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以MC34063为例概述DC/DC转化控制电路测验办法

摘要:目前,DC/DC转换器广泛应用于远程及数据通信?计算机?办公自动化设备?工业仪器仪表?军事?航天等领域,涉及到国民经济的各行各业?文章以其中有一定代表性的MC34063电路为例,扼要介绍其电特性

摘 要:现在,DC/DC转化器广泛运用于长途及数据通信?计算机?办公主动化设备?工业仪器仪表?军事?航天等范畴,触及到国民经济的各行各业?文章以其间有必定代表性的MC34063电路为例,简明介绍其电特性和用其构成的升压电路的测验办法,并解析其测验原理和升压电路规划中的留意事项,对DC/DC转化器的剖析测验和量产测验供给一些学习?

  1 导言

  现在,DC/DC转化器广泛运用于各行各业?其间,MC34063电路自身包括了DC/DC变换器所需求的首要功用,是一种双极型线性集成单片操控电路,由于价格便宜,开关峰值电流达1.5 A,电路简略且功率满意一般要求,所以广泛用于以微处理器(MPU)或单片机(MCU)为根底的体系里?本文就以MC34063电路为例,讨论一下DC/DC转化电路的测验办法?

  2 MC34063电路简介

  MC34063电路由具有温度主动补偿功用的基准电压发生器?比较器?占空比可控的振动器,R-S触发器和大电流输出开关电路等组成?该器材可用于升压变换器?降压变换器?反向器的操控中心,由它构成的DC/DC变换器运用简略牢靠,仅用少数的外部元器材?

  首要特性:输入电压规模为2.5~40 V,输出电压可调规模为1.25~40 V,输出电流可达1.5 A,作业频率最高可达180 kHz,低静态电流,短路电流约束,可完结升压或降压电源变换器?

  根本结构及引脚功用如图1:Pin1:开关管T1集电极引出端;Pin2:开关管T1发射极引出端;Pin3:守时电容CT接线端,调理CT可使作业频率在100~100 kHz规模内改变;Pin4:电源地;Pin5:

  电压比较器反相输入端,一同也是输出电压取样端, 运用时应外接两个精度不低于1%的精细电阻;Pin6:电源端; Pin7:负载峰值电流(Ipk)取样端;6?7脚之间电压超越300 mV时,芯片将发动内部过流维护功用;Pin8:驱动管T2集电极引出端?

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  作业原理:振动器经过恒流源对外接在CT管脚(3脚)上的守时电容不断地充电和放电,以发生振动波形?充电和放电电流都是安稳的,所以振动频率仅取决于外接守时电容的容量?与门的C输入端在振动器对外充电时为高电平;D输入端在比较器的输入电平低于阈值电平常为高电平?当C和D输入端都变成高电平常,触发器被置为高电平,输出开关管导通?反之,当振动器在放电期间,C输入端为低电平,触发器被复位,使得输出开关管处于封闭状况?电流约束检测端Pin7经过检测衔接在VCC和Pin7之间电阻上的压降来完结功用?当检测到电阻上的电压降挨近超越300 mV时,电流约束电路开端作业?这时经过CT管脚(Pin3)对守时电容进行快速充电,以削减充电时刻和输出开关管的导通时刻,成果是使得输出开关管的封闭时刻延伸?

  3 MC34063电路电参数测验阐明

  对该电路的测验包括有振动器部分?输出开关部分?比较器部分和器材整体,以及升压等运用部分进行测验?下面就各部分首要参数的测验办法做阐明?

  3.1 振动器部分

  对振动器部分参数的测验包括振动器频率(fosc)? 充电电流(Ichg)?放电电流(Idischg)?放电充电电流比(Idischg/Ichg)?电流约束检测电压(Vipk);按测验条件施加电压,输入守时电容会发生如图2的充放电三角波形,据此波形可知振动器频率,依据公式I=C×ΔV/Δt,可计算出其充放电电流,置VCC=Vpin7=5 V,由图2可知,守时电容充电进程显着大于放电进程,往下微调VPin7电压,直到电流约束电路开端作业,这时经过CT管脚(Pin3)对守时电容进行快速充电,以削减充电时刻和输出开关管的导通时刻,成果使得放电时刻和输出开关管的封闭时刻延伸,当充电时刻和放电时刻持平时,VCC和Vpin7的压差即为电流约束检测电压Vipk?

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  生如图2的充放电三角波形,据此波形可知振动器频率,依据公式I=C×ΔV/Δt,可计算出其充放电电流,置VCC=Vpin7=5 V,由图2可知,守时电容充电进程显着大于放电进程,往下微调VPin7电压,直到电流约束电路开端作业,这时经过CT管脚(Pin3)对守时电容进行快速充电,以削减充电时刻和输出开关管的导通时刻,成果使得放电时刻和输出开关管的封闭时刻延伸,当充电时刻和放电时刻持平时,VCC和Vpin7的压差即为电流约束检测电压Vipk?

  3.2 输出开关部分

  为了满意开关峰值电流1.5 A的要求,一般选用达林顿接法?由Pin5到T1管的CE南北极输出,触及振动器?与门?R-S触发器,假如要T1管处于导通状况,振动器输出信号就有必要保持在逻辑1的状况,图3为达林顿两种接法的典型值?

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  3.3 比较器部分

  当Pin5输入电压低于内部Vref时,Pin2会输出24~42 kHz的方波,VOL=0 V,VOH为VCC/2; Pin5输入电压高于内部Vref时,Pin2输出为0 V?由此得出Vref值即为Vth?本测验连同振动器充放电频率一同检测结束?Vth电参数表拟定标准为1.21~1.29 V(作业温度为 0~70 ℃),量产测验一般为常温,考虑到测验中的差错,能够将其标准定为1.225~1.275 V?

  4 用MC34063建立升压电路的测验研讨

  DC/DC转化器为改变输入电压后有用输出固定电压的电压转化器?其一般分为三类:升压型DC/DC转化器?降压型DC/DC转化器以及反向型DC/DC转化器?下面就以MC34063构成的升压电路的测验办法进行介绍?

  4.1 升压电路作业原理

  MC34063组成的升压电路原理如图4,当芯片内开关管T1导通时,输入电压Vin经取样电阻RSC?电感L?Pin1和Pin2接地,此刻电感L开端存储能量,而由CO对负载供给能量?当T1断开时,输入电压Vin和电感L一同经过二极管1N5819给输出负载和电容CO供给能量?电感L在开释能量期间,由于其两头的电动势极性与输入电压Vin极性相同,相当于两个电源串联,且CO贮存来自电感L的电流,经多个开关周期今后(图5),输出电容CO的电压升高,成果使得输出电压Vout高于输入电压Vin?开关管导通与关断的频率也是振动器部分OSC的作业频率?只需此频率相对于输出负载的时刻常数足够高,输出负载上便可取得接连的直流电压?输出的电压由分压器R1和R2分压后输入比较器,并与基准电压一同去操控脉冲宽度,由此而取得所需求的电压,即Vout=Vref×(R1/R2+1)?

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  4.2 测验办法及成果

  该升压电路测验参数见表1,线性调整率为在规则的条件下,当输入电压Vin从8 V改变到16 V时,所引起的输出电压Vout的相对改变量;负载调整率为在规则的条件下,调整输出负载的巨细,使输出电流IO从75 mA改变到175 mA时,所引起的输出电压Vout的相对改变量;输出纹波为在规则的条件下,调整输出负载的巨细,使输出电流IO=175 mA,用示波器读出输出电压Vout中所包括的沟通重量峰-峰值,应留意外界搅扰对纹波丈量的影响,能够使示波器接地端与MC34063地端之间的接地线尽或许短,一般不超越10 cm,或许选用外电路补偿的等效办法;功率即输出功率与输入功率的百分比?

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  该升压电路未外接大功率达林顿结构开关管,首要用于输出电流较小的场合,作业电流可达几十毫安至几百毫安,测验成果表明,其输出安稳度高,转化功率可达80%以上?

  4.3 建立该电路的留意事项

  规划该测验电路需求特别留意的当地(见图4):首要,在PCB板布局上,CI和CO应尽或许接近被测电路,这样能够减小影响Vin和Vout纹波的铜迹线电阻?尽量减小衔接电感L和输出二极管1N5819的迹线长度,这样能减小功耗并提高功率?输出反应电阻R2远离电感L能够将噪声影响降至最小?其次,电容的挑选上,由于该升压电路的输入为三角形电压波形,因而要求输入电容CI有必要减小输入纹波和噪声?纹波的巨细与输入电容值的巨细成反比,电容值越大,纹波越小?假如输出负载改变很小,而且输出电流小,运用小容量输入电容也很安全?假如被测电路的输入电压与源输出相差很小,也可选小体积电容?假如要求电路对输入电压源纹波搅扰很小,就或许需求大容量电容,并(或)减小等效串联电阻?输出电容CO的挑选决定于输出电压纹波?在大多数场合,要运用等效串联电阻值低的电容,如陶瓷和聚合物电解电容?不然,就需求细心检查被测电路频率补偿,而且在输出电路端或许需求另加一额定%&&&&&%?第三,由于电感L的巨细影响输入和输出纹波电压和电流,所以电感的挑选也是规划的要害?等效串联电阻值低的电感,其转化功率最佳?要使电感饱和电流额定值大于电路的稳态电感电流峰值?最终,要挑选快速肖特基整流二极管(如1N5819)?与一般二极管比较,肖特基二极管功耗低且开关频率高?肖特基二极管均匀电压额定值应大于电路最大输出电压?

  5 结束语

  以上从MC34063电路的结构及作业原理的视点,对其根本电参数及其升压电路的测验办法做了阐明,为业界同行测验该类DC/DC电路供给必定参阅,也可根据此类电路的测验原理进行相关测验渠道及测验程序的开发?现已经过测验并经过了国家重点项目的检验?

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