Понижающий DC преобразователь на MC34063

Понижающий DC преобразователь на MC34063

Понижающий DC преобразователь на MC34063, который преобразует входное напряжение от 8 до 30В постоянного тока в выходное напряжение 5В / 500 мА. Использование его разнообразное, для питания устройств небольшой мощности от 5В при потреблении до 500 мА. 

К примеру, если бы напряжение питания от аккумулятора 12В было уменьшено линейным стабилизатором (например, 7805), мощность рассеивалась бы около 4Вт. При использовании импульсного преобразователя постоянного тока с КПД около 75% рассеиваемая мощность 0,83 Вт.
Понижающий DC преобразователь на MC34063
Однако из-за крутых фронтов внутренних импульсов тока и напряжения, импульсные преобразователи создают радиочастотные помехи. Чтобы свести к минимуму эти помехи, в описываемом преобразователе использовалась более старая, но все еще популярная микросхема MC34063, которая из-за своей относительно низкой частоты переключения (около 32 кГц) создает лишь незначительные помехи в области спектра выше 1 МГц. Принципиальная схема понижающий DC преобразователь на MC34063 показана на рисунке и соответствует схеме включения технической документации на микросхему MC34063.

Принципиальная схема понижающий DC преобразователь на MC34063
Входное напряжение питания подается через предохранитель, рассчитанный на ток около 0,5А, на входные клеммы J1 и J2. Диод D1 защищает преобразователь, когда входное напряжение меняется на противоположное, и в этом случае через него протекает ток короткого замыкания и предохранитель на входе перегорает. В микросхеме имеется переключающий транзистор и схемы управления, по которым он управляется периодическими импульсами с переменным чередованием.


Коммутационный транзистор имеет коллектор на выводе 1 микросхемы и эмиттер на выводе 2. Когда транзистор закрыт, входное напряжение подается на катушку L1, и ток, протекающий через катушку, увеличивается экспоненциально. Когда транзистор выключен, ток, протекающий через катушку, замыкается через D2 и экспоненциально уменьшается. Напряжение после дросселя сглаживается конденсатором C4 и подается через фильтр L2 и C5 на выходной разъем J3 и J4. К ним подключается нагрузка преобразователя.

Величина выходного напряжения определяется цепью отрицательной обратной связи делителя R3 и R2. Выходное напряжение поступает на делитель, а напряжение с делителя подается на вход компаратора (вывод 5). Компаратор сравнивает напряжение делителя с внутренним опорным напряжением (1,25В) и изменяет чередование импульсов, управляющих переключающим транзистором, так, чтобы два сравниваемых напряжения были одинаковыми.

Определенным недостатком понижающий DC преобразователь на MC34063 является то, что он имеет частоту переключения только около 32 кГц при полной нагрузке 0,5А, в то время как постепенное уменьшение тока нагрузки уменьшается за счет периодического пропуска от одного до нескольких импульсов. Это снижает частоту переключения шаг за шагом до доли от ее максимальной величины, без внешней нагрузки частота коммутации преобразователя составляет около 300 Гц. Это затрудняет сглаживание пульсаций выходного напряжения. Однако это не увеличивает радиочастотные помехи.

Если нам нужно выходное напряжение, отличное от 5В, оставляем резистор R2 = 1,3 кОм и из соотношения после подстановки требуемых U = 1,25В и R2 = 1,3 кОм рассчитываем необходимое сопротивление резистора R3. О наличии выходного напряжения сигнализирует зеленый светодиод D3. Если его значительная яркость является проблемой, увеличиваем сопротивление резистора R4. Также можем не использовать светодиод.

Шунт R1, через который протекает входной ток инвертора, определяет максимальную величину этого тока и, таким образом, защищает микросхему от перегрузки по току. Когда падение напряжения на R1 достигает 310мВ при увеличении тока нагрузки инвертора, чередование импульсов, открывающих переключающий транзистор, начинает изменяться, так что входной ток больше не увеличивается.

В реализованном преобразователе использовались дроссели, от неисправных импульсных блоков питания. L1 на ферритовом сердечнике диаметром 10 и длиной 13 мм, имеет индуктивность 220мкгн и сопротивление 0,2 Ом. L2 на ферритовом сердечнике диаметром 9 и длиной 12 мм имеет индуктивность 3,2мкгн и сопротивление 0,05 Ом. Индуктивность дросселя L2, показанная на схеме, рекомендована производителем MC34063, но такой дроссель отсутствовал. Поскольку дроссели с требуемыми параметрами обычно не продаются, вероятно, их индуктивности не критичны.

Диод D2 это Шоттки, поэтому он имеет меньшее падение напряжения в прямом направлении по сравнению с обычным кремниевым диодом. Оба эти свойства необходимы для достижения хорошей эффективности преобразователя. R1 представляет собой металлопленочный резистор мощностью 2Вт. Также можно использовать резистор меньшей мощностью 1 Вт. КПД преобразователя. 

При выходном напряжении 5В, выходном токе 0,5А и входном напряжении 12,15В был измерен входной ток 256 мА, так что при мощности 2,5Вт, подаваемой на нагрузку, потребляемая мощность составила 3,11Вт. По соотношению мощности КПД около 80%, что неплохо. При входном напряжении 25В КПД был еще выше — около 81%. Понижающий DC преобразователь на MC34063 собран на односторонней печатной плате, показанной на рисунке.
Возможный вариант печатной платы
Разводка платы
При сборке без ошибок преобразователь запускается при первом включении. Чтобы уменьшить радиопомехи, преобразователь желательно разместить в экранированном корпусе.
<

Добавить комментарий

Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив

Радиолюбительские конструкции