Как работают микросхемы импульсных регуляторов серии 34063 (MC34063, AP34063, KS34063, ...)

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

Структурная схема микросхемы 34063

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 CT, 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) зависит от ёмкости конденсатора.

В то время, когда конденсатор CT 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 CT 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 CT).

Состояния входов Состояния внутренних блоков и выхода, в зависимости от входов
Состояние времязадающего конденсатора CT Напряжение на инвертирующем входе компаратора Входы вентиля Входы триггера Состояние выходного транзистора
A B S R
Начало заряда конденсатора ≥1,25В (выход конвертера ≥ номинальному) переключается из "0" в "1" "0" "0" переключается из "1" в "0" "0" (закрыт)
Начало разряда конденсатора ≥1,25В (выход конвертера ≥ номинальному) переключается из "1" в "0" "0" "0" переключается из "0" в "1" "0" (закрыт)
Разряд конденсатора становится <1,25В (выход становится < номинального) "0" переключается из "0" в "1" "0" "1" "0" (закрыт)
Разряд конденсатора становится ≥1,25В (выход становится ≥ номинального) "0" переключается из "1" в "0" "0" "1" "0" (закрыт)
Заряд конденсатора становится <1,25В (выход становится < номинального) "1" переключается из "0" в "1" переключается из "0" в "1" "0" переключается из "0" в "1"
Заряд конденсатора становится ≥1,25В (выход становится ≥ номинального) "1" переключается из "1" в "0" переключается из "1" в "0" "0" "1" (открыт)
Начало заряда конденсатора <1,25В (выход преобр-ля < номинального) переключается из "0" в "1" "1" переключается из "0" в "1" переключается из "1" в "0" переключается из "0" в "1"
Начало разряда конденсатора <1,25В (выход преобр-ля < номинального) переключается из "1" в "0" "1" переключается из "1" в "0" переключается из "0" в "1" переключается из "1" в "0"

То есть, выход компаратора может установить триггер только во время зарядки конденсатора CT, 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 CT.

Схема ограничения тока работает следующим образом: в силовую цепь последовательно включается специальный резистор, который называется токоограничивающим, падение напряжения на котором отслеживается входом микросхемы Ipk Sense. Как только это падение напряжения становится больше 330 мВ, схема обеспечивает резкое увеличение зарядного тока конденсатора CT, 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 CT. Кроме того, работа регулятора в режиме перегрузки может привести к увеличению времени разряда, поскольку зарядка большим током может приводить к перезаряду конденсатора CT выше верхнего порога.

Осциллограмма работы генератора микросхемы 34063

Вот в общем-то и всё.

Схемы преобразователей напряжения, построенных на микросхеме 34063

Методики расчёта преобразователей напряжения на микросхеме 34063

radiohlam.ruтеорияпитание

Понравилась статья? Поделись с друзьями!

Обсудить эту статью на форуме

 
Rambler's Top100 © 2009 - Материалы сайта охраняются законом об авторском праве