Перейти к содержанию

Калькулятор MC34063

Задайте схему, входное и выходное напряжение, ток нагрузки, частоту и пульсации — калькулятор посчитает времязадающий конденсатор CT, резистор датчика тока Rsc, минимальную индуктивность, выходной конденсатор и делитель обратной связи по таблице формул из даташитов MC34063.

Исходные данные

Схема
В
В
В
мА
кГц
мВ

размах на выходе

В

по даташиту диода при Ipk

В

1,0 тип., 1,3 макс. при 1 А

кОм

Результат

CT
638 пФ
4,0·10⁻⁵·tвкл (Diodes); по ST 4,5·10⁻⁵·tвкл — 717 пФ
Rsc
0,3 Ом
ограничение тока 833 мА … 1,17 А при пороге 250…350 мВ
L, не меньше
95,7 мкГн
CO, не меньше
83,3 мкФ
Ipk·(tвкл + tвыкл) / 8Uпульс; с учётом ESR берут больше
R2 (выход — вывод 5)
3,6 кОмрасчётное 3,6 кОм
Uвых
5 Впри пороге 1,225…1,275 В: 4,9 В … 5,1 В
Пиковый ток ключа
1 А
tвкл / tвыкл
0,917tвкл 15,9 мкс, tвыкл 17,4 мкс, заполнение 47,8 %

Расчёт выполнен по формулам и данным из источников, приведённых на этой странице, и не заменяет проверку: параметры компонентов у разных производителей и даже партий различаются. Перед применением сверяйте результат с документацией на конкретные детали.

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.

Понижающий преобразователь на MC34063Вход питает вывод 6 и через резистор датчика тока Rsc выводы 7, 8 и 1, соединённые вместе. Эмиттер ключа, вывод 2, подключён к узлу, от которого диод Шоттки идёт катодом к узлу и анодом к общему проводу, а дроссель L — к выходу. На выходе конденсатор CO и делитель R2, R1 на вывод 5. Конденсатор CT на выводе 3 задаёт частоту, вывод 4 — общий провод.UвхRscCвхMC340636 VCC7 Ipk8 DCSC 1SE 2FB 53 CT4 GNDLCOUвыхR2R1CTVD

Повышающий преобразователь (step-up): ключ замыкает дроссель на общий провод, при размыкании энергия дросселя через диод идёт на выход.

Повышающий преобразователь на MC34063Вход питает вывод 6 и через резистор датчика тока Rsc вывод 7. От вывода 7 дроссель L идёт к узлу, к которому подключены коллектор ключа, вывод 1, и анод диода Шоттки; катод диода — выход. Вывод 8 через резистор 180 Ом соединён с выводом 7, эмиттер ключа, вывод 2, — с общим проводом. На выходе конденсатор CO и делитель R2, R1 на вывод 5, на выводе 3 — конденсатор CT.UвхRscCвх180 ОмLVDCOUвыхMC340636 VCC7 Ipk8 DCSC 1SE 2FB 53 CT4 GNDR2R1CT

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.

ВеличинаПовышающийПонижающийИнвертирующий
tвкл/tвыклUвых+Uпр−Uвх minUвх min−Uнас\dfrac{U_\text{вых} + U_\text{пр} - U_\text{вх min}}{U_\text{вх min} - U_\text{нас}}Uвых+UпрUвх min−Uнас−Uвых\dfrac{U_\text{вых} + U_\text{пр}}{U_\text{вх min} - U_\text{нас} - U_\text{вых}}∣Uвых∣+UпрUвх min−Uнас\dfrac{\lvert U_\text{вых}\rvert + U_\text{пр}}{U_\text{вх min} - U_\text{нас}}
Iпик2Iвых(tвкл/tвыкл + 1)2Iвых2Iвых(tвкл/tвыкл + 1)
LminUвх min−UнасIпик tвкл\dfrac{U_\text{вх min} - U_\text{нас}}{I_\text{пик}}\, t_\text{вкл}Uвх min−Uнас−UвыхIпик tвкл\dfrac{U_\text{вх min} - U_\text{нас} - U_\text{вых}}{I_\text{пик}}\, t_\text{вкл}Uвх min−UнасIпик tвкл\dfrac{U_\text{вх min} - U_\text{нас}}{I_\text{пик}}\, t_\text{вкл}
CO9IвыхtвклUпульс\dfrac{9 I_\text{вых} t_\text{вкл}}{U_\text{пульс}}Iпик(tвкл+tвыкл)8Uпульс\dfrac{I_\text{пик} (t_\text{вкл} + t_\text{выкл})}{8 U_\text{пульс}}9IвыхtвклUпульс\dfrac{9 I_\text{вых} t_\text{вкл}}{U_\text{пульс}}

Общие для всех схем:

tвкл+tвыкл=1fmin,tвыкл=tвкл+tвыклtвкл/tвыкл+1,CT=4,0⋅10−5 tвкл,Rsc=0,3Iпик,∣Uвых∣=1,25(1+R2R1)t_\text{вкл} + t_\text{выкл} = \frac{1}{f_\text{min}}, \quad t_\text{выкл} = \frac{t_\text{вкл} + t_\text{выкл}}{t_\text{вкл}/t_\text{выкл} + 1}, \quad C_T = 4{,}0 \cdot 10^{-5}\, t_\text{вкл}, \quad R_{sc} = \frac{0{,}3}{I_\text{пик}}, \quad \lvert U_\text{вых} \rvert = 1{,}25 \left(1 + \frac{R_2}{R_1}\right)

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.

  1. tвкл/tвыкл = (5 + 0,5)/(12 − 1 − 5) = 0,917; период 33,3 мкс, tвыкл = 17,4 мкс, tвкл = 15,9 мкс.
  2. CT = 4,0 · 10−5 · 15,9 мкс = 638 пФ (по ST — 717 пФ).
  3. Iпик = 2 · 0,5 = 1 А, Rsc = 0,3 Ом; с порогом 250–350 мВ ток ограничится на 0,83–1,17 А.
  4. Lmin = (12 − 1 − 5)/1 · 15,9 мкс = 95,7 мкГн.
  5. CO = 1 · 33,3 мкс/(8 · 0,05) = 83 мкФ — с учётом ESR берут больше.
  6. 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

  1. 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)
  2. 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?