MC芯片设计的计算公式及应用讲解.doc
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- 上传时间:2022-10-06
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MC芯片设计的计算公式及应用讲解.doc
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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=0.000004*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220μH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510Ω,R6取3.9kΩ。
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。
关于MC34063的占空比
如主题贴中的两个公式:
{对占空比有疑问的朋友证明没仔细用心看}
1、Rosc=0.33/Ipk
即Ipk=0.33/Rosc
2、Ipk=2*Iomax*T/toff
{Iomax为输出最大电流}
即Ipk=2*Iomax*(ton/toff+1)
即Iomax=Ipk/2/(ton/toff+1)
即ton/toff=Ipk/2/Iomax-1
从以上两个公式中不难看出,影响34063占空比的只有两个参数:
Lomax和Rosc,而这两个参数又是相互关联的,这就需要在设计过程中根据实际情况来具体应用了。
因为MC34063采用的是开环电流反馈模式,控制占空比的实时变化{可细看资料里面的方框图结构},其占空比的调整范围大约在15%--80%。
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