MC34063 — микросхема импульсного преобразователя постоянного напряжения с опорным источником 1,25 В, компаратором, генератором, ограничением тока и ключом на 1,5 А. На ней собирают понижающий, повышающий и инвертирующий преобразователи с питанием от 3 до 40 В и частотой до 100 кГц (ST DocID5257). Схема включения у всех трёх вариантов похожа, а номиналы считают по таблице формул из даташита — её и реализует калькулятор.
Схемы включения
Понижающий преобразователь (step-down): ключ подключает дроссель к входу, диод Шоттки замыкает ток дросселя, когда ключ закрыт.
Повышающий преобразователь (step-up): ключ замыкает дроссель на общий провод, при размыкании энергия дросселя через диод идёт на выход.
Резистор Rsc в цепи питания ключа — датчик тока: когда падение на нём достигает порога 250–350 мВ, генератор досрочно выключает ключ. Делитель R2/R1 на выводе 5 задаёт выходное напряжение. В инвертирующей схеме (ST, рис. 17) выход отрицательный, формулы для неё — в таблице ниже.
Как считается
Таблица формул из даташитов Diodes Incorporated (DS31004) и ST (DocID5257, табл. 12). Uнас — напряжение насыщения ключа, Uпр — прямое напряжение диода.
| Величина | Повышающий | Понижающий | Инвертирующий |
|---|---|---|---|
| tвкл/tвыкл | |||
| Iпик | 2Iвых(tвкл/tвыкл + 1) | 2Iвых | 2Iвых(tвкл/tвыкл + 1) |
| Lmin | |||
| CO |
Общие для всех схем:
Где источники расходятся. ST в своей таблице даёт CT = 4,5 · 10−5 tвкл и для повышающей и инвертирующей схем — CO = Iвыхtвкл/Uпульс, без множителя 9. Калькулятор показывает основное значение по Diodes Incorporated и рядом — по ST. Обе таблицы оговаривают, что расчётный выходной конденсатор на практике увеличивают: пульсации добавляет его эквивалентное последовательное сопротивление и разводка платы.
Пример: 5 В, 0,5 А от 12–24 В
Понижающая схема, fmin = 30 кГц, пульсации 50 мВ, Uпр = 0,5 В, Uнас = 1 В.
- tвкл/tвыкл = (5 + 0,5)/(12 − 1 − 5) = 0,917; период 33,3 мкс, tвыкл = 17,4 мкс, tвкл = 15,9 мкс.
- CT = 4,0 · 10−5 · 15,9 мкс = 638 пФ (по ST — 717 пФ).
- Iпик = 2 · 0,5 = 1 А, Rsc = 0,3 Ом; с порогом 250–350 мВ ток ограничится на 0,83–1,17 А.
- Lmin = (12 − 1 − 5)/1 · 15,9 мкс = 95,7 мкГн.
- CO = 1 · 33,3 мкс/(8 · 0,05) = 83 мкФ — с учётом ESR берут больше.
- Делитель: R1 = 1,2 кОм, R2 = 1,2 · (5/1,25 − 1) = 3,6 кОм — номинал ряда E24, выход 5,0 В (4,9–5,1 В с разбросом порога).
Выбор деталей
- Дроссель — индуктивность не меньше Lmin и ток насыщения не меньше тока ограничения ключа (верхней границы 0,35/Rsc).
- Диод — Шоттки на пиковый ток и обратное напряжение с запасом; его прямое напряжение при пиковом токе подставьте в расчёт.
- Выходной конденсатор — с малым ESR, ёмкость больше расчётной.
- Ключ. Предельный ток встроенного ключа — 1,5 А, напряжение коллектор — эмиттер — 40 В (ST, табл. 3). Насыщение в схеме Дарлингтона — 1,0 В типично и до 1,3 В при 1 А (табл. 6); в даташитах есть схемы с внешним NPN- или PNP-транзистором для больших токов.
- Нагрев. Тепловое сопротивление кристалл — воздух — 100 °C/Вт в DIP-8 и 160 °C/Вт в SO-8, допустимая мощность при 25 °C — 1,25 и 0,625 Вт (табл. 3, 4).
Ограничения
- Заполнение. Время включения генератор задаёт зарядом CT, выключения — разрядом; отношение токов разряда и заряда — от 5,2 до 7,5 (ST, табл. 5), поэтому заполнение выше примерно 84 % генератор не гарантирует. Калькулятор предупредит, если схема требует больше.
- Режимы. ST подписывает формулы понижающей схемы как непрерывный режим тока дросселя, повышающей и инвертирующей — как прерывистый.
- Точность. Порог компаратора — 1,225–1,275 В при 25 °C и 1,21–1,29 В во всём диапазоне температур; к этому добавляется допуск резисторов делителя.
Частые вопросы
Как рассчитать времязадающий конденсатор MC34063?
Сначала отношение времён включения и выключения ключа: для понижающей схемы tвкл/tвыкл = (Uвых + Uпр) / (Uвх min − Uнас − Uвых). Период — 1/f, из него tвыкл = период / (tвкл/tвыкл + 1) и tвкл. Конденсатор CT = 4,0·10⁻⁵·tвкл по таблице Diodes Incorporated; ST в своей таблице даёт коэффициент 4,5·10⁻⁵ — разница около 12 %, частота всё равно зависит от разброса токов генератора.
Как выбрать резистор датчика тока Rsc?
Rsc = 0,3 / Ipk, где Ipk — пиковый ток ключа: для понижающей схемы 2·Iвых, для повышающей и инвертирующей 2·Iвых·(tвкл/tвыкл + 1). Порог датчика тока у MC34063 по даташиту ST — от 250 до 350 мВ, поэтому ограничение тока срабатывает в пределах ±17 % от расчётного Ipk.
Какой ток может отдать MC34063?
Встроенный ключ рассчитан на пиковый ток 1,5 А. В понижающей схеме пиковый ток вдвое больше тока нагрузки, поэтому без внешнего транзистора — до 0,75 А, а с учётом разброса порога датчика тока — меньше. В повышающей схеме пиковый ток больше ещё в (tвкл/tвыкл + 1) раз. Для больших токов в даташитах есть схемы с внешним транзистором.
Какой диод ставить с MC34063?
Диод Шоттки на ток не меньше пикового тока ключа и обратное напряжение с запасом над входным (понижающая схема) или выходным (повышающая) напряжением: в типовых схемах Diodes Incorporated стоит B240. Его прямое напряжение при пиковом токе подставляют в формулы как Uпр.
Источники
- STMicroelectronics. MC34063AB, MC34063AC, MC34063EB, MC34063EC: DC-DC converter control circuits (DocID5257 Rev 13) — возможности (до 40 В и 100 кГц), табл. 3 (предельные режимы: ключ 1,5 А, 40 В), табл. 4 (тепловые сопротивления), табл. 5–7 (генератор, порог датчика тока 250–350 мВ, насыщение ключа, порог компаратора), рис. 13, 15, 17 (типовые схемы), табл. 12 (формулы расчёта)
- Diodes Incorporated. AP34063: 1.5A DC-DC converter control circuit (DS31004 Rev. 8-3) — Design Formula Table: tвкл/tвыкл, CT, Ipk, Rsc, L(min), CO для трёх схем; типовые схемы
Где пригодится
Встроить калькулятор на свой сайт
Скопируйте код и вставьте его в HTML страницы, статьи или вики. Виджет бесплатный, без рекламы, счётчиков и cookie. Условие одно — ссылка на GAW под рамкой остаётся на месте. Подробнее о виджетах
<iframe src="https://gaw.ru/embed/mc34063/" title="Калькулятор MC34063" width="100%" height="640" style="border:1px solid #e3e5e9;border-radius:8px" loading="lazy" allow="clipboard-write"></iframe>
<p style="margin:6px 0 0;font-size:14px">Калькулятор: <a href="https://gaw.ru/tools/mc34063/">Калькулятор MC34063</a> — GAW.ru</p>Автоподстройка высоты рамки
Если сайт разрешает скрипты, добавьте этот код один раз в любом месте страницы: рамка будет менять высоту вместе с результатом расчёта.
<script>window.addEventListener("message",function(e){if(e.origin!=="https://gaw.ru"||!e.data||e.data.type!=="gaw:embed-height")return;var f=document.querySelectorAll('iframe[src^="https://gaw.ru/embed/"]');for(var i=0;i<f.length;i++)if(f[i].contentWindow===e.source)f[i].style.height=e.data.height+"px"})</script>Обновлено .
Нашли ошибку в расчёте?