blízko maximálneho prúdu tranzistora (1,5 ... 1,6 A) Je vhodné inštalovať externý tranzistor už pri špičkovom prúde 1A, aby sa zabránilo prehriatiu mikroobvodu. Toto je hotové. Vyberáme tranzistor VT4 MJD45 (typ PNP) s koeficientom prenosu prúdu 40 (odporúča sa brať h21e čo najviac, pretože tranzistor pracuje v režime saturácie a napätie na ňom klesá asi = 0,8 V). Niektorí výrobcovia tranzistorov uvádzajú v názve datasheetu nízku hodnotu saturačného napätia Usat rádovo 1V, čím by sa mali riadiť.

Vypočítajme odpor rezistorov R26 a R28 v obvodoch zvoleného tranzistora VT4.

Základný prúd tranzistora VT4: ja b= I PK (prepínač) / h 21 uh . ja b = 1/40 = 25 mA

Rezistor v obvode BE: R 26 =10*h21e/ I PK (prepínač) . R 26 \u003d 10 * 40 / 1 \u003d 400 Ohm (berieme R 26 \u003d 160 Ohm)

Prúd cez odpor R 26: I RBE \u003d V BE /R 26 \u003d 0,8 / 160 \u003d 5 mA

Rezistor v základnom obvode: R 28 =(Vin(min)-Vsat(vodič)-V RSC -V BEQ 1)/(I B +I RBE)

R 28 \u003d (20-0,8-0,1-0,8) / (25 + 5) \u003d 610 Ohm, môžete odobrať menej ako 160 Ohm (rovnakého typu ako R 26, pretože vstavaný Darlington tranzistor môže poskytnúť viac prúdu pre menší odpor.

13) Vypočítajte snubber prvky R 32, C 16. (pozri výpočet zosilňovacieho obvodu a diagram nižšie).

14) Vypočítajte prvky výstupného filtra L 5 , R 37, C 24 (G. Ott „Metódy potláčania šumu a rušenia v elektronických systémoch“ s. 120-121).

Chose - cievka L5 = 150 μH (rovnaký typ tlmivky s aktívnym odporovým odporom Rdross = 0,25 ohm) a C24 = 47 μF (obvod označuje väčšiu hodnotu 100 μF)

Vypočítajte koeficient tlmenia filtra xi =((R+Rdross)/2)* odmocnina (C/L)

R=R37 sa nastaví, keď je faktor tlmenia menší ako 0,6, aby sa odstránil vrchol v relatívnej frekvenčnej odozve filtra (rezonancia filtra). V opačnom prípade filter pri tejto medznej frekvencii zosilní vibrácie, nie ich utlmí.

Bez R37: Xi=0,25/2*(koreň 47/150)=0,07 - dôjde k nárastu frekvenčnej odozvy až na +20db, čo je zlé, takže nastavíme R=R37=2,2 Ohm, potom:

C R37: Ksi = (1 + 2,2) / 2 * (koreň 47/150) = 0,646 - s xi 0,5 alebo viac frekvenčná odozva klesá (nedochádza k žiadnej rezonancii).

Rezonančná frekvencia filtra (medzná frekvencia) Fср=1/(2*pi*L*C) musí ležať pod konverznými frekvenciami mikroobvodu (tieto filtrujú tieto vysoké frekvencie 10-100 kHz). Pre uvedené hodnoty L a C dostaneme Fcp=1896 Hz, čo je menej ako frekvencie meniča 10-100 kHz. Odpor R37 nie je možné zvýšiť na viac ako niekoľko ohmov, pretože na ňom klesne napätie (pri zaťažovacom prúde 500mA a R37=2,2ohm bude úbytok napätia Ur37=I*R=0,5*2,2=1,1V) .

Všetky prvky obvodu sú vybrané na povrchovú montáž

Oscilogramy činnosti v rôznych bodoch v obvode prevodníka Buck:

15) a) Oscilogramy bez zaťaženia ( Uin=24V, Uout=+5V):

Napätie + 5V na výstupe meniča (na kondenzátore C18) bez záťaže

Signál na kolektore tranzistora VT4 má frekvenciu 30-40Hz, možno bez záťaže, obvod spotrebuje asi 4 mA bez záťaže

Riadiace signály na kolík 1 mikroobvodu (spodný) a založený na tranzistore VT4 (horný) bez záťaže

b) Oscilogramy pri zaťažení(Uin=24V, Uout=+5V), s kapacitou nastavenia frekvencie c11=680pF. Záťaž meníme znížením odporu rezistora (3 priebehy nižšie). V tomto prípade sa výstupný prúd stabilizátora zvyšuje, rovnako ako vstup.

Zaťaženie - 3 68 ohmové odpory paralelne ( 221 mA) Vstupný prúd - 70mA

Žltý lúč – signál na báze tranzistora (ovládanie) Modrý lúč - signál na kolektore tranzistora (výstup) Zaťaženie - 5 68 ohmových odporov paralelne ( 367 mA) Vstupný prúd - 110mA

Žltý lúč – signál na báze tranzistora (ovládanie) Modrý lúč - signál na kolektore tranzistora (výstup) Zaťaženie - 1 odpor 10 ohmov ( 500 mA) Vstupný prúd - 150mA

Záver: v závislosti od zaťaženia sa frekvencia opakovania impulzov mení, pri vyššom zaťažení sa frekvencia zvyšuje, potom zmiznú pauzy (+ 5V) medzi fázou akumulácie a spätného rázu, zostanú len obdĺžnikové impulzy - stabilizátor pracuje „na limite“ svojich schopností. To je možné vidieť aj z nižšie uvedeného tvaru vlny, keď má napätie „píla“ rázy - regulátor vstúpi do režimu obmedzenia prúdu.

c) Napätie na kapacite nastavenia frekvencie c11=680pF pri maximálnom zaťažení 500mA

Žltý lúč - signál kapacity (riadiaca píla) Modrý lúč - signál na kolektore tranzistora (výstup) Zaťaženie - 1 odpor 10 ohmov ( 500 mA) Vstupný prúd - 150mA

d) Zvlnenie napätia na výstupe stabilizátora (c18) pri maximálnom zaťažení 500 mA

Žltý lúč - výstupný vlnitý signál (c18) Zaťaženie - 1 odpor 10 ohmov ( 500 mA)

Zvlnenie napätia na výstupe LC (R) filtra (s24) pri maximálnom zaťažení 500 mA

Žltý lúč - vlnitý signál na výstupe LC (R) filtra (c24) Zaťaženie - 1 odpor 10 ohmov ( 500 mA)

Záver: rozsah zvlnenia od vrcholu k vrcholu sa znížil z 300 mV na 150 mV.

e) Oscilogram tlmených kmitov bez tlmiča:

Modrý lúč - na dióde bez tlmiča (môžete vidieť vloženie impulzu s časom nerovná sa obdobiu, pretože toto nie je PWM, ale PWM)

Oscilogram tlmených kmitov bez tlmiča (zväčšený):

Výpočet boost konvertora (step-up, boost) DC-DC na čipe MC34063

http://uiut.org/master/mc34063/. Pre posilňovač je v podstate rovnaký ako výpočet buck drivera, takže sa mu dá veriť. Obvod počas online výpočtu sa automaticky zmení na typický obvod z „AN920/D“. Vstupné údaje, výsledky výpočtov a samotný typický obvod sú uvedené nižšie.

- poľný N-kanálový tranzistor VT7 IRFR220N. Zvyšuje nosnosť čipu, umožňuje rýchle prepínanie. Vyberá sa podľa: Elektrický obvod zosilňovacieho meniča je znázornený na obrázku 2. Čísla prvkov obvodu zodpovedajú najnovšej verzii obvodu (zo súboru „Driver of MC34063 3in1 - ver 08.SCH“). Schéma obsahuje prvky, ktoré nie sú v typickej schéme online výpočtu. Ide o nasledujúce prvky:

• Maximálne napätie odtokového zdroja V DSS =200 V, možno vysoké napätie na výstupe + 94V
• Malý pokles napätia na kanáli RDS(on)max=0,6Om.Čím nižší je odpor kanála, tým nižšia je tepelná strata a tým vyššia je účinnosť.
• Malá kapacita (vstup), ktorá určuje náboj brány Qg (Celkový poplatok za bránu) a nízky vstupný prúd hradla. Pre tento tranzistor ja=Qg*fsw= 15 nC*50 kHz = 750 uA.
• Maximálny odtokový prúd ja d= 5A, mk impulzný prúd Ipk=812 mA pri výstupnom prúde 100mA

- prvky deliča napätia R30, R31 a R33 (znižuje napätie pre bránu VT7, ktoré by nemalo byť väčšie ako V GS \u003d 20V)

- prvky vybíjania vstupnej kapacity VT7 - R34, VD3, VT6 pri prepínaní tranzistora VT7 do zatvoreného stavu. Znižuje čas rozpadu brány VT7 zo 400 nS (nezobrazené) na 50 nS (tvar vlny 50 nS). Log 0 na kolíku 2 mikroobvodu otvorí PNP tranzistor VT6 a kapacita vstupnej brány sa vybije cez prechod VT6 CE (rýchlejšie ako len cez odpor R33, R34).

- cievka L sa vo výpočte ukáže ako veľmi veľká, zvolí sa menšia hodnota L = L4 (obr. 2) = 150 μH

- tlmiace prvky C21, R36.

Výpočet snubber:

Preto L=1/(4*3,14^2*(1,2*10^6)^2*26*10^-12)=6,772*10^4 Rsn=√(6,772*10^4 /26*10^- 12) = 5,1 kΩ

Hodnota tlmiacej kapacity je väčšinou kompromisným riešením, keďže na jednej strane čím väčšia kapacita, tým lepšie vyhladenie (menej kmitov), ​​na druhej strane každým cyklom sa kapacita dobíja a odvádza časť užitočnej energie. energie cez odpor, čo ovplyvňuje účinnosť (zvyčajne normálne vypočítaný tlmič znižuje účinnosť veľmi mierne, v rámci niekoľkých percent).

Nastavením premenlivého odporu sa odpor určil presnejšie R=1 K

Obr. 2 Schéma elektrického zapojenia zosilňovača (zvýšenie, zvýšenie výkonu).

Oscilogramy práce v rôznych bodoch obvodu zosilňovača:

a) Napätie v rôznych bodoch bez záťaže:

Výstupné napätie - 94V bez záťaže

Napätie brány bez záťaže

Vypustite napätie bez zaťaženia

b) napätie na hradle (žltý lúč) a na kolektore (modrý lúč) tranzistora VT7:

na bráne a na odtoku pri záťaži sa frekvencia mení z 11 kHz (90 μs) na 20 kHz (50 μs) - to nie sú PWM, ale PFM

na bráne a odtoku pri zaťažení bez tlmiča (natiahnutý - 1 perióda oscilácie)

brána a odtok pod zaťažením s tlmičom

c) kolík 2 napätia na prednej a zadnej hrane (žltý lúč) a na bráne (modrý lúč) VT7, kolík 3 píly:

modrá - čas nábehu 450 ns na bráne VT7

Žltá - čas nábehu 50 ns na kolík 2 mikroobvody modrá - čas nábehu 50 ns na bráne VT7

píla na Ct (pin 3 IC) s prekmitom ovládania F = 11k

Výpočet DC-DC meniča (step-up / step-down, invertor) na čipe MC34063

Výpočet sa tiež vykonáva podľa štandardnej metódy „AN920/D“ od ON Semiconductor.

Výpočet je možné vykonať okamžite „online“ http://uiut.org/master/mc34063/. Pre invertujúci ovládač je to v podstate to isté ako výpočet dolného ovládača, takže mu možno dôverovať. Obvod počas online výpočtu sa automaticky zmení na typický obvod z „AN920/D“. Vstupné údaje, výsledky výpočtov a samotný typický obvod sú uvedené nižšie.

- bipolárny PNP tranzistor VT7 (zvyšuje zaťažiteľnosť) Elektrický obvod invertného meniča je znázornený na obrázku 3. Čísla prvkov obvodu zodpovedajú najnovšej verzii obvodu (zo súboru „Driver of MC34063 3in1 - ver 08 .SCH”). Schéma obsahuje prvky, ktoré nie sú v typickej schéme online výpočtu. Ide o nasledujúce prvky:

- prvky deliča napätia R27, R29 (nastavuje základný prúd a režim prevádzky VT7),

- tlmiace prvky C15, R35 (potláča nežiaduce výkyvy od plynu)

Niektoré komponenty sa líšia od vypočítaných:

• cievka L sa odoberá menej ako vypočítaná hodnota L=L2 (obr. 3)=150 μH (rovnaký typ všetkých cievok)
• výstupná kapacita je menšia ako vypočítaná C0 \u003d C19 \u003d 220 μF
• kondenzátor na nastavenie frekvencie je C13 = 680pF, čo zodpovedá frekvencii 14 kHz
• deličové odpory R2=R22=3,6K, R1=R25=1,2K (vybraté ako prvé pre výstupné napätie -5V) a koncové odpory R2=R22=5,1K, R1=R25=1,2K (výstupné napätie -6,5V)

odpor obmedzujúci prúd Rsc - 3 paralelne paralelne 1 ohm každý (výsledný odpor 0,3 ohm)

Obr. 3 Schéma elektrického zapojenia meniča (zvýšenie / zníženie, menič).

Oscilogramy práce v rôznych bodoch invertorového obvodu:

a) pri vstupnom napätí +24V bez záťaže:

na výstupe -6,5V bez záťaže

na kolektore - akumulácia a výdaj energie bez zaťaženia

na pin 1 a bázu tranzistora bez záťaže

na báze a kolektor tranzistora bez záťaže

výstupné zvlnenie bez zaťaženia

Na úplné nabitie smartfónu mu ale v základnej konfigurácii skutočne chýbal prúd, len okolo 500 mA. Zariadenie nafúklo zo všetkých síl, ale mikroobvod sa prehrial, čo malo negatívny vplyv na účinnosť a výkon vo všeobecnosti.

Pripomínam, aby ste sa neobťažovali - môžete si kúpiť skvelú hotovú PowerBank podľa svojho vkusu :)

Tu jeden súdruh potreboval vyrobiť Power Bank na semestrálnu prácu, takže ako základ bol vzatý obvod s externým kľúčovým prvkom na tranzistore s efektom poľa.

Akurát tak nebude fungovať pripojenie tranzistora s efektom poľa na výstup otvoreného žiariča, použije sa budič z diódy a pnp tranzistora. Schéma je uvedená nižšie, všetky potrebné výpočtové vzorce sú zobrazené na obrázku, navyše môžem ponúknuť kalkulačku, pomocou ktorej môžete vypočítať odpory spätnej väzby, aby ste získali požadované napätie (na nabíjanie smartfónu je potrebných 5 V). Pre 5V výstupné napätie sú vhodné odpory 1k a 3k, 1k je ten proti zemi. Ako používať kalkulačku je napísané na prvom odkaze v článku.

Nebolo ťažké oddeliť dosku, fotografiu nižšie, súbor na konci článku.

Použili sme smd prvky preložené výstupnými prvkami.

Konečná implementácia zariadenia umožňuje nabíjať akýkoľvek smartfón s príslušným adaptérom. Prúd môže dosiahnuť až 2A, pričom sa nezahreje ani jedna časť. Konkrétne v tejto implementácii bol výstupom USB konektor.

V podstate na tranzistore MCP34063A + MOSFET vidíte prevodník STEP-UP na zosilnenie prúdu.

Ak ho potrebujete napájať z malého napätia, napríklad z lítium-iónovej batérie, použite impulzy na bránu cez Schottkyho diódu.