MC34063A в простых схемах: особенности включения и применения в различных устройствах
MC34063A - популярная и универсальная микросхема для построения простых импульсных преобразователей напряжения. Давайте разберемся, какие схемы включения можно реализовать на ее основе и где ее можно использовать.
Общее устройство и принцип работы MC34063A
MC34063A представляет собой микросхему, содержащую несколько функциональных узлов:
- Генератор импульсов
- RS-триггер для управления выходным транзистором
- Компаратор для обратной связи
- Схема ограничения тока
Внутренний генератор формирует последовательность импульсов, которые управляют состоянием RS-триггера. Он в свою очередь открывает и закрывает выходной транзистор VT1. Длительность включенного состояния этого транзистора определяет скважность выходного ШИМ-сигнала.
С помощью внешней RC-цепи задается рабочая частота генератора. Обычно используют конденсатор значением 470 пФ. Частота колебаний составляет десятки-сотни кГц.
Компаратор осуществляет отрицательную обратную связь, сравнивая опорное напряжение 1,25 В с делителем напряжения на выходе преобразователя. По результатам сравнения формируется управляющий сигнал для триггера.
Также в состав MC34063A входит схема ограничения тока, предохраняющая выходные цепи при коротких замыканиях. Порог срабатывания можно менять с помощью резистора.
Типовая схема понижающего преобразователя на MC34063A
Рассмотрим пример схемы понижающего преобразователя напряжения на микросхеме MC34063A. Такой DC-DC конвертер позволяет получить стабилизированное напряжение ниже входного.
Здесь выполняются следующие функции:
- Конденсатор C1 задает частоту генератора
- Диод VD1, катушка L1 и конденсатор C3 фильтруют пульсации
- Резисторы R2 и R3 - делитель напряжения для обратной связи
- Резистор R1 ограничивает ток через микросхему
Требуемые значения всех элементов можно рассчитать с помощью специальных программ. Указывается входное и выходное напряжение, ток нагрузки, частота - и программа выдает значения R, С, L.
Важный момент - выбор дросселя (катушки индуктивности). Он должен обеспечивать необходимую индуктивность и рабочий ток не менее 1,5 А. Использование неподходящего дросселя может привести к нестабильной работе или перегреву микросхемы.
MC34063A отлично подходит для простых источников питания мощностью до нескольких ватт. Микросхема способна работать в широком диапазоне входных напряжений от 3 до 40 В.
Для увеличения отдаваемого в нагрузку тока можно установить более емкие конденсаторы С1 и С3 или уменьшить сопротивление резистора R1. Однако в любом случае суммарное входное и выходное напряжение не должно превышать 40 В, иначе возможен выход микросхемы из строя.
Также стоит помнить, что выход MC34063A не имеет защиты от короткого замыкания. Поэтому рекомендуется использовать предохранитель в цепи нагрузки.
Повышающий преобразователь на MC34063A
MC34063A можно использовать не только для понижения, но и для повышения напряжения. Принципиальная схема здесь практически не отличается от рассмотренной ранее.
Главное отличие в том, что выходное напряжение теперь будет выше входного. Это достигается соответствующим подбором коэффициента деления для обратной связи.
Ниже приведен пример схемы повышающего преобразователя на MC34063A. Здесь входное напряжение 6-12 В преобразуется в стабилизированные 12 В.
При монтаже этой схемы также важно обеспечить хороший теплоотвод от микросхемы, транзистора и диода. Рекомендуется устанавливать их на радиаторы и использовать длинные выводы.
После включения питания нужно постепенно увеличивать входное напряжение, контролируя ток потребления. MC34063A заявлена на ток до 1,5 А, превышение этого значения недопустимо.
Преобразователь может отдавать в нагрузку ток до нескольких ампер. Для этого потребуются более мощные радиаторы и элементы схемы.
Получение отрицательного напряжения с помощью MC34063A
Кроме классических повышающих и понижающих преобразователей, MC34063A можно использовать для получения отрицательного напряжения относительно общего провода.
Ниже приведена схема преобразования напряжения 4,5-6 В в отрицательное -12 В при токе нагрузки до 100 мА.
Здесь выпрямленное напряжение подается на вход микросхемы, а инвертирующий преобразователь формирует отрицательный потенциал на выходе.
Выходное значение регулируется с помощью потенциометра Р1 и стабилитрона VD2. Последний также выполняет функцию фильтра пульсаций.
Питание радиоаппаратуры от MC34063A
Одно из распространенных применений преобразователей на MC34063A - блоки питания для радиоаппаратуры. Микросхема позволяет преобразовать напряжение источника в стабильные 5 или 12 вольт для питания различных устройств.
Например, можно осуществлять зарядку аккумуляторов для раций и беспроводных гарнитур. Типовые схемы включения MC34063A обеспечивают все необходимые режимы.
Преобразователи напряжения в автомобиле
Еще одна популярная область для применения MC34063A - автомобильная электроника. С помощью этой микросхемы можно реализовать DC-DC преобразователи, работающие в жестких условиях вибрации и перепадов температур.
Преобразователи позволяют получать из бортовой сети автомобиля напряжения 5, 9, 12 В для питания дополнительного оборудования.
Помимо этого, схемы на MC34063A применяются в измерительной технике, источниках бесперебойного питания, зарядных устройствах.
Другие области применения
MC34063A широко используется в самодельной аппаратуре любителями техники благодаря простоте схем. Также эта микросхема применяется в фискальных регистраторах, принтерах этикеток, преобразователях напряжения к солнечным батареям и т.д.
За счет надежности и возможности работы в жестких условиях, схема включения на основе MC34063A используется для космических и военных применений.
Встроенные узлы ограничения тока и аварийной защиты позволяют применять эту микросхему в блоках бесперебойного питания. Защита от короткого замыкания обеспечивает высокую надежность полученных простых устройств.
Перспективы развития
Несмотря на появление более современных микросхем, MC34063A не теряет актуальности и сегодня. Это связано с оптимальным сочетанием стоимости, простоты и надежности.
Основное направление развития - увеличение мощности и быстродействия преобразователей на MC34063A за счет применения внешних транзисторов и усилителей.
Также перспективно использование этой микросхемы в сочетании с микроконтроллерами для построения полноценных импульсных источников питания со сложными алгоритмами управления.