从事研发电路的工程师,都会遇到一个产品不断升级优化迭代的问题,比如产品项目从最初的版本1.0一直优化升级到版本5.2,在此期间付出的是工程师不断的电路调试;除去项目的版本功能升级,工程师还需要考虑各个版本之间的兼容性,以达到最优的电路设计效率;
比如在项目版本1.0中,电源电路是升压功能;在项目版本4.0中,电源电路却是降压功能;为了不同版本的互相兼容性,工程师应尽可能选用一个电源方案来实现电路的设计;例如开关电源芯片34063 SOP-8就能实现类似的功能,因为它既能完成升压功能,也能实现降压功能;
关于电源芯片MC34063 SOP-8的电路特性,参考如下
(1)输入电压:输入电压范围宽,可以达到+3V~40V,最大耐压值为40V;
(2)输出电流:34063电源芯片最大支持的输出电流为1.5A
(3)输出电压:输出电压可调,通过反馈引脚的电阻阻值比例关系调节输出电压的幅值;
具体的关系计算公式为: Vout = 1.25*(1+R2/R3)
这是降压功能输出5.0V电路的参考设计
(a)降压功能电路与升压功能电路不同,工程师需要做不同的电路设计;
(b)电源芯片开关频率达到100KHz,对其他电路造成EMC干扰
可能有一些工程师会反问,在降压电路的电源芯片中,可以选用7805系列与1117-5.0系列电源芯片,为什么需要用开关电源芯片34063;这是因为7805系列与1117-5.0系列电源芯片是属于三端稳压,属于线性电源芯片,电源效率低而且功能单一;
开关电源芯片34063 SOP-8除了包含这些电路功能,还能完美兼容替代型号为AP1513与MP9141的电源芯片;工程师如若在项目中有使用此两个型号,并且有降低研发采购BOM元器件成本的计划,可以考虑使用34063 SOP-8;
作为研发工程师,最主要的工作就是选择合适的电源芯片,去匹配当前研发的电路项目功能,不能因为某一个芯片型号适合其他项目,就误认为也适合自己的研发项目,因为没有一个芯片能完全去兼容所有的项目功能需求;
MC34063是一款集Boost变换器、BUCK变换器、电源反向器于一身的电源芯片,该芯片在实际应用当中很广泛,不仅由于自身独有的特点,同时也因为价格不是很高,因此得到很多应用。
输入电压:2.5~40V
输出电压:1.25~40V
最大输出电流:1.5A
工作频率范围:100HZ~100KHZ
工作温度:0℃~70℃
MC34063主要封装有DIP-8以及SOP-8两种,如下图,一共有八个引脚
介绍引脚之前先看一下芯片内部框架图
引脚分配情况:
1脚SC:内部开关管Q1集电极C极引出端;
2脚SE:内部开关管Q1发射极E引出端;
3脚TC:定时电容CT引出端,调节电容大小可使工作频率在100—100kHz范围内变化;
4脚GND:电源接地端;
5脚COMP:比较器反相输入端/输出电压取样端;
6脚VCC:电源接线端;
7脚IS:与振荡器相连接,峰值电流取样端;
8脚DC:内部开关管Q2集电极C引出端。
下面是24V输入、5V输出的具体原理图,工作过程:
首先取样电阻R1以及R2对输出电压波动进行监控,引脚5 COMP输入得到的电压与1.25V参考源进行电压比较。例如当引脚5 COMP电压值低于1.25V时,触发器触发,开关管Q2导通,继而Q1导通,使24V输入电压不断向电容充电,最终达到控制电压稳定输出目的,其他情况类似。
其中:
①电容C1:由于是24V输入,耐压要大于24V,这里取两倍于输入电压;
②限流电阻R:这个电阻调节输出负载电流同时当6,7脚之间电压超过300mV时,内部限流功能将开启;
③电容CT:这个电容与GND相连接,决定工作频率;
④二极管D1:这个一般用快速开关二极管,但是对于在高效率应用时候必须使用肖特基二极管
⑤电感L1:储能电感
⑥取样电阻R1、R2:输出电压Vout=1.25V(1+R2/R1),共同决定输出电压大小
⑦电容C2:输出电容,耐压足够就可以了,电容要大一点
⑧电阻R4:放电电阻,电阻越大放电越慢
MC34063主流品牌有ST意法半导体、HTC、ON安森美、UTC友顺、DIODES美台、TI德州仪器等