基于升壓芯片MC34063的升壓電源設計
升壓芯片MC34063在電源系統設計過程中的應用范圍非常廣泛,此前我們也曾經就這種升壓芯片的驅動電源方案設計進行過分享。在今天的分享中,我們將會為大家分享一種基于MC34063的小體積升壓電源設計方案,一起來看看吧。
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/201808/387087.htm想要全面的了解升壓芯片MC34063應用于小體積升壓電源設計,我們首先需要弄清楚一個問題,那就是MC34063芯片在降壓電源中是如何工作的。眾所周知,MC34063芯片外圍僅需少量元件即可實現DC-DC變換,多用于降壓變換輸出場合,這種應用設計大多如下圖圖1所示。
從圖1中可以看到,這種基于MC34063的降壓電路應用為典型的串聯型降壓變換,也就是我們常說的buck型,輸入電壓由6腳輸入,經電流取樣電阻Rsc給芯片內部達林頓管Q2(Q1)供電,Q2(Q1)導通時,電源通過1腳和2腳經電感L給電容C3充電。Q2(Q1)截止時,電感L兩端感應電壓極性變為左負右正,通過續流二極管VD1給電容C3補充電,從而保持C3電壓穩定。輸出電壓再經反饋電阻R1、R2取樣反饋至芯片第5腳(Ufb),經芯片內部電壓比較器控制內部達林頓管Q2(Q1)的導通時間,達到穩定輸出電壓目的。輸出電壓Uout=1.25(1+R2/R1),而Uout=(ton/T)Uin,式中ton為導通時間,T為周期。
圖1 MC34063應用于降壓電路示意圖
在了解了MC34063的工作特性之后,我們接下來再來看一下這種升壓芯片是如何在小型升壓電源模塊中進行應用的。從理論上分析,需ton接近于T,同時電感量L需很大。在實際電路中,電感量若做得很大,體積勢必很大,工程上很難實現,同時這樣輸出電壓幅值也不能很大。通過對MC34063芯片應用研究,我們可以設計一種實用的升壓電源電路,可以實現快速充電。它只采用少量外圍元件,體積小,調試方便,克服了以往電源在整機中所占體積過大,質量較重的缺點。
這種基于升壓芯片MC34063的小型升壓電源電路設計,如下圖圖2所示。從圖2所展示的電路系統中我們可以看到,外接電容C4在該系統中主要用于設定電源振蕩頻率,電容量可根據芯片振蕩頻率與電容的特性曲線選擇。電阻R2選擇小阻值,作為電流取樣電阻,由R2感應的電壓與原邊電流關系為:URS=I原邊電流R2。通過電流取樣電阻R2的峰值電流決定于下式:Ipk≈1.0U/R2。
圖2 MC34063應用于微型電源電路圖
在圖2所設計的這種基于升壓芯片MC34063的微型升壓電源電路中,我們主要利用MOSFET場效應管作為變換管,這是因為場效應管屬電壓型控制器件,所需驅動電流和功率很小,所以驅動簡單方便。在場效應管柵極2源極并聯電阻R4,這樣的設計可使場效應管不致產生誤導通。變壓器T是關鍵器件,原副邊參數需選擇合理,必須使得變壓器激磁電流小于其最大感應峰值電流Ipk,即使得振蕩信號連續,同時要保證輸出電壓的幅值。因此,參數需和電阻R2配合選取。磁性材料采用MXD2000高頻鐵氧體磁罐,在場效應管V1導通期間進行儲能,此時次級整流二極管VD2截止。而當場效應管V1截止時,次級整流二極管VD2導通,次級電流ip給電容C3充電。
在這種基于升壓芯片MC34063的微型升壓電源模塊設計中,整個主電路結構采用它激式驅動,反激式變換。MC34063芯片振蕩器頻率由電容C4決定,電容C4選用高品質電容。電阻R1、R6、電位器R5組成電壓反饋電路,輸出電壓達到設定值Uo時,經該取樣電路電壓取樣,與芯片內部精密基準電壓源進行比較后,反饋控制內部達林頓管,形成閉環控制以達到穩壓效果。調節電位器,可使輸出高壓在一定范圍內變化,以滿足使用要求。
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