Αριθμομηχανή mc34063 με ξένο κλειδί. Ισχυρός φορτιστής Smartphone για MC34063A

Αυτό το έργο θα είναι περίπου 3 ήρωες. Γιατί ήρωες;))) Από αρχαιοτάτων χρόνων, ήρωες είναι οι υπερασπιστές της πατρίδας, άνθρωποι που «έκλεψαν», δηλαδή έσωσαν, και όχι όπως τώρα «έκλεψαν» πλούτο.. Οι θησαυριστές μας είναι μετατροπείς παλμών, 3 τύπων (step down, step up, inverter). Επιπλέον, και τα τρία βρίσκονται σε ένα τσιπ MC34063 και σε έναν τύπο πηνίου DO5022 με επαγωγή 150 μH. Χρησιμοποιούνται ως μέρος ενός διακόπτη σήματος μικροκυμάτων που χρησιμοποιεί διόδους ακίδων, το κύκλωμα και η πλακέτα του οποίου δίνονται στο τέλος αυτού του άρθρου.

Υπολογισμός ενός μετατροπέα DC-DC step-down (step-down, buck) στο τσιπ MC34063

Ο υπολογισμός πραγματοποιείται με τη χρήση της τυπικής μεθόδου «AN920/D» της ON Semiconductor. Ηλεκτρικό διάγραμμα αρχή του μετατροπέαφαίνεται στο Σχήμα 1. Οι αριθμοί των στοιχείων κυκλώματος αντιστοιχούν στην τελευταία έκδοση του κυκλώματος (από το αρχείο «Πρόγραμμα οδήγησης MC34063 3in1 – έκδοση 08.SCH»).

Εικ. 1 Διάγραμμα ηλεκτρικού κυκλώματος ενός οδηγού που οδηγεί προς τα κάτω.

Έξοδοι IC:

Συμπέρασμα 1 - SWC(συλλέκτης διακόπτη) - συλλέκτης τρανζίστορ εξόδου

Συμπέρασμα 2 - S.W.E.(εκπομπός διακόπτη) - πομπός του τρανζίστορ εξόδου

Συμπέρασμα 3 - TS(πυκνωτής χρονισμού) - είσοδος για τη σύνδεση ενός πυκνωτή χρονισμού

Συμπέρασμα 4 - GND– γείωση (συνδέεται με το κοινό καλώδιο του υποβιβαζόμενου DC-DC)

Συμπέρασμα 5 - CII(FB) (comparator inverting input) - inverting input of the comparator

Συμπέρασμα 6 - VCC- διατροφή

Συμπέρασμα 7 - Ipk— είσοδος του κυκλώματος περιορισμού μέγιστου ρεύματος

Συμπέρασμα 8 - ΛΔΚ(συλλέκτης οδηγού) - συλλέκτης οδηγού τρανζίστορ εξόδου (χρησιμοποιείται επίσης ως οδηγός τρανζίστορ εξόδου διπολικό τρανζίστορ, συνδεδεμένο σύμφωνα με το κύκλωμα Darlington, που βρίσκεται μέσα στο μικροκύκλωμα).

Στοιχεία:

L 3- γκάζι. Χρησιμοποιήστε καλύτερα το γκάζι ανοιχτού τύπου(όχι εντελώς κλειστό με φερρίτη) - Σειρά DO5022T από την Coilkraft ή RLB από την Bourns, καθώς ένα τέτοιο τσοκ εισέρχεται σε κορεσμό με υψηλότερο ρεύμα από τα κοινά τσοκ κλειστού τύπου CDRH Sumida. Είναι καλύτερα να χρησιμοποιείτε τσοκ με μεγαλύτερη αυτεπαγωγή από την υπολογισμένη τιμή που λαμβάνεται.

Από 11- πυκνωτής χρονισμού, καθορίζει τη συχνότητα μετατροπής. Η μέγιστη συχνότητα μετατροπής για τσιπ 34063 είναι περίπου 100 kHz.

R 24, R 21— διαιρέτης τάσης για το κύκλωμα σύγκρισης. Η μη αντιστρεφόμενη είσοδος του συγκριτή τροφοδοτείται με τάση 1,25 V από τον εσωτερικό ρυθμιστή και η αναστροφική είσοδος τροφοδοτείται από διαιρέτη τάσης. Όταν η τάση από το διαιρέτη γίνει ίση με την τάση από τον εσωτερικό ρυθμιστή, ο συγκριτής αλλάζει το τρανζίστορ εξόδου.

C 2, C 5, C 8 και C 17, C 18— φίλτρα εξόδου και εισόδου, αντίστοιχα. Η χωρητικότητα του φίλτρου εξόδου καθορίζει την ποσότητα του κυματισμού της τάσης εξόδου. Εάν κατά τη διάρκεια των υπολογισμών αποδειχθεί ότι απαιτείται πολύ μεγάλη χωρητικότητα για μια δεδομένη τιμή κυματισμού, μπορείτε να κάνετε τον υπολογισμό για μεγάλους κυματισμούς και στη συνέχεια να χρησιμοποιήσετε ένα πρόσθετο φίλτρο LC. Η χωρητικότητα εισόδου λαμβάνεται συνήθως 100 ... 470 μF (η σύσταση TI είναι τουλάχιστον 470 μF), η χωρητικότητα εξόδου λαμβάνεται επίσης 100 ... 470 μF (λήψη 220 μF).

R 11-12-13 (Rsc)- αντίσταση ανίχνευσης ρεύματος. Απαιτείται για το κύκλωμα περιορισμού ρεύματος. Μέγιστο ρεύμα τρανζίστορ εξόδου για MC34063 = 1,5A, για AP34063 = 1,6A. Εάν το μέγιστο ρεύμα μεταγωγής υπερβαίνει αυτές τις τιμές, το μικροκύκλωμα μπορεί να καεί. Εάν είναι σίγουρο ότι το ρεύμα αιχμής δεν πλησιάζει καν τις μέγιστες τιμές, τότε αυτή η αντίσταση δεν μπορεί να εγκατασταθεί. Ο υπολογισμός πραγματοποιείται ειδικά για το ρεύμα αιχμής (του εσωτερικού τρανζίστορ). Όταν χρησιμοποιείτε ένα εξωτερικό τρανζίστορ, το ρεύμα αιχμής ρέει μέσα από αυτό, ενώ ένα μικρότερο ρεύμα (ελέγχου) ρέει μέσω του εσωτερικού τρανζίστορ.

VT 4 – ένα εξωτερικό διπολικό τρανζίστορ τοποθετείται στο κύκλωμα όταν το υπολογισμένο ρεύμα αιχμής υπερβαίνει το 1,5Α (σε μεγάλο ρεύμα εξόδου). Διαφορετικά, η υπερθέρμανση του μικροκυκλώματος μπορεί να οδηγήσει σε αστοχία του. Τρόπος λειτουργίας (ρεύμα βάσης τρανζίστορ) R 26 , R 28 .

V.D. 2 – Δίοδος Schottky ή υπερταχεία δίοδος για τάση (εμπρός και όπισθεν) εξόδου τουλάχιστον 2U

Διαδικασία υπολογισμού:

• Επιλέξτε ονομαστική είσοδο και τάση εξόδου: V σε, Βουτκαι μέγιστο

ρεύμα εξόδου εγώ έξω.

Στο σχέδιό μας V σε =24V, V out =5V, I out =500mA(μέγιστο 750 mA)

• Επιλέξτε την ελάχιστη τάση εισόδου V σε (λεπτά)και ελάχιστο συχνότητα λειτουργίας f minμε επιλεγμένα V σεΚαι εγώ έξω.

Στο σχέδιό μας V in(min) =20V (σύμφωνα με τις τεχνικές προδιαγραφές),επιλέγω f min =50 kHz

3) Υπολογίστε την τιμή (t on +t off) μέγσύμφωνα με τον τύπο (t on +t off) max =1/f min, t ενεργό (μέγιστο)— μέγιστος χρόνος όταν το τρανζίστορ εξόδου είναι ανοιχτό, toff (μέγ.)— μέγιστος χρόνος όταν το τρανζίστορ εξόδου είναι κλειστό.

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

Υπολογισμός αναλογίας t on/t offσύμφωνα με τον τύπο t on /t off =(V out +V F)/(V in(min) -V sat -V out), Πού V F- πτώση τάσης στη δίοδο (εμπρός - πτώση τάσης προς τα εμπρός), V κάθισε- την πτώση τάσης στο τρανζίστορ εξόδου όταν είναι σε πλήρως ανοιχτή κατάσταση (τάση κορεσμού - κορεσμού) σε δεδομένο ρεύμα. V κάθισεκαθορίζεται από τα γραφήματα ή τους πίνακες που δίνονται στην τεκμηρίωση. Από τον τύπο είναι σαφές ότι όσο περισσότερο V σε, Βουτκαι όσο περισσότερο διαφέρουν μεταξύ τους, τόσο λιγότερη επιρροή έχουν στο τελικό αποτέλεσμα V FΚαι V κάθισε.

(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) Γνωρίζοντας t on/t offΚαι (t on +t off) μέγνα λύσετε το σύστημα των εξισώσεων και να βρείτε t ενεργό (μέγιστο).

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

t επάνω (μέγ) =20- t off=20-14,2 μS=5,8 μS

5) Βρείτε την χωρητικότητα του πυκνωτή χρονισμού από 11 (Ct) σύμφωνα με τον τύπο:

C 11 = 4,5*10 -5 *t on(max).

ντο 11 = 4.5*10 -5 * t επάνω (μέγ) =4,5*10 - 5*5,8 μS=261pF(αυτή είναι η ελάχιστη τιμή), πάρτε 680 pF

Όσο μικρότερη είναι η χωρητικότητα, τόσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα. Η χωρητικότητα 680pF αντιστοιχεί σε συχνότητα 14KHz

6) Βρείτε το ρεύμα αιχμής μέσω του τρανζίστορ εξόδου: I PK(switch) =2*I out. Εάν αποδειχθεί ότι είναι μεγαλύτερο από το μέγιστο ρεύμα του τρανζίστορ εξόδου (1,5 ... 1,6 A), τότε ένας μετατροπέας με τέτοιες παραμέτρους είναι αδύνατος. Είναι απαραίτητο είτε να υπολογίσετε ξανά το κύκλωμα για χαμηλότερο ρεύμα εξόδου ( εγώ έξω), ή χρησιμοποιήστε ένα κύκλωμα με εξωτερικό τρανζίστορ.

I PK(διακόπτης) =2*I out =2*0,5=1ΕΝΑ(για μέγιστο ρεύμα εξόδου 750 mA Ι ΠΚ(διακόπτης) = 1,4Α)

7) Υπολογίστε Rscσύμφωνα με τον τύπο: R sc =0,3/I PK(διακόπτης).

R sc =0,3/I PK(διακόπτης) =0,3/1=0,3 Ohm,Συνδέουμε 3 αντιστάσεις παράλληλα ( R 11-12-13) 1 ωμ

8) Υπολογίστε την ελάχιστη χωρητικότητα του πυκνωτή του φίλτρου εξόδου: C 17 =I PK(διακόπτης) *(t on +t off) max /8V κυματισμός (p-p), Πού V κυματισμός (p-p)— μέγιστη τιμή κυματισμού τάσης εξόδου. Η μέγιστη χωρητικότητα λαμβάνεται από τις τυπικές τιμές που είναι πλησιέστερες στην υπολογιζόμενη.

Από 17 =I PK (διακόπτης) *(t επάνω+ t off) μέγ/8 V κυματισμός (σελ — σελ) =1*14,2 µS/8*50 mV=50 µF, πάρτε 220 µF

9) Υπολογίστε την ελάχιστη αυτεπαγωγή του επαγωγέα:

μεγάλο 1(ελάχ) = t επάνω (μέγ) *(V σε (ελάχ) — V κάθισε— Βουτ)/ I PK (διακόπτης) . Εάν τα C 17 και L 1 είναι πολύ μεγάλα, μπορείτε να προσπαθήσετε να αυξήσετε τη συχνότητα μετατροπής και να επαναλάβετε τον υπολογισμό. Όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα μετατροπής, τόσο μικρότερη είναι η ελάχιστη χωρητικότητα του πυκνωτή εξόδου και η ελάχιστη αυτεπαγωγή του επαγωγέα.

L 1(min) =t on(max) *(V in(min) -V sat -V out)/I PK(διακόπτης) =5,8μS *(20-0.8-5)/1=82.3 μΗ

Αυτή είναι η ελάχιστη αυτεπαγωγή. Για το μικροκύκλωμα MC34063, ο επαγωγέας θα πρέπει να επιλεγεί με ηθελημένα μεγαλύτερη τιμή επαγωγής από την υπολογιζόμενη τιμή. Επιλέγουμε L=150μH από την CoilKraft DO5022.

10) Οι αντιστάσεις του διαιρέτη υπολογίζονται από την αναλογία V out =1,25*(1+R 24 /R 21). Αυτές οι αντιστάσεις πρέπει να είναι τουλάχιστον 30 ohms.

Για V out = 5V παίρνουμε R 24 = 3,6K, τότεR 21 =1,2K

Ο διαδικτυακός υπολογισμός http://uiut.org/master/mc34063/ δείχνει την ορθότητα των υπολογισμένων τιμών (εκτός από Ct=C11):

Υπάρχει επίσης ένας άλλος διαδικτυακός υπολογισμός http://radiohlam.ru/teory/stepdown34063.htm, ο οποίος δείχνει επίσης την ορθότητα των υπολογισμένων τιμών.

12) Σύμφωνα με τις συνθήκες υπολογισμού της παραγράφου 7, το ρεύμα αιχμής 1A (Max 1,4A) είναι κοντά στο μέγιστο ρεύμα του τρανζίστορ (1,5 ... 1,6 A). ρεύμα 1Α, προκειμένου να αποφευχθεί η υπερθέρμανση του μικροκυκλώματος. Αυτό γίνεται. Επιλέγουμε τρανζίστορ VT4 MJD45 (τύπος PNP) με συντελεστή μεταφοράς ρεύματος 40 (συνιστάται να λαμβάνετε το h21e όσο το δυνατόν υψηλότερα, καθώς το τρανζίστορ λειτουργεί σε λειτουργία κορεσμού και η τάση σε αυτό πέφτει της τάξης των = 0,8V). Ορισμένοι κατασκευαστές τρανζίστορ υποδεικνύουν στον τίτλο του φύλλου δεδομένων ότι η τάση κορεσμού Usat είναι χαμηλή, περίπου 1 V, από την οποία θα πρέπει να καθοδηγηθείτε.

Ας υπολογίσουμε την αντίσταση των αντιστάσεων R26 και R28 στα κυκλώματα του επιλεγμένου τρανζίστορ VT4.

Ρεύμα βάσης του τρανζίστορ VT4: εγώ b= I PK (διακόπτης) / η 21 ε . εγώ b=1/40=25mA

Αντίσταση στο κύκλωμα BE: R 26 =10*η21ε/ I PK (διακόπτης) . R 26 =10*40/1=400 Ohm (πάρτε R 26 =160 Ohm)

Ρεύμα μέσω της αντίστασης R 26: I RBE =V BE /R 26 =0,8/160=5mA

Αντίσταση στο κύκλωμα βάσης: R 28 =(Vin(min)-Vsat(οδηγός)-V RSC -V BEQ 1)/(I B +I RBE)

R 28 =(20-0,8-0,1-0,8)/(25+5)=610 Ohm, μπορείτε να πάρετε λιγότερα από 160 Ohm (όπως και το R 26, αφού το ενσωματωμένο τρανζίστορ Darlington μπορεί να παρέχει περισσότερο ρεύμα για μια μικρότερη αντίσταση.

13) Υπολογίστε τα snubber στοιχεία R 32, ντο 16. (δείτε τον υπολογισμό του κυκλώματος ενίσχυσης και το διάγραμμα παρακάτω).

14) Ας υπολογίσουμε τα στοιχεία του φίλτρου εξόδου μεγάλο 5 , R 37, ντο 24 (G. Ott «Μέθοδοι καταστολής θορύβου και παρεμβολών σε ηλεκτρονικά συστήματα» σελ. 120-121).

Επέλεξα πηνίο L5 = 150 μH (τσοκ ίδιου τύπου με ενεργό αντίσταση R τσοκ = 0,25 ohm) και C24 = 47 μF (που υποδεικνύεται στο διάγραμμα υψηλότερη τιμή 100 µF)

Ας υπολογίσουμε τη μείωση της εξασθένησης του φίλτρου xi =((R+Rdross)/2)* root(C/L)

Το R=R37 ρυθμίζεται όταν η μείωση της εξασθένησης είναι μικρότερη από 0,6, προκειμένου να αφαιρεθεί η υπέρβαση της σχετικής απόκρισης συχνότητας του φίλτρου (συντονισμός φίλτρου). Διαφορετικά, το φίλτρο σε αυτή τη συχνότητα αποκοπής θα ενισχύσει τις ταλαντώσεις αντί να τις εξασθενίσει.

Χωρίς R37: Ksi=0,25/2*(root 47/150)=0,07 - η απόκριση συχνότητας θα ανέλθει στα +20dB, κάτι που είναι κακό, οπότε ορίσαμε R=R37=2,2 Ohm, τότε:

C R37: Xi = (1+2,2)/2*(ρίζα 47/150) = 0,646 - με Xi 0,5 ή περισσότερο, η απόκριση συχνότητας μειώνεται (δεν υπάρχει συντονισμός).

Η συχνότητα συντονισμού του φίλτρου (συχνότητα αποκοπής) Fср=1/(2*pi*L*C) πρέπει να βρίσκεται κάτω από τις συχνότητες μετατροπής του μικροκυκλώματος (φιλτράροντας έτσι αυτές τις υψηλές συχνότητες 10-100 kHz). Για τις υποδεικνυόμενες τιμές των L και C, λαμβάνουμε Faver = 1896 Hz, η οποία είναι μικρότερη από τη συχνότητα λειτουργίας του μετατροπέα 10-100 kHz. Η αντίσταση R37 δεν μπορεί να αυξηθεί περισσότερο από μερικά Ohms, καθώς η τάση στα άκρα της θα πέσει (με ρεύμα φορτίου 500mA και R37=2,2 Ohm, η πτώση τάσης θα είναι Ur37=I*R=0,5*2,2=1,1V) .

Όλα τα στοιχεία κυκλώματος επιλέγονται για επιφανειακή τοποθέτηση

Ταλαντογράμματα λειτουργίας σε διάφορα σημεία του κυκλώματος μετατροπέα buck:

15) α) Ταλαντογράμματα χωρίς φορτίο ( Uin=24V, Uout=+5V):

Τάση +5V στην έξοδο του μετατροπέα (στον πυκνωτή C18) χωρίς φορτίο

Το σήμα στον συλλέκτη του τρανζίστορ VT4 έχει συχνότητα 30-40Hz, αφού χωρίς φορτίο, το κύκλωμα καταναλώνει περίπου 4 mA χωρίς φορτίο

Σήματα ελέγχου στον ακροδέκτη 1 του μικροκυκλώματος (κάτω) και με βάση το τρανζίστορ VT4 (πάνω) χωρίς φορτίο

β) Ταλαντογράμματα υπό φορτίο(Uin=24V, Uout=+5V), με χωρητικότητα ρύθμισης συχνότητας c11=680pF. Αλλάζουμε το φορτίο μειώνοντας την αντίσταση της αντίστασης (3 παλμογράφοι παρακάτω). Το ρεύμα εξόδου του σταθεροποιητή αυξάνεται, όπως και η είσοδος.

Φορτίο - 3 αντιστάσεις 68 ohm παράλληλα ( 221 mA) Ρεύμα εισόδου – 70mA

Κίτρινη δέσμη - σήμα που βασίζεται σε τρανζίστορ (έλεγχος) Μπλε δέσμη - σήμα στον συλλέκτη του τρανζίστορ (έξοδος) Φορτίο - 5 αντιστάσεις 68 ohm παράλληλα ( 367 mA) Ρεύμα εισόδου – 110 mA

Κίτρινη δέσμη - σήμα που βασίζεται σε τρανζίστορ (έλεγχος) Μπλε δέσμη - σήμα στον συλλέκτη του τρανζίστορ (έξοδος) Φορτίο - 1 αντίσταση 10 ohm ( 500 mA) Ρεύμα εισόδου – 150 mA

Συμπέρασμα: ανάλογα με το φορτίο, η συχνότητα επανάληψης του παλμού αλλάζει, με υψηλότερο φορτίο η συχνότητα αυξάνεται, μετά οι παύσεις (+5V) μεταξύ των φάσεων συσσώρευσης και απελευθέρωσης εξαφανίζονται, μόνο τετράγωνοι παλμοί– ο σταθεροποιητής λειτουργεί «στο όριο» των δυνατοτήτων του. Αυτό μπορεί επίσης να φανεί στον παλμογράφο παρακάτω, όταν η τάση "πριόνι" έχει υπερτάσεις - ο σταθεροποιητής εισέρχεται σε λειτουργία περιορισμού ρεύματος.

γ) Τάση στη χωρητικότητα ρύθμισης συχνότητας c11=680pF σε μέγιστο φορτίο 500 mA

Κίτρινη δέσμη - σήμα χωρητικότητας (πρίονο ελέγχου) Μπλε δέσμη - σήμα στον συλλέκτη του τρανζίστορ (έξοδος) Φορτίο - 1 αντίσταση 10 ohm ( 500 mA) Ρεύμα εισόδου – 150 mA

δ) Κυματισμός τάσης στην έξοδο του σταθεροποιητή (c18) σε μέγιστο φορτίο 500 mA

Κίτρινη δέσμη - παλμικό σήμα στην έξοδο (s18) Φορτίο - 1 αντίσταση 10 ohm ( 500 mA)

Κυματισμός τάσης στην έξοδο του φίλτρου LC(R) (c24) με μέγιστο φορτίο 500 mA

Κίτρινη δέσμη - σήμα κυματισμού στην έξοδο του φίλτρου LC(R) (c24) Φορτίο - 1 αντίσταση 10 ohm ( 500 mA)

Συμπέρασμα: το εύρος της τάσης κυματισμού κορυφής σε κορυφή μειώθηκε από 300mV σε 150mV.

ε) Ταλαντόγραμμα με απόσβεση ταλαντώσεων χωρίς ταλαντώσεις:

Μπλε δέσμη - σε μια δίοδο χωρίς snubber (η εισαγωγή ενός παλμού είναι ορατή με την πάροδο του χρόνου δεν ισούται με την περίοδο, αφού δεν είναι PWM, αλλά PFM)

Ταλαντόγραμμα με απόσβεση ταλαντώσεων χωρίς snubber (μεγέθυνση):

Υπολογισμός ενός ενισχυμένου μετατροπέα DC-DC στο τσιπ MC34063

http://uiut.org/master/mc34063/. Για το πρόγραμμα οδήγησης ενίσχυσης, είναι βασικά το ίδιο με τον υπολογισμό του προγράμματος οδήγησης buck, επομένως μπορεί να είναι αξιόπιστο. Κατά τη διάρκεια του διαδικτυακού υπολογισμού, το σχήμα αλλάζει αυτόματα στο τυπικό σχήμα από το "AN920/D", τα αποτελέσματα των υπολογισμών και το ίδιο το τυπικό σχήμα παρουσιάζονται παρακάτω.

— Τρανζίστορ Ν-καναλιού εφέ πεδίου VT7 IRFR220N. Αυξάνει τη χωρητικότητα φορτίου του μικροκυκλώματος και επιτρέπει τη γρήγορη εναλλαγή. Επιλογή από: Το ηλεκτρικό κύκλωμα του μετατροπέα ενίσχυσης φαίνεται στην Εικόνα 2. Οι αριθμοί των στοιχείων κυκλώματος αντιστοιχούν στην πιο πρόσφατη έκδοση του κυκλώματος (από το αρχείο «Πρόγραμμα οδήγησης MC34063 3in1 – έκδοση 08.SCH»). Υπάρχουν στοιχεία στο διάγραμμα που δεν είναι ενεργοποιημένα πρότυπο σχήμαδιαδικτυακός υπολογισμός. Αυτά είναι τα ακόλουθα στοιχεία:

• Μέγιστη τάση πηγής αποστράγγισης V DSS =200V, tk υψηλή τάσηέξοδος +94V
• Χαμηλή πτώση τάσης καναλιού RDS(on)max =0,6Οm.Όσο χαμηλότερη είναι η αντίσταση του καναλιού, τόσο μικρότερες είναι οι απώλειες θέρμανσης και τόσο μεγαλύτερη είναι η απόδοση.
• Μικρή χωρητικότητα (είσοδος), η οποία καθορίζει το φορτίο της πύλης Qg (Συνολική χρέωση πύλης)και χαμηλό ρεύμα εισόδου πύλης. Για ένα δεδομένο τρανζίστορ εγώ=Qg*FSW=15nC*50 KHz=750uA.
• Μέγιστο ρεύμα αποστράγγισης I d=5Α, tk παλμικό ρεύμα Ipk=812 mA σε ρεύμα εξόδου 100 mA

- στοιχεία διαιρέτη τάσης R30, R31 και R33 (μειώνει την τάση για την πύλη VT7, η οποία δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερη από V GS = 20V)

- στοιχεία εκφόρτισης της χωρητικότητας εισόδου VT7 - R34, VD3, VT6 κατά την αλλαγή του τρανζίστορ VT7 στην κλειστή κατάσταση. Μειώνει τον χρόνο αποσύνθεσης της πύλης VT7 από 400nS (δεν φαίνεται) σε 50nS (κυματομορφή με χρόνο αποσύνθεσης 50nS). Το log 0 στον ακροδέκτη 2 του μικροκυκλώματος ανοίγει το τρανζίστορ PNP VT6 και η χωρητικότητα της πύλης εισόδου αποφορτίζεται μέσω της διασταύρωσης CE VT6 (γρηγορότερα από ό,τι απλά μέσω της αντίστασης R33, R34).

— το πηνίο L αποδεικνύεται πολύ μεγάλο κατά τον υπολογισμό, επιλέγεται μια χαμηλότερη ονομαστική τιμή L = L4 (Εικ. 2) = 150 μH

— Στοιχεία snubber C21, R36.

Υπολογισμός Snubber:

Επομένως 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 KOhm

Το μέγεθος της χωρητικότητας snubber είναι συνήθως μια συμβιβαστική λύση, δεδομένου ότι, αφενός, όσο μεγαλύτερη είναι η χωρητικότητα, τόσο καλύτερη είναι η εξομάλυνση (λιγότερος αριθμός ταλαντώσεων), από την άλλη πλευρά, κάθε κύκλος επαναφορτίζεται και διαλύει μέρος του η ωφέλιμη ενέργεια μέσω της αντίστασης, η οποία επηρεάζει την απόδοση (συνήθως ένα κανονικά σχεδιασμένο snubber μειώνει την απόδοση πολύ ελαφρά, μέσα σε ένα δύο τοις εκατό).

Εγκαθιστώντας μια μεταβλητή αντίσταση, προσδιορίσαμε την αντίσταση με μεγαλύτερη ακρίβεια R=1 Κ

Εικ.2 Διάγραμμα ηλεκτρικού κυκλώματος οδηγού ανύψωσης, ενίσχυσης.

Ταλαντογράμματα λειτουργίας σε διάφορα σημεία του κυκλώματος του μετατροπέα ενίσχυσης:

α) Τάση σε διάφορα σημεία χωρίς φορτίο:

Τάση εξόδου - 94V χωρίς φορτίο

Τάση πύλης χωρίς φορτίο

Τάση αποστράγγισης χωρίς φορτίο

β) τάση στην πύλη (κίτρινη δέσμη) και στην αποστράγγιση (μπλε δέσμη) του τρανζίστορ VT7:

στην πύλη και την αποστράγγιση υπό φορτίο η συχνότητα αλλάζει από 11 kHz (90 µs) σε 20 kHz (50 µs) - αυτό δεν είναι PWM, αλλά PFM

στην αυλόπορτα και αποστράγγιση υπό φορτίο χωρίς σούπα (τεντωμένο - 1 περίοδος ταλάντωσης)

στην πύλη και στραγγίστε υπό φορτίο με snubber

γ) πείρος τάσης πρόσθιας και πίσω ακμής 2 (κίτρινη δοκός) και στην πύλη (μπλε δοκός) VT7, πείρος πριονιού 3:

μπλε - Χρόνος ανόδου 450 ns στην πύλη VT7

Κίτρινο - χρόνος ανόδου 50 ns ανά καρφίτσα 2 μάρκες μπλε - Χρόνος ανόδου 50 ns στην πύλη VT7

πριόνι σε Ct (ακίδα 3 του IC) με απελευθέρωση ελέγχου F=11k

Υπολογισμός μετατροπέα DC-DC (επάνω/βαθμίδα, μετατροπέας) στο τσιπ MC34063

Ο υπολογισμός πραγματοποιείται επίσης με την τυπική μέθοδο «AN920/D» από την ON Semiconductor.

Ο υπολογισμός μπορεί να γίνει αμέσως «online» http://uiut.org/master/mc34063/. Για ένα πρόγραμμα οδήγησης αναστροφής, είναι βασικά ο ίδιος με τον υπολογισμό για ένα πρόγραμμα οδήγησης buck, επομένως μπορεί να είναι αξιόπιστο. Κατά τη διάρκεια του διαδικτυακού υπολογισμού, το σχήμα αλλάζει αυτόματα στο τυπικό σχήμα από το "AN920/D", τα αποτελέσματα των υπολογισμών και το ίδιο το τυπικό σχήμα παρουσιάζονται παρακάτω.

— διπολικό τρανζίστορ PNP VT7 (αυξάνει την ικανότητα φόρτωσης) Το ηλεκτρικό κύκλωμα του μετατροπέα αναστροφής φαίνεται στο σχήμα 3. Οι αριθμοί των στοιχείων κυκλώματος αντιστοιχούν στην τελευταία έκδοση του κυκλώματος (από το αρχείο «Πρόγραμμα οδήγησης MC34063 3in1 – έκδοση 08.SCH ”). Το σχήμα περιέχει στοιχεία που δεν περιλαμβάνονται στο τυπικό διαδικτυακό σχήμα υπολογισμού. Αυτά είναι τα ακόλουθα στοιχεία:

— στοιχεία διαιρέτη τάσης R27, R29 (ρυθμίζει το βασικό ρεύμα και τον τρόπο λειτουργίας του VT7),

— Στοιχεία snubber C15, R35 (καταστέλλει τους ανεπιθύμητους κραδασμούς από το γκάζι)

Ορισμένα στοιχεία διαφέρουν από τα υπολογιζόμενα:

• Το πηνίο L λαμβάνεται μικρότερο από την υπολογιζόμενη τιμή L = L2 (Εικ. 3) = 150 μH (όλα τα πηνία είναι του ίδιου τύπου)
• Η χωρητικότητα εξόδου λαμβάνεται μικρότερη από την υπολογιζόμενη C0=C19=220uF
• Ο πυκνωτής ρύθμισης συχνότητας λαμβάνεται C13=680pF, που αντιστοιχεί σε συχνότητα 14KHz
• αντιστάσεις διαιρέτη R2=R22=3,6K, R1=R25=1,2K (λαμβάνονται πρώτα για τάση εξόδου -5V) και τελικές αντιστάσεις R2=R22=5,1K, R1=R25=1,2K (τάση εξόδου -6,5V)

Η αντίσταση περιορισμού ρεύματος λαμβάνεται Rsc - 3 αντιστάσεις παράλληλα, 1 Ohm η καθεμία (προκύπτουσα αντίσταση 0,3 Ohm)

Εικ.3 Διάγραμμα ηλεκτρικού κυκλώματος του μετατροπέα (ανέβασμα/βήμα-κάτω, μετατροπέας).

Ταλαντογράμματα λειτουργίας σε διάφορα σημεία του κυκλώματος μετατροπέα:

α) με τάση εισόδου +24V χωρίς φορτίο:

έξοδος -6,5V χωρίς φορτίο

στον συλλέκτη – συσσώρευση και απελευθέρωση ενέργειας χωρίς φορτίο

στον πείρο 1 και στη βάση του τρανζίστορ χωρίς φορτίο

στη βάση και τον συλλέκτη του τρανζίστορ χωρίς φορτίο

κυματισμός εξόδου χωρίς φορτίο

Αλλά στη βασική διαμόρφωση, πραγματικά δεν είχε αρκετό ρεύμα για να φορτίσει πλήρως το smartphone, μόνο περίπου 500 mA. Η συσκευή χτυπούσε με όλη της τη δύναμη, αλλά το τσιπ υπερθερμαίνεται και αυτό είχε αρνητικό αντίκτυπο στην απόδοση και τη συνολική απόδοση.

Σας υπενθυμίζω να μην ενοχλείτε - μπορείτε να αγοράσετε ένα δροσερό έτοιμο PowerBank για να ταιριάζει με το γούστο σας :)

Εδώ σε έναν σύντροφο εργασία μαθημάτωνήταν απαραίτητο να δημιουργηθεί ένα Power Bank, επομένως λήφθηκε ως βάση ένα κύκλωμα με ένα εξωτερικό στοιχείο κλειδιού σε ένα τρανζίστορ πεδίου.

Δεν είναι δυνατή η απλή σύνδεση ενός τρανζίστορ φαινομένου πεδίου στην έξοδο ενός ανοιχτού εκπομπού που χρησιμοποιείται ένας οδηγός από δίοδο και τρανζίστορ pnp. Το διάγραμμα παρουσιάζεται παρακάτω, όλοι οι απαραίτητοι τύποι υπολογισμού υποδεικνύονται στην εικόνα, επιπλέον, μπορώ να προσφέρω μια αριθμομηχανή που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό των αντιστάσεων ανάδρασης για την απόκτηση της απαιτούμενης τάσης (απαιτούνται 5 V για τη φόρτιση ενός smartphone). Για 5 Volt τάσης εξόδου, οι αντιστάσεις 1k και 3k είναι κατάλληλες, το 1k είναι το ένα προς τη γείωση. Πώς να χρησιμοποιήσετε την αριθμομηχανή γράφεται στον πρώτο σύνδεσμο του άρθρου.

Δεν ήταν δύσκολο να διαχωριστεί ο πίνακας, φωτογραφία παρακάτω, αρχείο στο τέλος του άρθρου.

Τα στοιχεία SMD χρησιμοποιήθηκαν αναμεμειγμένα με στοιχεία εξόδου.

Η τελική υλοποίηση της συσκευής σας επιτρέπει να φορτίζετε οποιοδήποτε smartphone με τον κατάλληλο προσαρμογέα. Το ρεύμα μπορεί εύκολα να φτάσει τα 2Α, ενώ ούτε ένα μέρος δεν ζεσταίνεται. Η συγκεκριμένη υλοποίηση είχε υποδοχή USB στην έξοδο.

Ουσιαστικά, βλέπετε έναν μετατροπέα STEP-UP που χρησιμοποιεί ένα τρανζίστορ MCP34063A + MOSFET για να ενισχύσει το ρεύμα.

Εάν χρειάζεται να το τροφοδοτήσετε από χαμηλή τάση, όπως από μπαταρία ιόντων λιθίου, εφαρμόζονται παλμοί στην πύλη μέσω μιας διόδου Schottky.

• 20.09.2014

  Η σκανδάλη είναι μια συσκευή με δύο σταθερές καταστάσεις ισορροπίας που έχει σχεδιαστεί για την καταγραφή και την αποθήκευση πληροφοριών. Ένα flip-flop μπορεί να αποθηκεύσει 1 bit δεδομένων. ΣύμβολοΗ σκανδάλη έχει τη μορφή ενός ορθογωνίου, μέσα στο οποίο αναγράφεται το γράμμα T, τα σήματα εισόδου συνδέονται στα αριστερά της εικόνας του ορθογωνίου. Οι ονομασίες των εισόδων σήματος γράφονται σε ένα πρόσθετο πεδίο στην αριστερή πλευρά του ορθογωνίου. ...

• 21.09.2014

  Το στάδιο εξόδου ενός κύκλου ενός ενισχυτή σωλήνα περιέχει ελάχιστα εξαρτήματα και είναι εύκολο να συναρμολογηθεί και να ρυθμιστεί. Τα πεντόδια στο στάδιο εξόδου μπορούν να χρησιμοποιηθούν μόνο σε εξαιρετικά γραμμικούς, τριοδικούς ή κανονικούς τρόπους λειτουργίας. Με σύνδεση τριόδου, το πλέγμα θωράκισης συνδέεται με την άνοδο μέσω μιας αντίστασης 100...1000 Ohm. Σε μια υπεργραμμική σύνδεση, ο καταρράκτης καλύπτεται από το λειτουργικό σύστημα κατά μήκος του πλέγματος θωράκισης, το οποίο μειώνει ...

• 04.05.2015

  Το σχήμα δείχνει ένα διάγραμμα ενός απλού τηλεχειριστηρίου υπερύθρων και ενός δέκτη του οποίου το εκτελεστικό στοιχείο είναι ένα ρελέ. Λόγω της απλότητας του κυκλώματος τηλεχειρισμού, η συσκευή μπορεί να εκτελέσει μόνο δύο ενέργειες: ενεργοποιήστε το ρελέ και απενεργοποιήστε το αφήνοντας το κουμπί S1, το οποίο μπορεί να επαρκεί για ορισμένους σκοπούς (πόρτες γκαράζ, άνοιγμα ηλεκτρομαγνητικής κλειδαριάς κ.λπ. ). Η ρύθμιση του κυκλώματος είναι πολύ...

• 05.10.2014

  Το κύκλωμα κατασκευάζεται με χρήση διπλού op-amp TL072. Ένας προενισχυτής με συντελεστή γίνεται στο A1.1. ενίσχυση με δεδομένη αναλογία R2\R3. Το R1 είναι ο έλεγχος έντασης. Ο ενισχυτής Op A1.2 διαθέτει ενεργό έλεγχο ήχου γέφυρας τριών ζωνών. Οι ρυθμίσεις γίνονται από μεταβλητές αντιστάσεις R7R8R9. Συντ. μετάδοση αυτού του κόμβου 1. Η φορτισμένη προκαταρκτική παροχή ULF μπορεί να είναι από ±4V έως ±15V Βιβλιογραφία...

Παρακάτω είναι ένα διάγραμμα ενός μετατροπέα DC-DC, κατασκευασμένου σύμφωνα με την τοπολογία ενίσχυσης, ο οποίος, όταν εφαρμόζεται τάση 5...13V στην είσοδο, παράγει σταθερή τάση 19V στην έξοδο. Έτσι, χρησιμοποιώντας αυτόν τον μετατροπέα μπορείτε να πάρετε 19V από οποιαδήποτε τυπική τάση: 5V, 9V, 12V. Ο μετατροπέας έχει σχεδιαστεί για μέγιστο ρεύμα εξόδου περίπου 0,5 A, είναι μικρός σε μέγεθος και πολύ βολικός.

Ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο μικροκύκλωμα χρησιμοποιείται για τον έλεγχο του μετατροπέα.

Ένα ισχυρό MOSFET n καναλιών χρησιμοποιείται ως διακόπτης ισχύος, ως η πιο οικονομική λύση από άποψη απόδοσης. Αυτά τα τρανζίστορ έχουν ελάχιστη αντίσταση στην ανοιχτή κατάσταση και, ως αποτέλεσμα, ελάχιστη θέρμανση (ελάχιστη απαγωγή ισχύος).

Δεδομένου ότι τα μικροκυκλώματα της σειράς 34063 δεν είναι κατάλληλα για τον έλεγχο τρανζίστορ φαινομένου πεδίου, είναι προτιμότερο να τα χρησιμοποιείτε σε συνδυασμό με ειδικούς οδηγούς (για παράδειγμα, με έναν οδηγό για τον άνω βραχίονα μιας μισής γέφυρας) - αυτό θα σας επιτρέψει να πιο απότομες άκρες κατά το άνοιγμα και το κλείσιμο του διακόπτη λειτουργίας. Ωστόσο, ελλείψει μικροκυκλωμάτων οδηγού, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια εναλλακτική λύση για τον φτωχό: ένα διπολικό τρανζίστορ PNP με δίοδο και αντίσταση (στην περίπτωση αυτή είναι δυνατό, καθώς η πηγή πεδίου είναι συνδεδεμένη με κοινό σύρμα). Όταν το MOSFET είναι ενεργοποιημένο, η πύλη φορτίζεται μέσω της διόδου, το διπολικό τρανζίστορ είναι κλειστό και όταν το MOSFET είναι απενεργοποιημένο, το διπολικό τρανζίστορ ανοίγει και η πύλη εκκενώνεται μέσω αυτού.

Σχέδιο:

Καθέκαστα:

L1, L2 - επαγωγείς 35 μH και 1 μH, αντίστοιχα. Το πηνίο L1 μπορεί να τυλιχτεί με ένα χοντρό σύρμα σε έναν δακτύλιο από τη μητρική πλακέτα, απλώς βρείτε έναν δακτύλιο με μεγαλύτερη διάμετρο, επειδή οι εγγενείς επαγωγές υπάρχουν μόνο λίγες μικροενριές και ίσως χρειαστεί να τις τυλίξετε σε μερικές στρώσεις. Παίρνουμε έτοιμο το πηνίο L2 (για το φίλτρο) από τη μητρική πλακέτα.

C1 - φίλτρο εισόδου, ηλεκτρολύτης 330 uF/25V

C2 - πυκνωτής χρονισμού, κεραμικό 100 pF

C3 - φίλτρο εξόδου, ηλεκτρολύτης 220 uF/25V

C4, R4 - snubber, ονομαστική 2,7 nF, 10 Ohm, αντίστοιχα. Σε πολλές περιπτώσεις, μπορείτε να το κάνετε χωρίς αυτό εντελώς. Οι τιμές των στοιχείων snubber εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τη συγκεκριμένη καλωδίωση. Ο υπολογισμός γίνεται πειραματικά, αφού έχει κατασκευαστεί η πλακέτα.

C5 - φίλτρο για τροφοδοτικό mikruhi, κεραμικά 0,1 μF

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

Αυτό το διάγραμμα εμφανίζεται επίσης συχνά:

Όταν ο προγραμματιστής οποιασδήποτε συσκευής αντιμετωπίζει την ερώτηση "Πώς να αποκτήσετε την απαιτούμενη τάση;", η απάντηση είναι συνήθως απλή - ένας γραμμικός σταθεροποιητής. Το αναμφισβήτητο πλεονέκτημά τους είναι το χαμηλό κόστος και η ελάχιστη καλωδίωση. Αλλά εκτός από αυτά τα πλεονεκτήματα, έχουν ένα μειονέκτημα - ισχυρή θέρμανση. Πολλή πολύτιμη ενέργεια μετατρέπεται σε θερμότητα από γραμμικούς σταθεροποιητές. Επομένως, η χρήση τέτοιων σταθεροποιητών σε συσκευές που τροφοδοτούνται με μπαταρίες δεν συνιστάται. Είναι πιο οικονομικά Μετατροπείς DC-DC . Για αυτό θα μιλήσουμε.

Πίσω όψη:

Όλα έχουν ήδη ειπωθεί για τις αρχές λειτουργίας που έχω μπροστά μου, οπότε δεν θα σταθώ σε αυτό. Επιτρέψτε μου απλώς να πω ότι τέτοιοι μετατροπείς διατίθενται σε μετατροπείς Step-UP (step-up) και Step-Down (step-down). Φυσικά, με ενδιέφερε το τελευταίο. Μπορείτε να δείτε τι συνέβη στην παραπάνω εικόνα. Τα κυκλώματα του μετατροπέα σχεδιάστηκαν προσεκτικά από εμένα από το φύλλο δεδομένων :-) Ας ξεκινήσουμε με τον μετατροπέα Step-Down:

Όπως μπορείτε να δείτε, τίποτα δύσκολο. Οι αντιστάσεις R3 και R2 σχηματίζουν ένα διαχωριστικό από το οποίο αφαιρείται η τάση και παρέχεται στο σκέλος ανάδρασης του μικροκυκλώματος MC34063.Κατά συνέπεια, αλλάζοντας τις τιμές αυτών των αντιστάσεων, μπορείτε να αλλάξετε την τάση στην έξοδο του μετατροπέα. Η αντίσταση R1 χρησιμεύει για την προστασία του μικροκυκλώματος από αστοχία στην περίπτωση βραχυκύκλωμα. Αν αντ' αυτού κολλήσετε ένα βραχυκυκλωτήρα, η προστασία θα απενεργοποιηθεί και το κύκλωμα μπορεί να εκπέμπει έναν μαγικό καπνό στον οποίο λειτουργούν όλα τα ηλεκτρονικά. :-) Όσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση αυτής της αντίστασης, τόσο λιγότερο ρεύμα μπορεί να δώσει ο μετατροπέας. Με την αντίστασή του στα 0,3 ohms, το ρεύμα δεν θα ξεπεράσει το μισό αμπέρ. Παρεμπιπτόντως, όλες αυτές οι αντιστάσεις μπορούν να υπολογιστούν από τη δική μου. Πήρα έτοιμο το τσοκ, αλλά κανείς δεν μου απαγορεύει να το κουρδίσω μόνος μου. Το κυριότερο είναι ότι έχει το απαιτούμενο ρεύμα. Η δίοδος είναι επίσης οποιαδήποτε Schottky και επίσης για το απαιτούμενο ρεύμα. Ως τελευταία λύση, μπορείτε να παραλληλίσετε δύο διόδους χαμηλής κατανάλωσης. Οι τάσεις του πυκνωτή δεν αναγράφονται στο διάγραμμα, πρέπει να επιλέγονται με βάση την τάση εισόδου και εξόδου. Καλύτερα να το πάρεις με διπλή επιφύλαξη.
Ο μετατροπέας Step-UP έχει μικρές διαφορές στο κύκλωμά του:

Οι απαιτήσεις για ανταλλακτικά είναι οι ίδιες όπως και για το Step-Down. Όσο για την ποιότητα της τάσης εξόδου που προκύπτει, είναι αρκετά σταθερή και οι κυματισμοί είναι, όπως λένε, μικροί. (Δεν μπορώ να πω μόνος μου για κυματισμούς, καθώς δεν έχω ακόμη παλμογράφο). Ερωτήσεις, προτάσεις στα σχόλια.