Понижающий DC/DC преобразователь 12/9,5В, 1А на микросхеме MC34063 (с внешним биполярным транзистором)

Описанный в этой статье DC-DC преобразователь рассчитан на входное напряжение 12..16 В, выходное напряжение 9,5 В и выходной ток порядка 1А. Преобразователь основан на широко распространённой микросхеме MC34063. Он прост в изготовлении и достаточно дёшев, однако на большие токи не рассчитан из-за относительно низкого КПД и, как следствие, — значительного нагрева.

Схема:

Схема понижающего преобразователя напряжения на 34063 с внешним биполярным транзистором

Катушку на 4..8 мкГн можно взять со старой/сломанной материнской платы. Видели, там есть кольца, на которых толстыми проводами по несколько витков намотано? Ищем такую, на которой 6..9 витков одножильным толстым проводом — как раз самое то.

Какой брать транзистор? Да любой n-p-n, чтобы 2А мог свободно протащить (с запасом) и напряжение коллектор-эмиттер 20 вольт держал (с запасом).

Видно, что эта схема почти не отличается от схемы без внешнего транзистора, — добавляется только транзистор и резистор.

Все элементы схемы рассчитываются по типовой методике, так же, как и для преобразователя без внешнего транзистора, единственное отличие — Vsat нужно брать для этого самого внешнего транзистора, а не для выходного транзистора микросхемы.

Дополнительно, если есть желание понять как вообще работают понижающие преобразователи, — читайте вот эту трилогию о понижайках, в ней всё объясняется более подробно и приводятся более правильные расчёты, (в типовой методике приводятся расчёты для критического режима и многое не учитывается).

Исходя из чего определяется сопротивление резистора Rб? Во первых, этот резистор определяет ток через цепочку: выходной транзистор микросхемы -> резистор Rб, когда транзистор микросхемы открыт. Чем меньше сопротивление Rб — тем больше ток через эту цепочку. Величина этого тока ограничена максимальными мощностями транзистора микросхемы и резистора Rб. (Транзистор, как мы помним, рассчитан на 1,5 А, так что резистор сгорит гораздо быстрее). Кроме того, величина этого резистора определяет как быстро будет закрываться внешний транзистор (крутизну фронта). Чем меньше величина Rб, — тем быстрее потенциал базы сравняется с землей и транзистор полностью закроется (тем круче фронт закрытия).

Таким образом, с одной стороны, чтобы сделать фронты круче — надо уменьшать Rб, с другой стороны — уменьшать сильно нельзя, так как будет расти ток через резистор. Естественно, невозможность сделать очень крутые фронты отражается на КПД схемы (и на дополнительном нагреве внешнего транзистора).

Еще одним недостатком схемы с биполярным транзистором, так же влияющим на КПД (и, следовательно, на нагрев тоже), является то, что биполярный транзистор в открытом состоянии имеет довольно значительное сопротивление (по сравнению, например, с MOSFET). Падение напряжения на полностью открытом биполярном транзисторе составляет не менее 1..1,5В уже при токе 1А, что соответствует рассеиваемой мощности 1..1,5 Вт, плюс нагрев из-за не очень крутых фронтов. При более значительных токах получим вообще кипятильник.

Короче говоря, схема с биполярным транзистором имеет относительно низкий КПД и обречена на нагрев, поэтому для токов более 1А я рекомендую использовать схемы с внешними полевыми транзисторами.

Скачать плату в формате Sprint-Layout 5.0. Не забудьте радиатор побольше.

Описание принципов работы микросхем импульсных регуляторов серии 34063

Добавить комментарий