34063ap1 зарядное устройство от прикуривателя

Обновлено: 05.07.2024

Схемы, программы для начинающих радиолюбителей, построй свой сайт

Самая распространенная схема зарядных устройств для мобильного телефона от прикуривателя автомобиля изготавливаются на специализированной микросхеме SP34063 (или ее аналоге). Специализированная микросхема с минимумом навесных деталей позволяет изготовить малогабаритное зарядное устройство для мобильного телефона. Существуют схемы зарядных устройств на дискретных элементах, одно из которых оказалось у меня, якобы не работающее. Фотография печатной платы представлена на рисунке 1.

По печатным проводникам и обозначениям элементов на плате мною была восстановлена схема зарядного устройства (см. Рис. 2).

По схемотехнике устройство представляет собой импульсный (релейный) стабилизатор напряжения. Проанализировав схему, я решил собрать макетную плату зарядного устройства из более доступных деталей российского производства. В результате был собран работающий макет, представленный на рисунке 3.

Схема такого устройства изображена на рисунке 4.

Транзисторы КТ626, КТ502Б, КТ3102Б, вместо диода с барьером Шотки типа 1N5819 был установлен диод КД212 (КД213). В качестве ВЧ дросселя L1 был применен кольцевой сердечник диаметром 10 мм, выпаянный из нерабочей материнской платы компьютера IBM PC. Катушка L1 на кольце намотана монтажным проводом МГТФ - до заполнения.

Резистором R3 устанавливается напряжение на выходе ±5 вольт. Резистор R5 устанавливает ток защиты устройства, который отключает нагрузку, срывая работу импульсного стабилизатора. Сопротивление R5 подбирают за счет параллельного соединения нескольких резисторов, или изготавливают из проволоки высокого сопротивления (нихром, манганин или др.).

Повышающие DC-DC преобразователи находят широкое применение в электронике. Они могут применяться как отдельные модули питания конкретных объектов, так и могут входить в часть электрической схемы. Например, можно поднять напряжение пятивольтного аккумулятора и питать от него через повышающий преобразователь нагрузку напряжением 12В (усилитель, лампу, реле и т.д.). Еще пример, в некоторых охранно-пожарных сигнализациях на линиях контроля около 30В постоянного тока, а сам блок контроля и управления работает от 12В, поэтому в последние внедряют повышающие преобразователи и они являются частью схемы блоков контроля и управления.

Микросхема МС34063 представляет собой импульсный конвертор, поэтому она обладает высокой эффективностью (КПД) и имеет три схемы включения (инверторную, повышающую и понижающую). В этой статье будет описан исключительно повышающий (Step Up) вариант.

МС34063 выполняется в корпусах DIP-8 и SO-8. Расположение выводов показано ниже.

Основные технические параметры MC34063.

Выходное напряжение ………. от 1.25 до 38 Вольт

Максимальный ток на выходе ………. 1.5 Ампер

Максимальная частота ………. 100кГц

Максимальный ток на выходе это пиковый ток на внутреннем транзисторе и он значительно больше тока нагрузки, поэтому не стоит надеяться, что преобразователь будет держать 1.5A на выходе. Ниже представлен калькулятор, который позволит правильно посчитать ток.

Другую интересующую информацию по параметрам и внутреннему устройству микросхемы можно найти в Datasheet.

Схема повышающего DC-DC преобразователя на MC34063.

Опишу работу простыми словами. В микросхеме MC34063 есть генератор, генерирующий импульсы с определенной частотой. Генератор, взаимодействуя с другими узлами, управляет выходным транзистором, коллектор которого соединен с выводом 1, а эмиттер с выводом 2.

Когда выходной транзистор открыт, дроссель L1 заряжается входным напряжением через резистор R3.

После закрытия выходного транзистора, дроссель отключается от земли и в этот момент происходит его разряд (самоиндукция). Энергия дросселя уже с противоположной полярностью и большая по силе поступает на диод VD1. После выпрямления напряжения диодом, оно поступает на выход схемы, накапливаясь в конденсаторе C3. Помимо накопления, данный конденсатор сглаживает пульсации.

Схема конвертирует напряжение постоянного тока с 5В до 12В. Чуть ниже пойдёт речь об изменении номиналов элементов под нужные напряжения.

Резисторами R1 и R2 задается напряжение на выходе. Резистор R3 ограничивает выходной ток до минимума, при превышении определенной мощности.

Конденсатор C2 задает частоту преобразования.

Элементы.

Все резисторы мощностью 0.25Вт кроме R3 (0.5-1 Ватт).

В качестве L1 я взял готовый дроссель на 470мкГн, намотанный медным эмалевым проводом на гантель из феррита и отмотал три слоя, уменьшив тем самым индуктивность до 75мкГн (индуктивность больше расчетной допускается, а меньше нельзя).

Дроссель должен выдерживать пиковый выходной ток (в моем случае 1.5А).

Также можно взять кольцо из порошкового железа (жёлтого цвета) наружным диаметром 18мм, внутренним 8мм, толщиной 8мм и намотать медным проводом (диаметром 0.6мм и более) 30-40 витков (при 30 витках индуктивность получилась 55мкГн). Кольцо можно взять больше моего, но меньше не рекомендую.

Диод VD1- Шоттки, либо быстродействующий (типа SF, UF, MUR, HER и т.д.) на ток не менее 1А и обратное напряжение в два раза больше выходного (в моем случае 40В).

У микросхемы МС34063 есть отечественный аналог КР1156ЕУ5, они полностью взаимозаменяемы.

Расчет преобразователя на MC34063 под другое напряжение и ток.

Калькулятор считает минимальную индуктивность, поэтому ее можно брать с положительным запасом (произойдут незначительные изменения лишь в КПД).

Пару слов…

Расчетная частота (50кГц в моем случае) является минимальной и может значительно отличаться и изменяться в зависимости от входного напряжения и тока нагрузки.

При выходном токе 200мА происходит достаточно сильный нагрев микросхемы MC34063, и работать в таком режиме долгое время возможно не сможет.

Рекомендую использовать MC34063 в тех случаях, когда нужно питать слаботочную часть схемы или отдельную нагрузку током до 150-250мА, а для нагрузки 3-5А предлагаю обратить внимание на повышающие DC-DC преобразователи, построенные на базе UC3843 и UC3845.

Печатная плата повышающего преобразователя на MC34063 (из 5В в 12В) СКАЧАТЬ

"Наш мир погружен в огромный океан энергии, мы летим в бесконечном пространстве с непостижимой скоростью. Всё вокруг вращается, движется – всё энергия. Перед нами грандиозная задача – найти способы добычи этой энергии. Тогда, извлекая её из этого неисчерпаемого источника, человечество будет продвигаться вперёд гигантскими шагами" Никола Тесла (1891)

воскресенье, 26 июня 2016 г.

Микросхема MC34063 схема включения

Основные технические характеристики MC34063

Широкий диапазон значений входных напряжений: от 3 В до 40 В;
Высокий выходной импульсный ток: до 1,5 А;
Регулируемое выходное напряжение;
Частота преобразователя до 100 кГц;
Точность внутреннего источника опорного напряжения: 2%;
Ограничение тока короткого замыкания;
Низкое потребление в спящем режиме.

Структура схемы:

Источник опорного напряжения 1,25 В;
Компаратор, сравнивающий опорное напряжение и входной сигнал с входа 5;
Генератор импульсов сбрасывающий RS-триггер;
Элемент И объединяющий сигналы с компаратора и генератора;
RS-триггер устраняющий высокочастотные переключения выходных транзисторов;
Транзистор драйвера VT2, в схеме эмиттерного повторителя, для усиления тока;
Выходной транзистор VT1, обеспечивает ток до 1,5А.

MC34063 повышающий преобразователь

Например я данную микросхему использовал чтобы получить 12 В питание интерфейсного модуля от ноутбучного порта USB (5 В), таким образом интерфейсный модуль работал когда работал ноутбук ему не нужен был свой источник бесперебойного питания.
Также имеет смысл использовать микросхему для питания контакторов, которым нужно более высокое напряжение, чем другим частям схемы.
Хотя MC34063 выпускается давно, но возможность работы от 3 В, позволяет её использовать в стабилизаторах напряжения питающихся от литиевых аккумуляторов.
Рассмотрим пример повышающего преобразователя из документации. Эта схема рассчитана на входное напряжение 12 В, выходное — 28 В при токе 175мА.

C1 – 100 мкФ 25 В;
C2 – 1500 пФ;
C3 – 330 мкФ 50 В;
DA1 – MC34063A;
L1 – 180 мкГн;
R1 – 0,22 Ом;
R2 – 180 Ом;
R3 – 2,2 кОм;
R4 – 47 кОм;
VD1 – 1N5819.

В данной схеме ограничение входного тока задается резистором R1, выходное напряжение определяется соотношением резистором R4 и R3.

Понижающий преобразователь на МС34063

Понизить напряжение значительно проще – существует большое количество компенсационных стабилизаторов не требующих катушек индуктивности, требующих меньшего количества внешних элементов, но и для импульсного преобразователя находиться работа когда выходное напряжение в несколько раз меньше входного, либо просто важен КПД преобразования.
В технической документации приводиться пример схемы с входным напряжение 25 В и выходным 5 В при токе 500мА.

C1 – 100 мкФ 50 В;
C2 – 1500 пФ;
C3 – 470 мкФ 10 В;
DA1 – MC34063A;
L1 – 220 мкГн;
R1 – 0,33 Ом;
R2 – 1,3 кОм;
R3 – 3,9 кОм;
VD1 – 1N5819.

Данный преобразователь можно использовать для питания USB устройств. Кстати можно повысить ток отдаваемый в нагрузку, для этого потребуется увеличить емкости конденсаторов C1 и C3, уменьшить индуктивность L1 и сопротивление R1.

МС34063 схема инвертирующего преобразователя

Третья схема используется реже двух первых, но не менее актуальна. Для точного измерения напряжений или усиления аудио сигналов часто требуется двуполярное питание, и МС34063 может помочь в получении отрицательных напряжений.
В документации приводиться схема позволяющая преобразовать напряжение 4,5 .. 6.0 В в отрицательное напряжение -12 В с током 100 мА.

Идея создания этого преобразователя возникла у меня после покупки нетбука Asus EeePC 701 2G. Маленький, удобный, гораздо мобильнее огромных ноутбуков, в общем, красота, да и только. Одна проблема — надо постоянно подзаряжать. А поскольку единственный источник питания, который всегда под рукой — это автомобильный аккумулятор, то естественно возникло желание заряжать нетбук от него. В ходе экспериментов обнаружилось, что сколько нетбуку не дай, — больше 2 ампер он все равно не возьмет, то есть регулятор тока, как в случае зарядки обычных аккумуляторов, нафиг не нужен. Красота, нетбук сам разрулит сколько тока потреблять, следовательно, нужен просто мощный понижающий преобразователь с 12 на 9,5 вольт, способный
выдать нетбуку требуемые 2 ампера.

За основу преобразователя была взята хорошо известная и широко доступная микросхема MC34063. Поскольку в ходе экспериментов типовая схема с внешним биполярным транзистором зарекомендовала себя мягко скажем не очень (греется), было решено прикрутить к этой микрухе p-канальный полевик (MOSFET).

Катушку на 4..8 мкГн можно взять со старой материнской платы. Видели, там есть кольца, на которых толстыми проводами по несколько витков намотано? Ищем такую, на которой 8..9 витков одножильным толстым проводом — как раз самое то.

Все элементы схемы рассчитываются по типовой методике, так же, как и для преобразователя без внешнего транзистора, единственное отличие — V_sat нужно посчитать для используемого полевого транзистора. Сделать это очень просто: V_sat=R *I, где R — сопротивление транзистора в открытом состоянии, I — протекающий через него ток. Для IRF4905 R =0,02 Ом, что при токе 2,5А дает Vsat=0,05В. Что называется, почувствуйте разницу. Для биполярного транзистора эта величина составляет не менее 1В. Как следствие — рассеиваемая мощность в открытом состоянии в 20 раз меньше и минимальное входное напряжение схемы на 2 вольта меньше!

Как мы помним, для того, чтобы р-канальный полевик открылся — надо подать на затвор отрицательное относительно истока напряжение (то есть подать на затвор напряжение, меньше напряжения питания, т.к. исток у нас подключен к питанию). Для этого нам и нужны резисторы R4, R5. Когда транзистор микросхемы открывается — они образуют делитель напряжения, который и задает напряжение на затворе. Для IRF4905 при напряжении исток-сток 10В для полного открытия транзистора достаточно подать на затвор напряжение на 4 вольта меньше напряжения истока (питания), U_GS = -4В (хотя вообще-то правильнее посмотреть по графикам в даташите на транзистор сколько нужно конкретно при вашем токе). Ну и кроме того, сопротивления этих резисторов определяют крутизну фронтов открытия и закрытия полевика (чем меньше сопротивление резисторов — тем круче фронты), а также протекающий через транзистор микросхемы ток (он должен быть не более 1,5А).

В общем-то, радиатор можно было даже поменьше взять — преобразователь греется незначительно. КПД данного устройства около 90% при токе 2А.

Если достать р-канальный полевик — проблема, читайте как собрать понижающий DC/DC преобразователь 12/9,5В 2,5А на микросхеме MC34063 с внешним n-канальным полевиком (MOSFET). С N-канальником, кстати, понижайка ещё лучше получается.

Пересчитав описанный выше конвертер на другие выходные напряжения и токи, можно изготовить автомобильные зарядные устройства и для других нетбуков.

Кроме того, хотелось бы добавить, что типовая методика совсем не идеальна в плане расчётов и ничего не объясняет, поэтому если вы хотите реально понять как всё это работает и как правильно рассчитывается, то рекомендую прочитать вот эту трилогию о понижающих преобразователях напряжения.

Микросхема MC34063A/MC33063A - повышающий (понижающий) импульсный преобразователь без гальванической развязки на одной микросхеме

Сегодня мы рассмотрим такую замечательную микросхему как MC34063 (MC33063), являющуюся интегральным микроконтроллером импульсного преобразователя напряжения без гальванической развязки, и требующую минимума внешних компонентов для полноценной работы построенного на ее основе миниатюрного DC-DC конвертера (понижающего, повышающего либо инвертирующего).

Сразу отметим, что максимальный рабочий ток для встроенного силового ключа данной микросхемы не должен превышать 1,5 ампера, а максимальное входное напряжение составляет для нее ни много ни мало 40 вольт при минимально возможных 3,3 В.

В отличие от линейных стабилизаторов серии 78хх, импульсный DC-DC преобразователь отличается более высоким КПД, не требует радиатора, и, будучи спроектирован под конкретную выходную мощность, занимает очень мало места на печатной плате.

Микросхема MC34063 (MC33063) доступна как в выводном, так и в планарном корпусе. В даташите фирмы ON Semiconductor приведена такая принципиальная схема данного компонента:

Выводы 6 и 4 - питание

Питание внутренних функциональных узлов микросхемы осуществляется постоянным напряжением через выводы 6 и 4. Четвертый вывод — общий (GND) , шестой вывод — плюс источника питания (Vcc) как для микросхемы, так и для небольшой внешней цепи, которая будет собрана вокруг нее.

Выводы 3, 4 и 7

Встроенный осциллятор микросхемы генерирует прямоугольные импульсы постоянной частоты, значение которой определяется емкостью конденсатора, подключенного между 3 и 4 выводами, а продолжительность каждого импульса зависит от величины напряжения на выводе 7 — на резистивном датчике тока. Как только напряжение на выводе 7 достигает 0,3 В, управляющий прямоугольный импульс внутри микросхемы завершается. Дальше станет ясно, почему так происходит.

Суть в том, что между выводами 6 и 7, согласно требованиям документации на данную микросхему, обязательно устанавливается внешний измерительный токоограничительный резистор. Причем максимальное напряжение на данном резисторе определяет точку максимума тока рабочей внешней цепи во время каждого следующего импульса.

В соответствии с законом Ома, максимальные 1,5 ампера тока при 0,3 вольтах (такова калибровка микросхемы по даташиту) на резисторе достижимы при номинале резистора в 0,2 Ом. Однако всегда необходим некоторый запас, поэтому берут минимум 0,25 Ом — обычно в этом месте включают параллельно четыре резистора по 1 Ом.

Вывод 8 является открытым коллектором внутреннего транзистора Q2, управляющего силовым транзистором Q1, который призван коммутировать внешнюю индуктивность к источнику питания. Общий коэффициент усиления по току здесь находится в районе 75. Это значит, что в зависимости от топологии проектируемого преобразователя, на выводе 8 может потребоваться резистор для ограничения тока базы.

Благодаря наличию встроенного в микросхему калиброванного источника опорного напряжения номиналом 1,25 вольт, в проектируемом DC-DC преобразователе любой топологии можно легко построить самую обычную цепочку обратной связи по выходному напряжению. А именно — подать с выхода преобразователя, через резистивный делитель, на вывод №5 соответствующее напряжение в 1,25 вольта, составляющие определенную долю от необходимого выходного напряжения.

Поскольку принципы построения конвертеров типа Buck и Boost мы уже разбирали в предыдущих статьях, подробно останавливаться на этих принципах сейчас не будем, а только отметим, что кроме самой микросхемы, для построения Buck (понижающего) или Boost (повышающего) преобразователя без гальванической развязки на микросхеме MC34063 (MC33063), кроме самой микросхемы нам потребуется лишь диод Шоттки типа 1N5822 или 1N5819, в зависимости от выходного тока, дроссель подходящей индуктивности и подходящего максимального тока, несколько резисторов для получения шунта на 0,25 Ом и на общую рассеиваемую мощность около 1-2 Вт, времязадающий конденсатор на 3 ногу, а также конденсатор выходного фильтра и конденсатор по входу на 6 ножку (электролитические).

Мне на просторах интернета попалась схемка автора Ahtoxa с заменой микросхемы КРЕН5 на маленькую платку с МС34063, собранную с небольшими изменениями по даташиту по току до 0,5 А. Дело в том, что иногда бывает необходимость поставить стабилизатор без громоздкого радиатора при большом входном напряжении. И потому такой вариант вполне мог бы быть применим. Известно, что микросхема LM7805 является линейным стабилизатором напряжения,то есть всё лишнее напряжение она высаживает на себе. И при входном напряжении 12 В, она вынуждена обеспечивать на себе падение напряжения в 7 вольт. Умножьте это на ток хотя бы в 100 мА, и получите уже 0.7 Вт лишней рассеиваемой мощности. При чуть больших токах или разнице между входным и выходным напряжениями без большого теплоотвода уже не обойтись.

Простая и регулируемая схемы МС34063

Стабилизатор отлично работает. Собирал неоднократно. Правда отличия от даташита не в лучшую сторону. Ограничительный резистор ставить настоятельно рекомендуется. Иначе при наличии на выходе больших емкостей, может вызвать пробой внутри микросхемы. Включение паралельно двух диодов не оправдано. Лучше ставить один по мощнее. Хотя для тока 500 мА и такого с гловой хватит. Для больших токов, желательно ставить внешний транзистор. Хотя микросхема по даташиту и рассчитана на 1,5 А, но рабочий ток больше 500 мА не рекомендуется.

Далее ещё получилось подкорректировать печатку, ток уже можно будет до 1 А поднимать, плюс регулировка выхода. Катушка L1 паяется со стороны печатных проводников.

А вот как регулятор будет выглядеть на платке: дроссель, резистор и SMD конденсатор на этом фото пока не установлены, но в принципе всё удобно и компактно уместилось. Испытания в конечном итоге прошли успешно. Автор материала Igoran.

Форум по обсуждению материала СТАБИЛИЗАТОР НА МИКРОСХЕМЕ МС34063

Приводятся основные сведения о планарных предохранителях, включая их технические характеристики и применение.

Что такое OLED, MiniLED и MicroLED телевизоры - краткий обзор и сравнение технологий.

Читайте также: