Как работают микросхемы импульсных регуляторов серии 34063

Для того, чтобы лучше понимать, как изготавливать преобразователи напряжения на микросхемах серии 34063, давайте разберёмся, как эти микросхемы работают.

На рисунке слева представлена блок-схема, на которой изображены основные составные части микросхемы 34063. Как мы видим, эта микруха состоит из источника опорного напряжения (температурно-компенсированного), компаратора, генератора с активным контуром ограничения пикового тока, вентиля (элемент "И"), триггера и мощного выходного ключа с драйвером.

Генератор включает в себя схемы заряда и разряда внешнего времязадающего конденсатора C_T, которые постоянно заряжают и разряжают его до определённых уровней напряжения: 0,75В и 1,25В. При этом зарядный ток составляет 35 мкА, а разрядный 200 мкА, то есть ток разряда примерно в шесть раз больше, чем ток заряда, следовательно зарядка конденсатора происходит примерно в шесть раз дольше, чем разрядка, а длительности этих процессов (и длительность всего цикла заряд-разряд) зависят от ёмкости конденсатора.

В то время, когда конденсатор C_T заряжается — на выходе генератора, а следовательно и на входе А вентиля, представлена логическая единица. На сбрасывающем (R) входе триггера представлен логический ноль (вход-то инвертирующий), то есть триггер НЕ находится в состоянии сброса. Если в это время напряжение на инвертирующем входе компаратора меньше опорного напряжения (которое подаётся на неинвертирующий вход компаратора), то на выходе компаратора, а следовательно и на входе В вентиля, так же будет логическая единица. Тогда логическая единица появится и на выходе вентиля и, следовательно, на устанавливающем (S) входе триггера. Это вызовет переключение выхода триггера в состояние "1", что в свою очередь вызовет переключение драйвера ключа и самого силового ключа в проводящее (открытое) состояние.

Когда конденсатор C_T разряжается — на выходе генератора, а следовательно и на входе A вентиля, представлен логический ноль. На сбрасывающем (R) входе триггера представлена логическая 1, что вызывает сброс выхода триггера в ноль и закрытие вентиля, то есть схема в этом состоянии игнорирует сигналы, поступающие с компаратора, а драйвер и выходной ключ однозначно закрыты. Ниже приведена таблица истинности состояний различных функциональных блоков и силового ключа, в зависимости от напряжения на внешнем (инвертирующем) входе компаратора и цикла в котором находится генератор (заряд или разряд конденсатора C_T).

То есть, выход компаратора может установить триггер только во время зарядки конденсатора C_T, инициировав полный или частичный цикл открытия силового ключа. Сбросить триггер и закрыть ключ компаратор не может. Сброс триггера, независимо от выхода компаратора, происходит во время разряда конденсатора C_T.

Схема ограничения тока работает следующим образом: в силовую цепь последовательно включается специальный резистор, который называется токоограничивающим, падение напряжения на котором отслеживается входом микросхемы I_{pk Sense}. Как только это падение напряжения становится больше 330 мВ, схема обеспечивает резкое увеличение зарядного тока конденсатора C_T, резко сокращая таким образом время заряда и вызывая скорейший переход к разряду и выключению выходного ключа. На осциллограмме срабатывание схемы ограничения тока можно наблюдать как увеличение наклона графика напряжения на конденсаторе C_T. Кроме того, работа регулятора в режиме перегрузки может привести к увеличению времени разряда, поскольку зарядка большим током может приводить к перезаряду конденсатора C_T выше верхнего порога.

Вот в общем-то и всё.

Схемы и методики расчёта преобразователей напряжения, построенных на микросхеме 34063