MC34063A'da anahtarlama dönüştürücüsü. IC MC34063 anahtarlama devresi Mc34063 anahtarlama devresi basit cihazlar

Mikro devre, maksimum 1,5A'ya kadar dahili akıma sahip düşürücü, yükseltici ve ters çevirici dönüştürücüleri uygulamak için kullanılabilen evrensel bir darbe dönüştürücüsüdür.

Aşağıda 5V çıkış voltajına ve 500mA akıma sahip bir düşürücü dönüştürücünün diyagramı bulunmaktadır.

MC34063A dönüştürücünün şematik diyagramı

Parça seti

C1, dönüştürücünün frekans ayar kapasitörünün kapasitansıdır.
R1, akım aşıldığında mikro devreyi kapatacak bir dirençtir.
C2 filtre kapasitörüdür. Ne kadar büyük olursa, dalgalanma o kadar az olur, DÜŞÜK ESR tipi olmalıdır.
R1, R2 - çıkış voltajını ayarlayan voltaj bölücü.
D1 - diyot, çıkışın en az 2 katı izin verilen ters gerilime sahip ultra hızlı veya Schottky diyot olmalıdır.
Mikro devrenin besleme voltajı 9 - 15 volttur ve giriş akımı 1,5A'yı geçmemelidir

PCB MC34063A

MC34063 için Temel Özellikler

• Geniş giriş voltajı değerleri aralığı: 3 V'tan 40 V'a;
• Yüksek çıkış darbe akımı: 1,5 A'ya kadar;
• Ayarlanabilir çıkış voltajı;
• 100 kHz'e kadar dönüştürücü frekansı;
• Dahili voltaj referans doğruluğu: %2;
• Kısa devre akımı sınırlaması;
• Uyku modunda düşük tüketim.

1. Referans voltaj kaynağı 1,25 V;
2. Referans voltajını ve giriş 5'ten gelen giriş sinyalini karşılaştıran karşılaştırıcı;
3. Darbe üreteci RS flip-flop'unu sıfırlıyor;
4. Eleman Ve karşılaştırıcı ve jeneratörden gelen sinyallerin birleştirilmesi;
5. RS-tetikleyici, çıkış transistörlerinin yüksek frekanslı geçişini ortadan kaldırır;
6. Akımı yükseltmek için emitör takipçi devresindeki sürücü transistörü VT2;
7. Çıkış transistörü VT1, 1,5A'ya kadar akım sağlar.

MC34063 güçlendirme dönüştürücü

• C1 - 100 uF 25V;
• C2 - 1500 pF;
• C3 - 330uF 50V;
• DA1 - MC34063A;
• L1 - 180 uH;
• R1 - 0,22 Ohm;
• R2 - 180 Ohm;
• R3 - 2,2 kOhm;
• R4 - 47 kOhm;
• VD1 - 1N5819.

MC34063'te düşürücü dönüştürücü

• C1 - 100uF 50V;
• C2 - 1500 pF;
• C3 - 470uF 10V;
• DA1 - MC34063A;
• L1 - 220 uH;
• R1 - 0,33 Ohm;
• R2 - 1,3 kOhm;
• R3 - 3,9 kOhm;
• VD1 - 1N5819.

MC34063 ters çevirici dönüştürücü devresi

• C1 - 100uF 10V;
• C2 - 1500 pF;
• C3 - 1000 uF 16V;
• DA1 - MC34063A;
• L1 - 88 μH;
• R1 - 0,24 Ohm;
• R2 - 8,2 kOhm;
• R3 - 953 Ohm;
• VD1 - 1N5819.

MC34063 analogları

Asus EeePC 701 2G netbook satın aldıktan sonra bu dönüştürücüyü oluşturma fikri aklıma geldi. Küçük, konforlu, büyük dizüstü bilgisayarlardan çok daha hareketli, genel olarak güzellik ve daha fazlası değil. Bir sorun var; sürekli şarj etmeniz gerekiyor. Ve her zaman elinizin altında olan tek güç kaynağı bir araba aküsü olduğundan, doğal olarak netbook'u ondan şarj etme arzusu ortaya çıktı. Deneyler sırasında, bir netbook'a ne kadar verirseniz verin, yine de 2 amperden fazlasını almayacağı, yani geleneksel pilleri şarj ederken olduğu gibi bir akım regülatörüne ihtiyaç duyulmadığı ortaya çıktı. Güzellik, netbook'un kendisi ne kadar akımın tüketileceğini yok edecek, bu nedenle sadece 12 ila 9,5 volt arasında güçlü bir düşürücü dönüştürücüye ihtiyacınız var.
netbook'a gerekli 2 amp'i verin.

İyi bilinen ve yaygın olarak bulunabilen MC34063 yongası dönüştürücünün temeli olarak alınmıştır. Deneyler sırasında harici bir bipolar transistöre sahip tipik bir devre kendini kanıtladığından, hafif bir ifadeyle, çok iyi değil (ısınır), bu mikruha'ya bir p-kanallı saha cihazı (MOSFET) takılmasına karar verildi.

Şema:

Eski bir anakarttan 4..8 uH bobin alınabilir. Kalın tellerle birkaç dönüşün sarıldığı halkaların olduğunu gördünüz mü? Tek damarlı kalın tel ile 8..9'un döndüğü bir tane arıyoruz - tam da ihtiyaç duyulan şey.

Devrenin tüm elemanları, harici transistörü olmayan bir dönüştürücüyle aynı şekilde hesaplanır, tek fark, kullanılan alan etkili transistör için V sat'ın hesaplanması gerektiğidir. Bunu yapmak çok basit: V sat \u003d R 0 * I, burada R 0 transistörün açık durumdaki direncidir, I içinden akan akımdır. IRF4905 için R 0 =0,02 Ohm, 2,5A akımda Vsat=0,05V verir. Ne denir, farkı hissedin. Bipolar bir transistör için bu değer en az 1V'dur. Sonuç olarak, açık durumdaki güç kaybı 20 kat daha azdır ve devrenin minimum giriş voltajı 2 volt daha azdır!

Hatırladığımız gibi, p-kanalı alan anahtarının açılabilmesi için, kaynağa göre kapıya negatif bir voltaj uygulamak gerekir (yani, kaynak olduğundan, kapıya besleme voltajından daha düşük bir voltaj uygulamak gerekir). güç kaynağına bağlı). Bunun için R4, R5 dirençlerine ihtiyacımız var. Mikro devrenin transistörü açıldığında, kapıdaki voltajı ayarlayan bir voltaj bölücü oluştururlar. IRF4905 için, 10V kaynak boşaltma voltajıyla, transistörü tamamen açmak için, kapıya kaynak (besleme) voltajından 4 volt daha az bir voltaj uygulamak yeterlidir, U GS = -4V akım). Ek olarak, bu dirençlerin dirençleri, saha cihazının açılma ve kapanma cephelerinin dikliğini (dirençlerin direnci ne kadar düşükse, cepheler o kadar dik) ve ayrıca mikro devrenin transistöründen akan akımı belirler. (1,5A'dan fazla olmamalıdır).

Hazır cihaz:

Genel olarak radyatör daha da küçültülebilir - dönüştürücü biraz ısınır. Bu cihazın verimliliği 2A akımda yaklaşık %90'dır.

Girişi çakmak fişine, çıkışı ise netbook fişine bağlayın.

Korkutucu değilse, R sc direnci yerine basitçe bir jumper koyabilirsiniz, görebileceğiniz gibi, ben şahsen yaptım, asıl mesele hiçbir şeyi kısa devre yapmamak, aksi takdirde patlayacak 🙂

Ayrıca tipik metodolojinin hesaplamalar açısından hiç de ideal olmadığını ve hiçbir şeyi açıklamadığını eklemek isterim, bu nedenle her şeyin nasıl çalıştığını ve nasıl doğru hesaplandığını gerçekten anlamak istiyorsanız okumanızı tavsiye ederim.

Artık birçok mikro devre LED akım dengeleyicisi var, ancak hepsi kural olarak oldukça pahalı. Ve yüksek güçlü LED'lerin yayılmasıyla bağlantılı olarak bu tür stabilizatörlere olan ihtiyaç büyük olduğundan, onlar için stabilizatörler ve daha ucuz seçenekler aramalıyız.

Burada, MS34063 anahtar dengeleyicinin yaygın ve ucuz bir çipinde dengeleyicinin başka bir versiyonunu sunuyoruz. Önerilen versiyon, bu mikro devre üzerindeki halihazırda bilinen stabilizatör devrelerinden biraz standart dışı bir katılımla farklıdır; bu, çalışma frekansını arttırmayı ve indüktörün endüktansının düşük değerlerinde ve kapasitansın kapasitansında bile stabilite sağlamayı mümkün kıldı. çıkış kapasitörü.

Mikro devrenin özellikleri - PWM mi yoksa PWM mi?

Mikro devrenin özelliği hem PWM hem de röle olmasıdır! Üstelik ne olacağını da seçebilirsiniz.

Bu mikro devreyi daha ayrıntılı olarak açıklayan AN920-D belgesi buna benzer bir şey söylüyor (Şekil 2'deki mikro devrenin işlevsel şemasına bakın).

Zaman ayar kapasitörünün şarj edilmesi sırasında, tetiği kontrol eden AND mantık elemanının bir girişine bir mantıksal ünite ayarlanır. Dengeleyicinin çıkış voltajı nominal değerden düşükse (1,25V eşik voltajına sahip girişte), mantıksal ünite aynı elemanın ikinci girişinde de ayarlanır. Bu durumda, elemanın çıkışında ve tetikleyicinin "S" girişinde de bir mantıksal birim ayarlanır, ayarlanır ("S" girişindeki aktif seviye log. 1'dir) ve mantıksal bir birim görünür. “Q” çıkışında anahtar transistörleri açar.

Frekans ayarlayıcı kapasitördeki voltaj üst eşiğe ulaştığında deşarj olmaya başlar ve AND mantık elemanının ilk girişinde mantıksal bir sıfır görünür. Tetikleyicinin sıfırlama girişine aynı seviye uygulanır ("R" girişindeki aktif seviye - log.0) ve onu sıfırlar. Tetikleyicinin "Q" çıkışında mantıksal bir sıfır belirir ve anahtar transistörler kapatılır.
Daha sonra döngü tekrarlanır.

İşlevsel diyagramdan, bu açıklamanın yalnızca ana osilatöre işlevsel olarak bağlı (mikro devrenin girişi 7 tarafından kontrol edilen) akım karşılaştırıcı için geçerli olduğu görülebilir. Ve voltaj karşılaştırıcısının çıkışı (giriş 5 tarafından kontrol edilir) bu tür "ayrıcalıklara" sahip değildir.

Her döngüde akım karşılaştırıcısının, elbette voltaj karşılaştırıcısı izin vermediği sürece hem anahtar transistörleri açabileceği hem de kapatabileceği ortaya çıktı. Ancak voltaj karşılaştırıcısının kendisi yalnızca bir sonraki döngüde çözülebilecek olan açılma iznini veya yasağını verebilir.

Akım karşılaştırıcısının girişini (pim 6 ve 7) kısa devre yaparsanız ve yalnızca voltaj karşılaştırıcısını (pim 5) kontrol ederseniz, anahtar transistörler onun tarafından açılır ve kapasitör şarj döngüsünün sonuna kadar açık kalır. karşılaştırıcının girişindeki voltaj eşiği aşsa bile. Ve sadece kapasitörün boşalmasının başlangıcında jeneratör transistörleri kapatacaktır. Bu modda, anahtar transistörler kapanmaya zorlandıkları için, yüke iletilen güç yalnızca ana osilatörün frekansı ile dozlanabilir, ancak herhangi bir frekansta yalnızca 0,3-0,5 μs civarında bir süre için değer. Ve bu mod daha çok röle tipi düzenlemeye ait olan PFM - darbe frekansı modülasyonuna benzer.

Aksine, voltaj karşılaştırıcısının girişini kasaya kısa devre yaptırırsanız, onu çalışma dışı bırakırsanız ve yalnızca akım karşılaştırıcısının girişini (pim 7) kontrol ederseniz, o zaman anahtar transistörler ana osilatör tarafından açılacaktır. ve her döngüde akım karşılaştırıcının komutuyla kapatılır! Yani yük olmadığında akım karşılaştırıcı çalışmadığında transistörler uzun süre açılır ve kısa süreliğine kapanır. Aşırı yüklenme durumunda ise tam tersine akım karşılaştırıcısının komutuyla uzun süre açılıp hemen kapanırlar. Yük akımının bazı ortalama değerlerinde anahtarlar jeneratör tarafından açılır ve bir süre sonra akım karşılaştırıcı tetiklendikten sonra kapatılır. Böylece, bu modda, yükteki güç, transistörlerin açık durumunun süresine, yani tam teşekküllü PWM'ye göre düzenlenir.

Bunun PWM olmadığı iddia edilebilir, çünkü bu modda frekans sabit kalmaz, ancak değişir - çalışma voltajının artmasıyla azalır. Ancak sabit bir besleme voltajıyla frekans değişmeden kalır ve yük akımının stabilizasyonu yalnızca darbe süresinin değiştirilmesiyle gerçekleştirilir. Bu nedenle bunun tam teşekküllü bir PWM olduğunu varsayabiliriz. Besleme voltajındaki bir değişiklikle çalışma frekansındaki değişiklik, akım karşılaştırıcısının ana osilatöre doğrudan bağlanmasıyla açıklanır.

Her iki karşılaştırıcının (klasik devrede) eşzamanlı kullanımıyla, her şey tamamen aynı şekilde çalışır ve o anda hangi karşılaştırıcının çalıştığına bağlı olarak anahtar modu veya PWM açılır: aşırı voltaj durumunda - anahtar (PFM) ve aşırı akım durumunda - PWM.

Mikro devrenin 5. çıkışını kasaya kısa devre yaparak voltaj karşılaştırıcısını tamamen devre dışı bırakabilirsiniz ve ek bir transistör takılarak PWM kullanılarak voltaj stabilizasyonu da yapılabilir. Bu seçenek Şekil 1'de gösterilmektedir.

Şekil 1

Bu devredeki voltaj stabilizasyonu, akım karşılaştırıcısının girişindeki voltajın değiştirilmesiyle gerçekleştirilir. Referans voltajı, alan etkili transistör VT1'in kapısının eşik voltajıdır. Stabilizatörün çıkış voltajı, transistörün eşik voltajının çarpımı ve dirençli bölücü Rd1, Rd2'nin bölme faktörü ile orantılıdır ve aşağıdaki formülle hesaplanır:

Uout=Yukarı(1+Kd2/Kd1), burada

Yukarı - Eşik voltajı VT1 (1,7 ... 2V).

Akım stabilizasyonu hala R2 direncinin direncine bağlıdır.

Akım dengeleyicinin çalışma prensibi.

MC34063 yongasının akımı dengelemek için kullanılabilecek iki girişi vardır.

Bir girişin eşik voltajı 1,25V'dir (pim 5 ms), bu da güç kayıpları nedeniyle oldukça güçlü LED'ler için faydalı değildir. Örneğin, 700mA akımda (3W LED için), akım sensörü direncinde 1,25 * 0,7A = 0,875W kayıplarımız var. Tek başına bu nedenle dönüştürücünün teorik verimi 3W/(3W+0,875W)=%77'den yüksek olamaz. Gerçek olan% 60 ...% 70'tir ve bu, doğrusal stabilizatörlerle veya sadece akım sınırlama dirençleriyle karşılaştırılabilir.

Mikro devrenin ikinci girişi 0,3V'luk bir eşik voltajına sahiptir (pim 7 ms) ve yerleşik transistörü aşırı akımdan korumak için tasarlanmıştır.
Genellikle bu mikro devre şu şekilde kullanılır: 1,25V eşik değerine sahip bir giriş, voltaj veya akım stabilizasyonu içindir ve 0,3V eşik değerine sahip bir giriş, mikro devreyi aşırı yükten korumak içindir.
Bazen akım sensöründen gelen voltajı yükseltmek için ek bir op-amp koyarlar, ancak devrenin çekici basitliğinin kaybı ve dengeleyicinin maliyetindeki artış nedeniyle bu seçeneği dikkate almayacağız. Başka bir çip almak daha kolay olurdu ...

Bu versiyonda, akımı dengelemek için 0,3V eşik voltajına sahip bir girişin kullanılması ve diğerinin 1,25V voltajla kapatılması önerilmektedir.

Şema çok basit. Algılama kolaylığı için mikro devrenin kendisinin fonksiyonel birimleri gösterilmiştir (Şekil 2).

İncir. 2

Devre elemanlarının atanması ve seçimi.

L indüktörlü Diyot D- herhangi bir anahtarlama stabilizatörünün elemanları, sırasıyla gerekli yük akımı ve indüktör akımının sürekli modu için hesaplanır.

Kapasitörler Cben ve CÖ– bir giriş ve bir çıkışın engellenmesi. Çıkış kapasitörü Co, yük akımındaki küçük dalgalanmalar nedeniyle, özellikle indüktörün endüktansının yüksek değerlerinde, temelde gerekli değildir, bu nedenle noktalı bir çizgi ile çizilir ve gerçek devrede mevcut olmayabilir.

Kapasitör CT- frekans ayarı. Aynı zamanda temelde gerekli bir unsur değildir, bu nedenle noktalı çizgiyle gösterilmiştir.

Mikro devrenin veri sayfaları 100 kHz'lik maksimum çalışma frekansını gösterir, tablo parametreleri ortalama 33 kHz değerini gösterir, grafikler anahtarın açık ve kapalı durumlarının süresinin frekans ayarının kapasitansına bağımlılığını gösterir. kapasitör sırasıyla 2 μs ve 0,3 μs minimum değerlerini gösterir (10pF kapasiteyle).
Son değerleri alırsak periyodun 2 ms + 0,3 ms = 2,3 ms olduğu ve bunun 435 kHz frekans olduğu ortaya çıktı.

Ana osilatörün darbesi tarafından ayarlanan ve akım karşılaştırıcı tarafından sıfırlanan bir tetikleyici olan mikro devrenin çalışma prensibini dikkate alırsak, bu ms'nin mantıksal olduğu ve mantığın en az MHz'lik bir çalışma frekansına sahip olduğu ortaya çıkar. . Performansın yalnızca anahtar transistörün hız özellikleriyle sınırlı olacağı ortaya çıktı. Ve eğer 400 kHz frekansını çekmeseydi, darbe sönümlü cepheler sıkılacak ve dinamik kayıplardan dolayı verim çok düşük olacaktı. Bununla birlikte, uygulama, farklı üreticilerin mikro devrelerinin iyi başladığını ve frekans ayarlayıcı bir kapasitör olmadan çalıştığını göstermiştir. Bu da mikro devre örneğine ve üreticisine bağlı olarak çalışma frekansını 200KHz - 400KHz'e kadar maksimuma çıkarmayı mümkün kıldı. Mikro devrenin anahtar transistörleri, darbelerin önleri 0,1 μs'yi aşmadığından ve düşüşler - 380 kHz çalışma frekansında 0,12 μs olduğundan bu frekansları iyi korur. Bu nedenle, bu kadar yüksek frekanslarda bile, transistörlerdeki dinamik kayıplar oldukça küçüktür ve ana kayıplar ve ısınma, anahtar transistörün artan doyma voltajı (0,5 ... 1V) tarafından belirlenir.

Direnç RB yerleşik anahtar transistörün temel akımını sınırlar. Diyagramda gösterilen bu direncin dahil edilmesi, üzerinde harcanan gücün azaltılmasını ve dengeleyicinin verimliliğinin arttırılmasını mümkün kılar. Direnç Rb üzerindeki voltaj düşüşü, besleme voltajı, yük voltajı ve çip üzerindeki voltaj düşüşü (0,9-2V) arasındaki farka eşittir.

Örneğin, toplam voltaj düşüşü 9 ... 10V ve akü gücü (12-14V) olan 3 LED'den oluşan bir seri zincirle, direnç Rb üzerindeki voltaj düşüşü 4V'u geçmez.

Sonuç olarak, direnç 8. pin ms ile besleme voltajı arasına bağlandığında, Rb direncindeki kayıplar tipik bir bağlantıya göre birkaç kat daha azdır.

Mikro devrenin içine ek bir direnç Rb'nin zaten monte edildiği veya anahtar yapının kendisinin direncinin arttırıldığı veya anahtar yapının bir akım kaynağı olarak yapıldığı akılda tutulmalıdır. Bu, sınırlama direnci Rb'nin çeşitli dirençlerindeki besleme voltajı üzerindeki yapının doyma voltajının (terminal 8 ve 2 arasında) grafiğinden kaynaklanmaktadır (Şekil 3).

Şek. 3

Sonuç olarak, bazı durumlarda (besleme ve yük voltajları arasındaki fark küçük olduğunda veya kayıplar Rb direncinden mikro devreye aktarılabildiğinde), mikro devrenin pin 8'ini doğrudan iki devreden birine bağlayarak Rb direnci çıkarılabilir. Çıkış veya besleme voltajı.

Dengeleyicinin genel verimliliği özellikle önemli olmadığında, mikro devrenin 8 ve 1 numaralı pinlerini birbirine bağlayabilirsiniz. Bu durumda yük akımına bağlı olarak verim %3-10 oranında düşebilir.

Rb direncinin direncini seçerken bir uzlaşma yapmalısınız. Direnç ne kadar düşük olursa, başlangıçtaki besleme voltajı da o kadar düşük olur, yük akımı stabilizasyon modu başlar, ancak bu dirençteki kayıplar, besleme voltajının geniş bir aralığıyla artar. Sonuç olarak, stabilizatörün verimliliği artan besleme voltajıyla azalır.

Örneğin aşağıdaki grafik (Şekil 4), Rb direncinin iki farklı değeri - 24Ω ve 200Ω için yük akımının besleme voltajına bağımlılığını gösterir. 200Ω'luk bir dirençle, 14V'un altındaki besleme gerilimlerinde (anahtar transistörün yetersiz taban akımı nedeniyle) stabilizasyonun ortadan kalktığı açıkça görülmektedir. 24 ohm'luk bir dirençle 11,5V voltajda stabilizasyon kaybolur.

Şekil 4

Bu nedenle, gerekli besleme voltajı aralığında stabilizasyon elde etmek için direnç Rb'nin direncini iyi hesaplamak gerekir. Özellikle pil gücüyle, bu aralık küçük olduğunda ve yalnızca birkaç volt olduğunda.

Direnç Rsc bir yük akımı sensörüdür. Bu direncin hesaplanmasının hiçbir özelliği yoktur. Yalnızca mikro devrenin akım girişinin referans voltajının üreticiden üreticiye farklılık gösterdiği dikkate alınmalıdır. Aşağıdaki tablo, bazı mikro devrelerin referans voltajının gerçek ölçülen değerlerini göstermektedir.

Referans voltajının büyüklüğüne ilişkin istatistikler küçüktür, bu nedenle verilen değerler standart olarak değerlendirilmemelidir. Referans voltajının gerçek değerinin veri sayfasında belirtilen değerden çok farklı olabileceğini aklınızda bulundurmanız yeterlidir.

Referans voltajının bu kadar büyük bir yayılması, görünüşe göre akım girişinin amacından kaynaklanmaktadır - yük akımı stabilizasyonu değil, aşırı yük koruması. Buna rağmen yukarıdaki versiyonda yük akımını korumanın doğruluğu oldukça iyidir.

Sürdürülebilirlik hakkında.

MC34063 yongasında, işletim sistemi devresine bir düzeltme yapma imkanı yoktur. Başlangıçta stabilite, indüktörün L endüktansının ve özellikle çıkış kapasitörünün Co kapasitansının artan değerleri ile sağlanır. Bu durumda, belirli bir paradoks ortaya çıkar - yüksek frekanslarda çalışırken, filtre elemanlarının düşük endüktansı ve kapasitansı ile gerekli voltaj ve yük akımı dalgalanmaları elde edilebilir, ancak devre heyecanlanabilir, bu nedenle büyük bir değer ayarlamanız gerekir. endüktans ve (veya) büyük bir kapasitans. Sonuç olarak, dengeleyicinin boyutları fazla tahmin ediliyor.

Ek bir paradoks, kademeli anahtarlama regülatörleri için çıkış kapasitörünün temelde gerekli bir unsur olmamasıdır. Gerekli düzeyde akım (gerilim) dalgalanması bir indüktörle elde edilebilir.

Şekil 2'de gösterildiği gibi ek bir düzeltici RC devresi Rf ve Cf takarak, endüktansın gerekli veya hafife alınan değerlerinde ve özellikle çıkış filtresinin kapasitansında stabilizatörün iyi stabilitesini elde edebilirsiniz.

Uygulama, bu zincirin zaman sabitinin optimal değerinin en az 1KΩ * μF olması gerektiğini göstermiştir. Zincir parametrelerinin 10KΩ direnç ve 0,1 uF kapasitör gibi değerleri oldukça uygun sayılabilir.

Böyle bir düzeltici devre ile stabilizatör, çıkış filtresinin küçük endüktans değerleri (μH birimleri) ve kapasitansı (μF birimleri ve kesirleri) ile veya hiç bir çıkış kapasitörü olmadan tüm besleme voltajı aralığı boyunca stabil bir şekilde çalışır. .

Mikro devrenin mevcut girişini stabilize etmek için kullanıldığında PWM modu stabilite için önemli bir rol oynar.

Düzeltme, daha önce hiç normal çalışmak istemeyen bazı mikro devrelerin daha yüksek frekanslarda çalışmasına izin verdi.

Örneğin, aşağıdaki grafik, 100pF frekans ayar kapasitörüne sahip STMicroelectronics'in MC34063ACD yongası için çalışma frekansının besleme voltajına bağımlılığını göstermektedir.

Şekil 5

Grafikten de görülebileceği gibi, düzeltme yapılmadan bu mikro devre, frekans ayar kapasitörünün küçük kapasitesiyle bile daha yüksek frekanslarda çalışmak istemiyordu. Kapasitansın sıfırdan birkaç yüz pF'ye değiştirilmesi frekansı büyük ölçüde etkilemedi ve maksimum değeri ancak 100 kHz'e ulaştı.

RfCf düzeltme zincirinin piyasaya sürülmesinden sonra, aynı mikro devre (diğerleri gibi) neredeyse 300 kHz'e kadar frekanslarda çalışmaya başladı.

Yukarıdaki bağımlılık, belki de çoğu mikro devre için tipik olarak düşünülebilir, ancak bazı şirketlerin mikro devreleri düzeltme olmadan bile daha yüksek frekanslarda çalışsa da ve düzeltmenin getirilmesi, onlar için bir beslemede 400 kHz'lik bir çalışma frekansı elde etmeyi mümkün kılmıştır. 12 ... 14V voltaj.

Aşağıdaki grafik stabilizatörün düzeltme olmadan çalışmasını göstermektedir (Şekil 6).

Şekil 6

Grafik, tüketilen akımın (Ip), yük akımının (In) ve çıkışın (Ikz) kısa devre akımının, çıkış kapasitörünün (Co) - 10 kapasitansının iki değerinde besleme voltajına bağımlılığını gösterir. μF ve 220 μF.

Çıkış kapasitörünün kapasitansındaki bir artışın dengeleyicinin stabilitesini arttırdığı açıkça görülmektedir - 10 μF kapasitanstaki eğrilerin kırılmasına kendi kendine uyarılma neden olur. 16V'a kadar besleme gerilimlerinde uyarma olmaz, 16-18V'da görünür. Daha sonra rejimde bir miktar değişiklik olur ve 24V voltajda ikinci bir kesinti belirir. Bu durumda, çalışma frekansının besleme voltajına bağımlılığı önceki grafikte (Şekil 5) de görülen çalışma frekansı değişir (her iki grafik de stabilizatörün bir örneğini incelerken aynı anda elde edilmiştir).

Çıkış kapasitörünün kapasitansını 220uF veya daha fazlasına çıkarmak, özellikle düşük besleme voltajlarında kararlılığı artırır. Ancak heyecanı ortadan kaldırmaz. Stabilizatörün az çok kararlı çalışması, en az 1000 mikrofaradlık bir çıkış kapasitör kapasitesi ile elde edilebilir.

Bu durumda, indüktörün endüktansının genel tablo üzerinde çok az etkisi vardır, ancak endüktanstaki bir artışın kararlılığı arttırdığı açıktır.

Çalışma frekansındaki dalgalanmalar, grafikte de görülebilen yük akımının stabilitesini etkiler. Besleme gerilimi değiştiğinde çıkış akımının genel kararlılığı da tatmin edici değildir. Akımın oldukça dar bir besleme voltajı aralığında nispeten kararlı olduğu düşünülebilir. Örneğin, pil gücüyle çalışırken.

Düzeltici zincir RfCf'nin eklenmesi stabilizatörün çalışmasını kökten değiştirir.

Bir sonraki grafik aynı stabilizatörün RfCf düzeltici zinciriyle çalışmasını göstermektedir.

Şekil 7

Dengeleyicinin, bir akım dengeleyici için olması gerektiği gibi çalışmaya başladığı açıkça görülmektedir - yük ve kısa devre akımları, tüm besleme voltajı aralığı boyunca neredeyse eşittir ve değişmez. Aynı zamanda, çıkış kapasitörü genellikle dengeleyicinin çalışmasını etkilemeyi bıraktı. Artık çıkış kapasitörünün kapasitansı yalnızca dalgalanma akımının ve yük voltajının seviyesini etkiler ve çoğu durumda kapasitör tamamen ihmal edilebilir.

Aşağıda örnek olarak, Co çıkış kapasitörünün farklı kapasitansları için yük akımı dalgalanmasının değerleri verilmiştir. LED'ler 10 paralel grupta (30 adet) 3'lü seri olarak bağlanır. Besleme voltajı - 12V. 47uH'yi boğun.

Kapasitörsüz: LED başına yük akımı 226mA +-65mA veya 22,6mA +-6,5mA.
0,33uF kapasitörle: LED başına 226mA +-25mA veya 22,6mA +-2,5mA.
1,5uF kapasitörle: LED başına 226mA +-5mA veya 22,6mA +-0,5mA.
10μF kapasitörle: LED başına 226mA +-2,5mA veya 22,6mA +-0,25mA.

Yani, kapasitör olmadan, toplam 226mA yük akımıyla, yük akımı dalgalanması 65mA idi; bu, bir LED açısından ortalama 22,6mA akım ve 6,5mA dalgalanma sağlar.

0,33 uF'lik küçük bir kapasitansın bile akım dalgalanmasını nasıl keskin bir şekilde azalttığı görülebilir. Aynı zamanda, kapasitansın 1 μF'den 10 μF'ye çıkarılmasının dalgalanma seviyesi üzerinde zaten çok az etkisi vardır.

Sıradan elektrolitler veya tantal olanlar yakın düzeyde bir dalgalanma bile sağlamadığından tüm kapasitörler seramikti.

Tüm durumlar için çıkışta 1uF'lik bir kapasitörün oldukça yeterli olduğu ortaya çıktı. Dalgalanmalar artık 1 μF'ye kıyasla önemli ölçüde azalmadığından, 0,2-0,3 A yük akımında kapasitansı 10 μF'ye çıkarmak pek mantıklı değildir.
İndüktör daha büyük bir endüktansla alınırsa, yüksek yük akımlarında ve (veya) yüksek besleme voltajlarında bile genellikle kapasitör olmadan yapabilirsiniz.

Giriş voltajının 12V'luk bir besleme ile dalgalanması ve giriş kapasitörünün Ci 10uF kapasitansı 100mV'yi aşmaz.

Mikro devrenin güç yetenekleri.

MC34063 mikro devresi normalde veri sayfalarına göre (STM ms - 50V'a kadar) 3V ila 40V arasında ve gerçekte 45V'a kadar bir besleme voltajında ​​​​çalışır ve DIP-8 paketi için 1A'ya ve 0,75A'ya kadar bir yük akımı sağlar. SO-8 paketi için. LED'lerin seri ve paralel bağlantısını birleştirerek 3V*20mA=60mW'dan 40V*0,75…1A=30…40W'a kadar çıkış gücüne sahip bir armatür oluşturmak mümkündür.

Anahtar transistörün doyma voltajı (0,5 ... 0,8V) ve mikro devre paketi tarafından dağıtılan izin verilen güç 1,2W dikkate alındığında, yük akımı DIP için 1,2W / 0,8V = 1,5A'ya kadar artırılabilir -8 paketi ve SO-8 paketi için 1A'e kadar.

Ancak bu durumda iyi bir soğutucu gereklidir, aksi takdirde mikro devrenin içine yerleştirilmiş aşırı ısınma koruması böyle bir akımda çalışmaya izin vermeyecektir.

Mikro devrenin DIP paketinin karta standart lehimlenmesi, maksimum akımlarda gerekli soğutmayı sağlamaz. SMD versiyonu için DIP paketinin kablolarını, kabloların ince uçlarının çıkarılmasıyla kalıplamamız gerekiyor. Kabloların geri kalan geniş kısmı kasanın tabanıyla aynı hizada bükülüyor ve ardından panele lehimleniyor. Baskılı devre kartını, mikro devre kasasının altında geniş bir çokgen olacak şekilde yaymak faydalıdır ve mikro devreyi kurmadan önce tabanına biraz ısı ileten macun sürmeniz gerekir.

Kısa ve geniş kabloların yanı sıra kasanın baskılı devre kartının bakır poligonuna sıkı oturması nedeniyle mikro devre kasasının termal direnci azalır ve biraz daha fazla güç tüketebilir.

SO-8 kasası için, doğrudan kasanın üstüne plaka veya başka bir profil şeklinde ek bir soğutucu takmak çok yardımcı olur.

Bir yandan gücü artırmaya yönelik bu tür girişimler tuhaf görünüyor. Sonuçta, başka, daha güçlü bir mikro devreye geçebilir veya harici bir transistör kurabilirsiniz. Ve 1,5A'nın üzerindeki yük akımlarında tek doğru çözüm bu olacaktır. Bununla birlikte, 1,3A'lık bir yük akımı gerektiğinde, ısı emiciyi iyileştirebilir ve MC34063 yongasında daha ucuz ve daha basit bir seçenek kullanmayı deneyebilirsiniz.

Stabilizatörün bu versiyonunda elde edilen maksimum verim %90'ı geçmez. Verimliliğin daha da artması, anahtar transistörün doyma voltajının artmasıyla önlenir - 0,5A'ya kadar akımlarda en az 0,4 ... 0,5V ve 1 ... 1,5A akımlarda 0,8 ... 1V. Bu nedenle stabilizatörün ana ısıtma elemanı her zaman bir mikro devredir. Doğru, somut ısınma yalnızca belirli bir durum için maksimum güçte gerçekleşir. Örneğin, 1A yük akımındaki SO-8 paketindeki bir mikro devre 100 dereceye kadar ısınır ve ek bir soğutucu olmadan yerleşik aşırı ısınma koruması tarafından döngüsel olarak kapatılır. 0,5A ... 0,7A'ya kadar olan akımlarda mikro devre biraz sıcaktır ve 0,3 ... 0,4A akımlarda hiç ısınmaz.

Daha yüksek yük akımlarında çalışma frekansı azaltılabilir. Bu durumda anahtar transistörün dinamik kayıpları önemli ölçüde azalır. Genel güç kaybı ve kasa ısınması azalır.

Stabilizatörün verimliliğini etkileyen dış elemanlar diyot D, indüktör L ve dirençler Rsc ve Rb'dir. Bu nedenle, diyot düşük ileri voltajla (Schottky diyot) ve indüktörle - mümkün olan en düşük sargı direnciyle seçilmelidir.

Uygun üreticiden bir çip seçerek eşik voltajını düşürerek Rsc direncindeki kayıpları azaltabilirsiniz. Bu daha önce tartışılmıştı (baştaki tabloya bakınız).

Rsc direncindeki kayıpları azaltmak için başka bir seçenek, Rf direncine ek bir sabit akım öngeriliminin eklenmesidir (bu, aşağıda belirli bir stabilizatör örneği kullanılarak daha ayrıntılı olarak gösterilecektir).

Direnç Rb iyi hesaplanmalı ve mümkün olduğunca fazla dirençle alınmaya çalışılmalıdır. Besleme voltajını geniş bir aralıkta değiştirirken, Rb direnci yerine bir akım kaynağı koymak daha iyidir. Bu durumda besleme voltajının artmasıyla kayıplardaki artış o kadar keskin olmayacaktır.

Tüm bu önlemler alındığında bu elemanların kayıplarının payı mikro devredeki kayıplardan 1,5-2 kat daha azdır.

Mikro devrenin akım girişine sabit bir voltaj uygulandığından, yalnızca yük akımıyla orantılıdır ve her zamanki gibi anahtar transistörün akımıyla orantılı bir darbe voltajı değildir (yük akımlarının ve çıkış kapasitörünün toplamı) indüktörün endüktansı artık çalışma stabilitesini etkilemez, çünkü düzeltici bir zincir elemanı olmaktan çıkar (rolü RfCf zinciri tarafından oynanır). Yalnızca anahtarlama transistörünün akımının genliği ve yük akımının dalgalanması endüktansın değerine bağlıdır. Ve çalışma frekansları nispeten yüksek olduğundan, endüktansın küçük değerlerinde bile yük akımı dalgalanmaları küçüktür.

Bununla birlikte, mikro devreye yerleştirilmiş nispeten düşük güçlü anahtar transistör nedeniyle, indüktörün endüktansı büyük ölçüde azaltılmamalıdır, çünkü bu, transistörün tepe akımını önceki ortalama değerinde artırır ve doyma voltajı artar. Sonuç olarak transistör kayıpları artar ve genel verimlilik düşer.
Doğru, dramatik bir şekilde değil - yüzde birkaç oranında. Örneğin, bobinin 12 μH'den 100 μH'ye değiştirilmesi, stabilizatörlerden birinin verimliliğinin %86'dan %90'a çıkarılmasını mümkün kıldı.

Öte yandan, bu, düşük yük akımlarında bile, düşük endüktanslı bir bobinin seçilmesine olanak tanır ve anahtar transistörün akım genliğinin mikro devre için maksimum 1,5A değerini aşmamasını sağlar.

Örneğin, 9 ... 10V voltajla 0,2A yük akımında, 12 ... 15V besleme voltajında ​​​​ve 300 kHz çalışma frekansında, 53 μH endüktanslı bir bobin gereklidir. Bu durumda, mikro devrenin anahtar transistörünün darbe akımı 0,3A'yı geçmez. Bununla birlikte, indüktörün endüktansı 4 μH'ye düşürülürse, aynı ortalama akımda, anahtarlama transistörünün darbe akımı sınır değerine (1,5A) yükselecektir. Doğru, dinamik kayıplardaki artış nedeniyle dengeleyicinin verimliliği azalacaktır. Ancak, belki bazı durumlarda verimlilikten ödün vermek, ancak küçük endüktansa sahip küçük boyutlu bir bobin kullanmak kabul edilebilir.

İndüktörün endüktansının arttırılması aynı zamanda maksimum yük akımını mikro devrenin anahtar transistörünün akımının sınır değerine (1,5A) kadar artırmanıza da olanak tanır.

İndüktörün endüktansı arttıkça, anahtarlama transistörünün akım şekli tamamen üçgenden tamamen dikdörtgene değişir. Dikdörtgenin alanı üçgenin alanının 2 katı olduğundan (aynı yükseklik ve tabanda), sabit bir akım darbesi ile transistör (ve yük) akımının ortalama değeri 2 kat artırılabilir. genlik.

Yani, 1,5A genlikli üçgen darbe şeklinde, transistörün ve yükün ortalama akımı:

burada k, belirli bir mikro devre için 0,9'a eşit maksimum darbe görev döngüsüdür.

Sonuç olarak, maksimum yük akımı aşağıdakileri aşmaz:

\u003d 1,5A / 2 * 0,9 \u003d 0,675A'da.

Ve yük akımında bu değerin üzerindeki herhangi bir artış, mikro devrenin anahtar transistörünün maksimum akımının aşılmasını gerektirir.

Bu nedenle, bu mikro devrenin tüm veri sayfalarında maksimum yük akımı 0,75A olarak belirtilmiştir.

İndüktörün endüktansını transistör akımı dikdörtgen olacak şekilde artırarak, maksimum akım formülünden ikiliyi çıkarabilir ve şunu elde edebiliriz:

In=1,5A*k=1,5A*0,9=1,35A.

İndüktörün endüktansında önemli bir artışla boyutlarının da biraz arttığı unutulmamalıdır. Bununla birlikte, bazen indüktörün boyutunu artırmak için yük akımını artırmak, ek bir güçlü transistör takmaktan daha kolay ve daha ucuzdur.

Doğal olarak, 1,5A'dan fazla gerekli yük akımlarıyla, ek bir transistör (veya başka bir mikro devre denetleyicisi) kurmadan yapamazsınız ve bir seçenekle karşı karşıya kalırsanız: 1,4A yük akımı veya başka bir mikro devre, o zaman öncelikle gaz kelebeği boyutunu artırarak endüktansı artırarak sorunu çözmeye çalışmalısınız.

Mikro devrenin veri sayfaları, darbelerin maksimum görev döngüsünün 6/7 = 0,857'yi aşmadığını göstermektedir. Gerçekte 300-400 kHz'lik yüksek çalışma frekanslarında bile neredeyse 0,9'luk değerler elde edilir. Düşük frekanslarda (100-200 kHz) görev döngüsü 0,95'e ulaşabilir.

Bu nedenle stabilizatör, küçük bir giriş-çıkış voltajı farkıyla normal şekilde çalışır.

Stabilizatör, besleme voltajındaki belirtilenin altındaki bir düşüşün neden olduğu nominal yük akımlarına göre ilginç bir şekilde küçümsenmeden çalışır - en az% 95'lik bir verimlilik ...

PWM klasik şekilde (ana osilatörün tam kontrolü) değil, bir tetikleyici aracılığıyla (jeneratör tarafından başlatılır, karşılaştırıcı tarafından sıfırlanır) bir "röle" yöntemiyle uygulandığından, o zaman nominalin altındaki bir akımda değer, anahtar transistörün kapanmayı bıraktığı bir durum mümkündür. Besleme ve yük voltajları arasındaki fark, anahtar transistörün doyma voltajına düşer; bu, genellikle 1A'ya kadar akımlarda 1V'yi aşmaz ve 0,2-0,3A'ya kadar akımlarda 0,2-0,3V'yi aşmaz. Statik kayıpların varlığına rağmen dinamik kayıplar yoktur ve transistör neredeyse bir jumper gibi çalışır.

Transistör kontrollü kalsa ve PWM modunda çalışsa bile akımdaki azalma nedeniyle verimlilik yüksek kalır. Örneğin besleme gerilimi (10V) ile LED'lerin üzerindeki gerilim (8,5V) arasındaki 1,5V'luk farkla devre %95 verimle (2 kat azaltılmış frekansta da olsa) çalışmaya devam etti.

Böyle bir durum için akım ve gerilim parametreleri, stabilizatörlerin pratik devreleri dikkate alındığında aşağıda belirtilecektir.

Pratik stabilizatör seçenekleri.

Klasik devre seçeneklerini tekrarlayan en basit olanlar, çalışma frekansını veya akımı yükseltmeye, verimliliği artırmaya veya iyi bir stabilite elde etmeye izin vermediğinden çok fazla seçenek olmayacak. Bu nedenle en uygun seçenek, blok şeması Şekil 2'de gösterilen seçenektir. Stabilizatörün gerekli özelliklerine bağlı olarak yalnızca bileşenlerin değerleri değişebilir.

Şekil 8 klasik versiyonun diyagramını göstermektedir.

Şekil 8

Özelliklerden - çıkış kapasitörünün (C3) akımını OS devresinden çıkardıktan sonra, indüktörün endüktansını azaltmak mümkün hale geldi. Örnek olarak, 12 μH'de DM-3 tipi bir çubuk üzerinde eski bir ev tipi şok cihazı alındı. Gördüğünüz gibi devrenin özellikleri oldukça iyi çıktı.

Verimliliği artırma arzusu, Şekil 9'da gösterilen şemaya yol açtı.

Şekil 9

Önceki devreden farklı olarak, R1 direnci güç kaynağına değil, dengeleyicinin çıkışına bağlıdır. Sonuç olarak, direnç R1 üzerindeki voltaj, yük üzerindeki voltajın değerinden daha az olmuştur. Üzerinden aynı akım geçtiğinde, üzerinde açığa çıkan güç 0,5W'tan 0,15W'a düştü.

Aynı zamanda indüktörün endüktansı arttırıldı ve bu da stabilizatörün verimliliğini artırdı. Sonuç olarak verimlilik yüzde birkaç arttı. Diyagramda belirli sayılar gösterilmektedir.

Son iki şemanın bir başka karakteristik özelliği. Şekil 8'deki devre, besleme voltajı değiştiğinde yük akımı açısından çok iyi bir stabiliteye sahiptir, ancak verimlilik düşüktür. Şekil 9'daki devre ise tam tersine oldukça yüksek bir verime sahiptir, ancak akım kararlılığı zayıftır - besleme voltajı 12V'tan 15V'a değiştiğinde yük akımı 0,27A'dan 0,3A'ya çıkar.

Bunun nedeni, daha önce de belirtildiği gibi, R1 direncinin yanlış seçilmesidir (bkz. Şekil 4). Yük akımının stabilitesini azaltan R1 direncinin artması verimliliği arttırdığından bazı durumlarda bu kullanılabilir. Örneğin, pil gücünde, voltaj değişiminin sınırları küçük olduğunda ve yüksek verimlilik daha anlamlı olduğunda.

Bazı düzenliliklere dikkat edilmelidir.

Oldukça az sayıda stabilizatör yapıldı (neredeyse hepsi arabanın içindeki akkor lambaları LED lambalarla değiştirmek için kullanıldı) ve stabilizatörler duruma göre gerekli olsa da, hatalı ağ kartlarından "Hub"lardan mikro devreler alındı. ve "Anahtarlar". Üreticiler arasındaki farklılığa rağmen, neredeyse tüm mikro devreler, basit devrelerde bile iyi stabilizatör özellikleri elde etmeyi mümkün kıldı.

Sadece Globaltech Semiconductor'ın yüksek frekanslarda çalışmak istemeyen GS34063S yongası karşımıza çıktı.

Daha sonra STMicroelectronics'ten birkaç mikro devre MC34063ACD ve MC34063EBD satın alındı, bu da daha da kötü sonuçlar verdi - daha yüksek frekanslarda çalışmadılar, stabilite zayıftı, mevcut karşılaştırıcı desteğinin voltajı çok yüksekti (0,45-0,5V), zayıf stabilizasyon yük akımı iyi verimlilikle veya kötü verimlilikle iyi stabilizasyonla...

Belki de listelenen mikro devrelerin düşük performansı ucuzluklarından kaynaklanmaktadır - aynı şirketin hatalı Switch'ten alınan MC34063A (DIP-8) mikro devresi normal çalıştığından, satın alınanların en ucuzu. Doğru, nispeten düşük bir frekansta - 160 kHz'den fazla değil.

Kırık ekipmanlardan alınan aşağıdaki mikro devreler iyi çalıştı:

Sipex Şirketi (SP34063A),
Motorola'nın (MC34063A)
Analog Teknoloji (AP34063N8),
Anachip (AP34063 ve AP34063A).
Fairchild (MC34063A) - Şirketi doğru şekilde tanımladığımdan emin değilim.

ON Semiconductor, Unisonic Technologies (UTC) ve Texas Instruments - hatırlamıyorum, çünkü şirkete ancak bazı şirketlerin ms ile çalışma isteksizliğiyle karşı karşıya kaldıktan ve cips satın almadıklarından sonra dikkat etmeye başladım. bu şirketlerden bilerek.

STMicroelectronics'ten satın alınan, düşük performans gösteren MC34063ACD ve MC34063EBD mikro devrelerini atmamak için, Şekil 2'de en başta gösterilen devreye yol açan birkaç deney gerçekleştirildi.

Aşağıdaki Şekil 10, RfCf düzeltme devresine (bu devrede R3C2) sahip bir regülatörün pratik devresini göstermektedir. Dengeleyicinin düzeltici zincir olmadan ve onunla birlikte çalışmasındaki fark daha önce "Kararlılık Hakkında" bölümünde anlatılmış ve grafikler verilmiştir (Şekil 5, Şekil 6, Şekil 7).

Şekil 10

Şekil 7'deki grafikten, mikro devrenin tüm besleme voltajı aralığında akım stabilizasyonunun mükemmel olduğu görülebilir. Kararlılık çok iyi - sanki PWM çalışıyormuş gibi. Frekans yeterince yüksektir, bu da düşük endüktanslı küçük boyutlu bobinleri almanıza ve çıkış kapasitörünü tamamen terk etmenize olanak tanır. Her ne kadar küçük bir kapasitörün takılması yük akımı dalgalanmasını tamamen ortadan kaldırabilir. Yük akımı dalgalanmalarının genliğinin kapasitörün kapasitansına bağımlılığı daha önce “Kararlılık Üzerine” bölümünde tartışılmıştı.

Daha önce de belirtildiği gibi, STMicroelectronics'ten aldığım MC34063ACD ve MC34063EBD mikro devrelerinin, veri sayfasında belirtilen 0,25V-0,35V değerine rağmen, mevcut karşılaştırıcının aşırı tahmin edilmiş bir referans voltajına sahip olduğu ortaya çıktı - sırasıyla 0,45V-0,5V. Bu nedenle yüksek yük akımlarında akım sensörü direncinde büyük kayıplar elde edilir. Kayıpları azaltmak için, transistör VT1 ve direnç R2 üzerindeki devreye bir akım kaynağı eklendi. (Şekil 11).

Şekil 11

Bu akım kaynağı sayesinde, direnç R3 üzerinden 33 μA'lık ek bir öngerilim akımı akar, böylece direnç R3 üzerindeki voltaj, yük akımı olmasa bile 33 μA * 10KΩ = 330mV olur. Mikro devrenin akım girişinin eşik voltajı 450mV olduğundan, akım karşılaştırıcısının direnç-akım sensörü R1 üzerinde çalışması için 450mV-330mV = 120mV voltaj olması gerekir. 1A yük akımında R1 direnci 0,12V/1A=0,12Ohm olmalıdır. Mevcut değeri 0,1 Ohm olarak belirledik.
VT1'de bir akım dengeleyici olmasaydı, R1 direncinin 0,45V / 1A = 0,45Ω bazında seçilmesi gerekecek ve üzerinde 0,45W güç harcanacaktı. Şimdi aynı akımda R1'deki kayıp yalnızca 0,1 W'tur.

Bu seçenek bir pil ile çalışır, yükteki akım 1A'ya kadar, güç 8-10W'tır. Çıkış kısa devre akımı 1,1A. Bu durumda 14,85V besleme voltajında ​​akım tüketimi sırasıyla 64mA'ya, güç tüketimi ise 0,95W'a düşer. Bu moddaki mikro devre ısınmaz bile ve istediğiniz kadar kısa devre modunda kalabilir.

Diğer özellikler şemada gösterilmiştir.

Mikro devre SO-8 paketine alınmıştır ve 1A yük akımı bunun için sınırdır. Çok ısınır (pimlerin sıcaklığı 100 derecedir!), Bu nedenle mikro devreyi SMD montajı için dönüştürülmüş bir DIP-8 paketine koymak, büyük çokgenler yapmak ve (veya) bir radyatör bulmak daha iyidir.
Mikro devre anahtarının doyma voltajı oldukça büyüktür - 1A akımda neredeyse 1V, bu yüzden ısıtma böyledir. Mikro devrenin veri sayfasına bakılırsa, anahtar transistörün 1A akımdaki doyma voltajı 0,4V'u geçmemelidir.

Servis fonksiyonları.

Mikro devrede herhangi bir servis yeteneği bulunmamasına rağmen bağımsız olarak uygulanabilirler. Tipik olarak bir LED akım dengeleyici, yük akımının kapatılmasını ve ayarlanmasını gerektirir.

Açmak / kapamak

MC34063 yongasındaki dengeleyicinin kapatılması, 3. çıkışa voltaj uygulanarak gerçekleştirilir. Bir örnek Şekil 12'de gösterilmektedir.

Şekil 12

Mikro devrenin 3. çıkışına voltaj uygulandığında ana osilatörün durduğu ve anahtar transistörün kapandığı deneysel olarak belirlendi. Bu durumda mikro devrenin tüketilen akımı üreticisine bağlıdır ve veri sayfasında belirtilen yüksüz akımı (1,5-4mA) aşmaz.

Dengeleyiciyi kapatma seçeneklerinin geri kalanı (örneğin, 5. çıkışa 1,25V'den fazla bir voltaj uygulayarak), ana osilatörün durmaması ve mikro devrenin daha fazla akım tüketmesi nedeniyle daha kötü olduğu ortaya çıkıyor. 3. çıkıştaki kart.

Bu kontrolün özü aşağıdaki gibidir.

Mikro devrenin 3. çıkışında, frekans ayar kapasitörünün şarj ve deşarjının testere dişi voltajı etki eder. Gerilim 1,25V eşik değerine ulaştığında, kapasitör boşalmaya başlar ve mikro devrenin çıkış transistörü kapanır. Bu, dengeleyiciyi kapatmak için mikro devrenin 3. girişine en az 1,25V voltaj uygulamanız gerektiği anlamına gelir.

Mikro devrenin veri sayfalarına göre zamanlama kapasitörü maksimum 0,26 mA akımla deşarj oluyor. Bu, 3. çıkışa bir direnç üzerinden harici voltaj uygulandığında, en az 1,25V anahtarlama voltajı elde etmek için dirençten geçen akımın en az 0,26mA olması gerektiği anlamına gelir. Sonuç olarak, harici direnci hesaplamak için iki ana numaramız var.

Örneğin, dengeleyicinin besleme voltajı 12 ... 15V olduğunda, dengeleyicinin minimum değerde - 12V'de güvenilir bir şekilde kapatılması gerekir.

Sonuç olarak, ek direncin direnci şu ifadeden bulunur:

R=(Yukarı-Uvd1-1,25V)/0,26mA=(12V-0,7V-1,25V)/0,26mA=39KΩ.

Mikro devreyi güvenilir bir şekilde kapatmak için direncin direncini hesaplanan değerden daha az seçiyoruz. Şekil 12'deki devrenin bir parçasında direncin direnci 27KΩ'dur. Bu dirençle kapatma voltajı yaklaşık 9V'tur. Bu, dengeleyicinin besleme voltajı 12V olduğunda, bu devreyi kullanarak dengeleyicinin güvenilir bir şekilde kapatılmasını umut edebileceğiniz anlamına gelir.

Dengeleyiciyi mikrodenetleyiciden kontrol ederken, R direnci 5V'luk bir voltaj için yeniden hesaplanmalıdır.

Mikro devrenin 3. girişindeki giriş direnci oldukça büyüktür ve harici elemanların herhangi bir bağlantısı testere dişi voltajının oluşumunu etkileyebilir. Kontrol devrelerini mikro devreden ayırmak ve böylece aynı gürültü bağışıklığını korumak için VD1 diyotu kullanılır.

Stabilizatör, R direncinin sol terminaline sabit bir voltaj uygulanarak (Şekil 12) veya R direncinin bağlantı noktasının VD1 diyotu ile kasaya kısa devre yapılmasıyla (solda sabit bir voltajla) kontrol edilebilir. direncin terminali R).

Zener diyot VD2, mikro devrenin girişini yüksek voltajdan korumak için tasarlanmıştır. Düşük besleme gerilimlerinde buna gerek yoktur.

Yük akımı düzenlemesi

Mikro devrenin akım karşılaştırıcısının referans voltajı, R1 ve R3 dirençleri arasındaki voltajların toplamına eşit olduğundan, R3 direncinin ön akımını değiştirerek yük akımını ayarlayabilirsiniz (Şekil 11).

İki ayar seçeneği vardır - değişken direnç ve sabit voltaj.

Şekil 13, Şekil 11'deki devrenin bir parçasını, kontrol devresinin tüm elemanlarını hesaplamanıza olanak tanıyan gerekli değişiklikler ve hesaplanan oranlarla birlikte göstermektedir.

Şekil 13

Yük akımını değişken bir dirençle ayarlamak için, sabit direnç R2'yi bir R2 direnç grubuyla değiştirmeniz gerekir. Bu durumda, değişken direncin direnci değiştiğinde, R2 direncinin toplam direnci 27 ... 37KΩ içinde değişecek ve transistör VT1'in (ve direnç R3) drenaj akımı 1,3V / 27 içinde değişecektir. ... 37KΩ = 0,048 ... 0,035mA. Aynı zamanda, R3 direncinde öngerilim voltajı 0,048 ... 0,035mA * 10KΩ = 0,48 ... 0,35V arasında değişecektir. Mikro devrenin akım karşılaştırıcısını tetiklemek için, direnç-akım sensörü R1'e 0,45-0,48 ... 0,35V \u003d 0 ... 0,1V'luk bir voltaj düşmelidir (Şekil 11). R1=0,1Ohm direnciyle, yük akımı içinden 0...0,1V/0,1Ohm=0...1A dahilinde aktığında bu voltaj düşecektir.

Yani değişken direnç R2'nin direncini 27 ... 37 KΩ dahilinde değiştirerek yük akımını 0 ... 1A dahilinde düzenleyebiliriz.

Yük akımını sabit bir voltajla ayarlamak için, transistör VT1'in kapısına bir Rd1Rd2 voltaj bölücü koymanız gerekir. Bu bölücünün yardımıyla herhangi bir kontrol voltajını VT1 için gereken voltajla eşleştirebilirsiniz.

Şekil 13 hesaplama için gerekli tüm formülleri göstermektedir.

Örneğin, 0 ... 5V arasında değişen sabit bir voltaj kullanarak yük akımını 0 ... 1A aralığında ayarlamak gerekir.

Şekil 11'deki akım stabilizatör devresini kullanmak için Rd1Rd2 voltaj bölücüsünü transistör VT1'in kapı devresine yerleştirip direnç değerlerini hesaplıyoruz.

Başlangıçta devre, direnç R2'nin akımı ve alan etkili transistör VT1'in eşik voltajı tarafından belirlenen 1A'lık bir yük akımı için tasarlanmıştır. Yük akımını sıfıra düşürmek için önceki örnekte olduğu gibi direnç R2'nin akımını 0,034mA'dan 0,045mA'ya çıkarmanız gerekir. R2 direncinin (39KΩ) sabit direnciyle, üzerindeki voltaj 0,045 ... 0,034mA * 39KΩ = 1,755 ... 1,3V arasında değişmelidir. Kapıdaki sıfır voltajda ve transistör VT2'nin eşik voltajı 1,3V olduğunda, direnç R2 üzerinde 1,3V'luk bir voltaj ayarlanır. R2'deki voltajı 1,755V'a çıkarmak için VT1 kapısına 1,755V-1,3V = 0,455V sabit voltaj uygulamanız gerekir. Sorunun durumuna göre kapıdaki böyle bir voltajın + 5V kontrol voltajında ​​​​olması gerekir. Rd2 direncinin direncini 100KΩ'a ayarladıktan sonra (kontrol akımını en aza indirmek için), Rd1 direncinin direncini Uу=Ug*(1+Rd2/Rd1) oranından buluruz:

Rd1= Rd2/(Uу/Ug-1)=100KΩ/(5V/0.455V-1)=10KΩ.

Yani kontrol voltajı sıfırdan +5V'a değiştiğinde yük akımı 1A'den sıfıra düşecektir.

Açma-kapama ve akım ayarlama işlevlerine sahip 1A akım dengeleyicinin tam şematik diyagramı Şekil 14'te gösterilmektedir. Yeni elemanların numaralandırılması Şekil 11 şemasına göre devam etmektedir.

Şekil 14

Şekil 14'ün bir parçası olarak devre test edilmedi. Ancak Şekil 11'e göre oluşturulan şema tamamen kontrol edildi.

Diyagramda gösterilen açma-kapama yöntemi prototip oluşturularak test edilmiştir. Akımı ayarlama yöntemleri şu ana kadar yalnızca simülasyonla doğrulandı. Ancak ayarlama yöntemleri gerçekten kanıtlanmış bir akım dengeleyici temelinde oluşturulduğundan, montaj sırasında yalnızca uygulanan alan etkili transistör VT1'in parametreleri için direnç değerlerini yeniden hesaplamanız gerekir.

Yukarıdaki şemada, yük akımını ayarlamak için her iki seçenek de kullanılmıştır - değişken bir Rp direnci ve 0 ... 5V sabit voltaj ile. Değişken dirençli hegülasyon, Şekil 12'ye göre biraz farklı seçilmiştir, bu da her iki seçeneğin aynı anda uygulanmasını mümkün kılmıştır.

Her iki ayarlama da bağımlıdır; yöntemlerden biri tarafından ayarlanan akım, diğeri için maksimumdur. Yük akımını değişken direnç Rp ile 0,5A'ya ayarlarsanız, voltajı ayarlayarak akım sıfırdan 0,5A'ya değiştirilebilir. Ve bunun tersi de geçerlidir - sabit bir voltajla ayarlanan 0,5A'lık bir akım, değişken bir direnç de sıfırdan 0,5A'ya değişecektir.

Yük akımı ayarının değişken bir dirençle bağımlılığı üsteldir, bu nedenle doğrusal bir ayar elde etmek için, direncin dönme açısına logaritmik bağımlılığı olan değişken bir direnç seçilmesi önerilir.

Rp direnci arttıkça yük akımı da artar.

Yük akımı düzenlemesinin sabit voltaja bağımlılığı doğrusaldır.

SB1 anahtarı stabilizatörü açar veya kapatır. Kontaklar açıkken stabilizatör kapatılır, kontaklar kapalıyken açılır.

Tamamen elektronik kontrol ile dengeleyici, doğrudan mikro devrenin 3. çıkışına sabit bir voltaj beslenerek veya ek bir transistör aracılığıyla kapatılabilir. Gerekli kontrol mantığına bağlı olarak.

Kondansatör C4, dengeleyicinin yumuşak bir şekilde başlatılmasını sağlar. Güç uygulandığında, kapasitör şarj edilene kadar, alan etkili transistör VT1'in (ve direnç R3) akımı, direnç R2 ile sınırlı değildir ancak mevcut kaynak modunda açılan alan etkili transistör için maksimum değere eşittir (birimler - onlarca mA). Direnç R3 üzerindeki voltaj, mikro devrenin akım girişi eşiğini aşıyor, bu nedenle mikro devrenin anahtar transistörü kapalı. R3'ten geçen akım, R2 direnci tarafından ayarlanan değere ulaşana kadar kademeli olarak azalacaktır. Bu değere yaklaşıldığında, direnç R3 üzerindeki voltaj azalır, akım koruma girişindeki voltaj giderek artan şekilde akım sensörü direnci R1 üzerindeki voltaja ve buna bağlı olarak yük akımına bağlıdır. Sonuç olarak yük akımı sıfırdan önceden belirlenmiş bir değere (değişken direnç veya sabit kontrol voltajı) yükselmeye başlar.

Baskılı devre kartı.

Aşağıda, farklı mikro devre paketleri (DIP-8 veya SO-8) ve farklı bobinler (standart, fabrika yapımı) için stabilizatör baskılı devre kartı seçenekleri (Şekil 2 veya Şekil 10 blok şemasına göre - pratik bir seçenek) bulunmaktadır. veya püskürtülmüş demir halka üzerinde ev yapımı). Tahta Sprint-Layout 5. versiyonunda çizilmiştir:

Tüm seçenekler, elemanların hesaplanan gücüne bağlı olarak 0603'ten 1206'ya kadar olan boyutlardaki SMD elemanlarının montajı için tasarlanmıştır. Kartta devrenin tüm elemanları için koltuklar bulunur. Tahtanın lehimini sökerken bazı unsurlar çıkarılabilir (bu yukarıda zaten tartışılmıştır). Örneğin, frekans ayarlı C T ve çıkış Co kapasitörlerinin kurulumunu zaten tamamen bıraktım (Şekil 2). Frekans ayarlayıcı bir kapasitör olmadan, stabilizatör daha yüksek bir frekansta çalışır ve bir çıkış kapasitörüne duyulan ihtiyaç yalnızca yüksek yük akımlarında (1A'ya kadar) ve (veya) indüktörün küçük endüktanslarında olur. Bazen, çalışma frekansını ve buna bağlı olarak yüksek yük akımlarında dinamik güç kayıplarını azaltan bir frekans ayar kapasitörünün takılması mantıklı olabilir.

Baskılı devre kartlarının herhangi bir özelliği yoktur ve hem tek taraflı hem de çift taraflı folyo textolite üzerinden yapılabilir. Çift taraflı bir tektolit kullanıldığında, ikinci taraf kazınmaz ve ek bir ısı emici ve (veya) ortak bir tel görevi görür.

Kartın arka tarafının metalizasyonunu bir soğutucu olarak kullanırken, mikro devrenin 8. çıkışının yakınında bir geçiş deliği açmanız ve her iki tarafı da kalın bakır telden yapılmış kısa bir jumper ile lehimleyerek bağlamanız gerekir. DIP paketinde bir mikro devre kullanılıyorsa, 8. pime karşı bir delik açılmalıdır ve lehimleme sırasında bu pimi bir atlama teli olarak kullanın ve pimi tahtanın her iki tarafına lehimleyin.

1,8 mm çapında bakır telden yapılmış bir perçin (2,5 mm2 kesitli bir kablodan yapılmış çekirdek) takılarak atlama teli yerine iyi sonuçlar elde edilir. Tahta kazındıktan hemen sonra bir perçin yerleştirilir - perçin telinin çapına eşit çapta bir delik açmanız, bir tel parçasını sıkıca yerleştirmeniz ve delikten en fazla 1 oranında çıkacak şekilde kısaltmanız gerekir. mm ve küçük bir çekiçle örsün her iki tarafını da dikkatlice perçinleyin. Montaj tarafında perçinlemenin tahta ile aynı hizada olması gerekir, böylece perçinin çıkıntılı başlığı parçaların lehiminin sökülmesine engel olmaz.

Mikro devrenin 8. çıkışından bir soğutucu yapmak garip bir tavsiye gibi görünebilir, ancak hatalı mikro devre durumunda yapılan çarpışma testi, tüm güç kısmının 8. pime sağlam bir musluk ile geniş bir bakır plaka üzerine yerleştirildiğini gösterdi. Davanın. Mikro devrenin 1 ve 2 numaralı sonuçları, şerit şeklinde yapılmış olmasına rağmen, bir ısı emici olarak kullanılamayacak kadar incedir. Kasanın diğer tüm terminalleri mikro devre çipine ince tel köprülerle bağlanır. İlginç bir şekilde, tüm mikro devreler bu şekilde yapılmamaktadır. Kontrol edilen birkaç vaka daha kristalin merkezde bulunduğunu ve mikro devrenin şerit pimlerinin hepsinin aynı olduğunu gösterdi. Lehimleme - tel köprüler. Bu nedenle, doğrulama için birkaç mikro devre kasasını daha "sökmeniz" gerekir ...

Isı emici yine de 0,5-1 mm kalınlığında, tahtanın ötesine geçmeyen boyutlarda bakır (çelik, alüminyum) dikdörtgen bir plakadan yapılabilir. DIP paketi kullanıldığında plaka alanı yalnızca şok bobininin yüksekliğiyle sınırlıdır. Plaka ile mikro devre kasası arasına biraz termal macun koyun. SO-8 paketinde bazı montaj detayları (kapasitörler ve diyot) bazen plakanın sıkı oturmasına engel olabilir. Bu durumda termal macun yerine uygun kalınlıkta Nomakon kauçuk conta koymak daha iyidir. Mikro devrenin 8. çıkışının bu plakaya bir tel köprü ile lehimlenmesi tavsiye edilir.

Soğutma plakası büyükse ve mikro devrenin 8. çıkışına doğrudan erişimi kapatıyorsa, önce 8. çıkışın karşısındaki plakada bir delik açmanız ve önce bir tel parçasını çıkışın kendisine dikey olarak lehimlemeniz gerekir. Daha sonra teli plakadaki delikten geçirip çip gövdesine doğru bastırarak bunları birbirine lehimleyin.

Artık alüminyumun lehimlenmesi için iyi bir akı mevcut, bu nedenle bundan bir ısı emici yapmak daha iyidir. Bu durumda soğutucu, en geniş yüzey alanına sahip profil boyunca bükülebilir.

1,5A'ya kadar yük akımları elde etmek için, ısı emici her iki tarafta da yapılmalıdır - kartın arka tarafında sağlam bir çokgen şeklinde ve mikro devre kasasına bastırılmış metal bir plaka şeklinde. Aynı zamanda mikro devrenin 8. çıkışının hem arka taraftaki poligona hem de kasaya bastırılan plakaya lehimlenmesi zorunludur. Kartın arka tarafındaki ısı emicinin termal ataletini arttırmak için, bunu çokgene lehimlenmiş bir plaka şeklinde yapmak da daha iyidir. Bu durumda, daha önce kartın her iki tarafını birbirine bağlayan mikro devrenin 8. çıkışındaki perçin üzerine ısı emici plakayı yerleştirmek uygundur. Perçini ve plakayı lehimleyin ve tahtanın çevresinde birkaç yerden lehimleyerek yakalayın.

Bu arada, tahtanın arka tarafında bir plaka kullanıldığında, tahtanın kendisi zaten tek taraflı folyo textoliteden yapılmış olabilir.

Elemanların işaretleme panosundaki yazılar, çokgenlerdeki yazılar dışında, olağan şekilde (basılı parçalarda olduğu gibi) yapılmıştır. İkincisi beyaz rengin "Ф" servis katmanında yapılır. Bu durumda bu yazılar aşındırılarak elde edilir.

Güç ve LED kabloları, yazıtlara göre kartın karşıt uçlarından lehimlenmiştir: güç için "+" ve "-" - LED'ler için "A" ve "K".

Tahtayı çerçevesiz bir versiyonda kullanırken (kontrol edip ayarladıktan sonra), uygun uzunluk ve çapta bir parça ısıyla daralan makaron içine takmak ve bir saç kurutma makinesi ile ısıtmak uygundur. Henüz soğumamış ısı büzüşmesinin uçları, pense ile sonuçlara daha yakın bastırılmalıdır. Sıcak bir ısı büzüşmesi üzerine kıvrılarak birbirine yapıştırılır ve neredeyse yalıtılmış ve oldukça güçlü bir kasa oluşturur. Kıvrımlı kenarlar birbirine o kadar güçlü yapışır ki, ısıyla büzüşmeyi ayırmaya çalıştığınızda kırılır. Aynı zamanda tamir-bakım gerekiyorsa, kıvrılan yerler saç kurutma makinesi ile tekrar ısıtıldığında kendiliğinden ayrılacak ve kıvrılma izi kalmayacaktır. Biraz beceriyle, hala sıcak olan ısıyla büzüşme cımbızla gerilebilir ve tahtayı dikkatlice çıkarabilir. Sonuç olarak, ısıyla büzüşen levhanın yeniden paketlenmesi için uygun olacaktır.

Levhanın tamamen kapatılması gerekiyorsa, termal büzülmeyi daralttıktan sonra uçları bir termokupl ile doldurulabilir. "Kılıfı" güçlendirmek için tahtaya iki kat ısıyla büzüşme koyabilirsiniz. Her ne kadar bir katman yeterince güçlü olsa da.

Dengeleyiciyi hesaplama programı

Devre elemanlarının hızlandırılmış hesaplanması ve değerlendirilmesi için EXCEL programında formüllerin bulunduğu bir tablo çizildi. Kolaylık sağlamak için bazı hesaplamalar VBA kodu tarafından desteklenir. Programın çalışması yalnızca Windows XP ortamında test edilmiştir:

Dosyayı çalıştırdığınızda, programda makroların varlığı konusunda sizi uyaran bir pencere görünebilir. "Makroları devre dışı bırakma" komutunu seçmelisiniz. Aksi takdirde program, tabloların hücrelerinde yazılı formüllere göre başlayacak ve hatta yeniden hesaplama yapacak, ancak bazı işlevler devre dışı bırakılacaktır (girişin doğruluğunun kontrol edilmesi, optimizasyon olasılığı vb.).

Programı başlattıktan sonra, "Evet" veya "Hayır" düğmesini tıklamanız gereken "Tüm giriş verileri varsayılana geri yüklensin mi?" sorusunu soran bir pencere görünecektir. "Evet"i seçerseniz, örnek olarak, hesaplamaya ilişkin tüm giriş verileri varsayılan olarak ayarlanacaktır. Hesaplamaya ilişkin tüm formüller de güncellenecektir. "Hayır" seçilirse giriş verileri önceki oturumda kaydedilen değerleri kullanacaktır.

Temel olarak "Hayır" düğmesini seçmeniz gerekir, ancak hesaplamanın önceki sonuçlarını kaydetmek istemiyorsanız "Evet" seçeneğini seçebilirsiniz. Bazen çok fazla yanlış giriş yaptığınızda, bir tür arıza yaptığınızda veya bir formülle bir hücrenin içeriğini yanlışlıkla sildiğinizde, programdan çıkıp "Evet" sorusuna cevap vererek programı tekrar çalıştırmak daha kolay olur. Bu, hataları bulup düzeltmekten ve kayıp formülleri yeniden yazmaktan daha kolaydır.

Program, üç ayrı tablo içeren normal bir Excel çalışma kitabı sayfasıdır ( Giriş verileri , Çıktı , Hesaplama sonuçları ) ve bir stabilizatör devresi.

İlk iki tablo, girişin veya hesaplanan parametrenin adını, kısa sembolünü (açıklık sağlamak amacıyla formüllerde de kullanılır), parametrenin değerini ve ölçü birimini içerir. Üçüncü tabloda, elemanın amacı şemanın hemen üzerinde görülebildiğinden, gereksiz olduğu için isimler çıkarılmıştır. Hesaplanan parametrelerin değerleri sarı renkle işaretlenmiştir ve formüller bu hücrelere yazıldığı için bağımsız olarak değiştirilemez.

Masada " Giriş verileri » Başlangıç ​​verileri girilir. Bazı parametrelerin amacı notlarda açıklanmıştır. Hepsi hesaplamada yer aldığından, giriş verilerinin bulunduğu tüm hücrelerin doldurulması gerekir. Bunun istisnası, "Dalgalanma yük akımı (Inp)" parametresine sahip hücredir - boş olabilir. Bu durumda indüktörün endüktansı, yük akımının minimum değerine göre hesaplanır. Bu hücrede yük dalgalanma akımının değerini ayarlarsanız, indüktörün endüktansı, belirtilen dalgalanma değerine göre hesaplanır.

Farklı mikro devre üreticileri için bazı parametreler farklı olabilir - örneğin referans voltajın değeri veya akım tüketimi. Daha güvenilir hesaplama sonuçları elde etmek için daha doğru veriler belirtmeniz gerekir. Bunu yapmak için, farklı parametrelerin ana listesini içeren dosyanın ikinci sayfasını (“Mikro devreler”) kullanabilirsiniz. Çip üreticisini tanıyarak daha doğru verilere ulaşabilirsiniz.

Masada " Çıktı » Hesaplamaların ilginç ara sonuçları bulunur. Hesaplamaların yapıldığı formüller, hesaplanan değerin bulunduğu hücre vurgulanarak görülebilir. "Maksimum doldurma faktörü (dmax)" parametresine sahip bir hücre, yeşil ve kırmızı olmak üzere iki renkten biriyle vurgulanabilir. Hücre, parametre değerine izin verildiğinde yeşil renkte, izin verilen maksimum değer aşıldığında ise kırmızı renkte vurgulanır. Hücre notunda, düzeltmek için hangi girişleri değiştirmeniz gerektiğini okuyabilirsiniz.

Bu IC'yi daha ayrıntılı olarak açıklayan AN920-D belgesi, MC34063'ün maksimum görev döngüsünün 0,857'yi geçemeyeceğini, aksi takdirde düzenleme sınırlarının belirtilenlerle eşleşmeyebileceğini söylüyor. Hesaplamada elde edilen parametrenin doğruluğu için kriter olarak alınan bu değerdir. Doğru, uygulama doldurma faktörünün gerçek değerinin 0,9'dan büyük olabileceğini göstermiştir. Görünüşe göre bu tutarsızlık "standart dışı" katılımla açıklanıyor.

Hesaplamaların sonucu, üçüncü tabloda özetlenen devrenin pasif elemanlarının değerleridir " Hesaplama sonuçları » . Elde edilen değerler stabilizatör devresinin montajı sırasında kullanılabilir.

Bazen elde edilen değerleri kendiniz ayarlamak yararlı olabilir; örneğin direncin direncinin, kapasitörün kapasitansının veya indüktörün endüktansının elde edilen değeri standart değerle eşleşmediğinde. Bazı elemanların derecelerindeki değişimin devrenin genel özelliklerini nasıl etkilediğini görmek de ilginçtir. Programın böyle bir fırsatı var.

Tablonun sağında Hesaplama sonuçları » Her parametrenin yanında bir kare vardır. Seçilen kutu üzerinde farenin sol tuşuna tıkladığınızda, içinde seçim gerektiren parametreyi işaretleyen bir "kuş" belirir. Bu durumda, değerin bulunduğu alandan sarı vurgu kaldırılır; bu, bu parametrenin değerinin bağımsız olarak seçilebileceği anlamına gelir. Ve tabloda Veri girişi" bu durumda değişen parametreler kırmızı renkle vurgulanır. Yani, ters bir yeniden hesaplama gerçekleştirilir - formül, giriş verileri tablosunun hücresine yazılır ve hesaplama parametresi, tablonun değeridir " Hesaplama sonuçları » .

Örneğin, tabloya indüktörün endüktansının karşısına bir "kuş" koymak " Hesaplama sonuçları » , “Tablonun “Minimum yük akımı” parametresinin olduğunu görebilirsiniz. Giriş verileri ».

Endüktans değiştiğinde tablonun bazı parametreleri " Çıktı ”, örneğin “İndüktör ve anahtarın maksimum akımı (I_Lmax)”. Böylece, mikro devrenin anahtar transistörünün maksimum akımını aşmadan, standart aralık ve boyutlardan minimum endüktanslı bir bobin seçmek mümkündür, ancak minimum yük akımının değerinden "feda etmek" mümkündür. Bu durumda, yük akımı dalgalanmasındaki artışı telafi etmek için çıkış kapasitörü Co'nun kapasitans değerinin de arttığını görebilirsiniz.

Endüktansı seçtikten ve diğer bağımlı parametrelerin tehlikeli sınırların ötesine geçmediğinden emin olduktan sonra, endüktans parametresinin karşısındaki "kuş" u kaldırıyoruz, böylece indüktörün endüktansını etkileyen diğer parametreleri değiştirmeden önce elde edilen sonucu sabitliyoruz. Aynı zamanda tabloda Hesaplama sonuçları » formüller geri yüklendi ve tabloda " Veri girişi" aksine kaldırılır.

Aynı şekilde tablonun diğer parametrelerini de seçebilirsiniz " Hesaplama sonuçları » . Bununla birlikte, hemen hemen tüm formüllerin parametrelerinin kesiştiği akılda tutulmalıdır; bu nedenle, bu tablonun tüm parametrelerini bir kerede değiştirmek isterseniz, çapraz referanslarla ilgili bir mesaj içeren bir hata penceresi görünebilir.

Makaleyi pdf formatında indirin.

Aşağıda, girişe 5 ... 13V'luk bir voltaj uygulandığında çıkışta 19V'luk sabit bir voltaj üreten, yükseltme topolojisine göre oluşturulmuş bir DC-DC yükseltme dönüştürücünün bir diyagramı bulunmaktadır. Böylece, bu dönüştürücüyü kullanarak herhangi bir standart voltajdan 19V elde edebilirsiniz: 5V, 9V, 12V. Dönüştürücü, yaklaşık 0,5 A maksimum çıkış akımı için tasarlanmıştır, küçük boyutludur ve çok kullanışlıdır.

Dönüştürücüyü kontrol etmek için yaygın olarak kullanılan bir mikro devre kullanılır.

Verimlilik açısından en ekonomik çözüm olarak güçlü bir n-kanallı MOSFET, güç anahtarı olarak kullanılır. Bu transistörler minimum düzeyde direnç gösterir ve bunun sonucunda minimum ısınma (minimum güç kaybı) sağlanır.

34063 serisi mikro devreler alan etkili transistörleri sürmek için uygun olmadığından, bunları özel sürücülerle (örneğin, yarım köprü üst taraf sürücüsüyle) birlikte kullanmak daha iyidir - bu, daha dik cepheler elde etmenizi sağlayacaktır. güç anahtarının açılması ve kapatılması. Bununla birlikte, sürücü mikro devrelerinin yokluğunda, bunun yerine "fakir adamın alternatifini" kullanabilirsiniz: diyotlu ve dirençli iki kutuplu bir pnp transistörü (bu durumda, alan kaynağı ortak bir kabloya bağlı olduğundan bu mümkündür) . MOSFET açıldığında, bipolar transistör kapalıyken kapı diyot aracılığıyla şarj edilir ve MOSFET kapatıldığında bipolar transistör açılır ve kapı onun üzerinden boşaltılır.

Şema:

Detaylar:

L1, L2 sırasıyla 35 µH ve 1 µH indüktörlerdir. L1 bobini, anakarttaki halkanın üzerine kalın bir tel ile sarılabilir, sadece daha büyük bir halka bulun, çünkü oradaki doğal endüktanslar yalnızca birkaç mikrohenridir ve onu birkaç katman halinde sarmanız gerekebilir. L2 bobinini (filtre için) anakarttan hazır alıyoruz.

C1 - giriş filtresi, elektrolit 330 uF / 25V

C2 - zamanlama kapasitörü, seramik 100 pF

C3 - çıkış filtresi, elektrolit 220 uF / 25V

C4, R4 - bastırıcı, derecelendirmeler sırasıyla 2,7 nF, 10 ohm. Çoğu durumda, tamamen onsuz da yapabilirsiniz. Söndürücü elemanların değerleri büyük ölçüde özel kablolamaya bağlıdır. Hesaplama, tahtanın imalatından sonra deneysel olarak gerçekleştirilir.

C5 - Mikruha güç filtresi, 0,1 uF seramik

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