Круг претварача од 12В до 5в помоћу мц34063

У претходном упутству показали смо детаљан дизајн појачивача претварача помоћу МЦ34063, где је дизајниран појачивач претварача од 3,7 В до 5 В. Овде видимо како претворити 12В у 5В. Као што знамо да тачно 5В батерије нису увек доступне, а понекад нам је потребан већи напон и нижи напон истовремено за погон различитих делова кола, па као главни извор енергије користимо извор вишег напона (12в) и одступимо од овог напон на нижи напон (5в) где год је потребно. У ту сврху се у многим електроничким апликацијама користи склоп Буцк претварача који спушта улазни напон према захтеву оптерећења.

У овом сегменту постоји много избора; као што се видело у претходном упутству, МЦ34063 је један од најпопуларнијих преклопних регулатора доступних у таквом сегменту. МЦ34063 се може конфигурисати у три режима, Буцк, Боост и Инвертинг. Користићемо Буцк конфигурацију за претварање извора 12В једносмерне струје у 5В једносмерне струје са излазном струјом од 1А. Претходно смо направили једноставно коло Буцк Цонвертер користећи МОСФЕТ; овде можете проверити и још много корисних склопова енергетске електронике.

ИЦ МЦ34063

Дијаграм пиноут МЦ34063 приказан је на доњој слици. На левој страни је приказан унутрашњи круг МЦ34063, а на другој страни пиноут дијаграм.

МЦ34063 је 1. 5А Корак горе или корак доле или инвертовање регулатора, због својства претварања једносмерног напона, МЦ34063 је ИЦ-претварач једносмерне и једносмерне струје.

Овај ИЦ пружа следеће карактеристике у свом 8-пинском пакету -

1. Референца температуре компензоване
2. Коло за ограничење струје
3. Осцилатор са контролисаним радним циклусом са активним прекидачем излаза покретача велике струје.
4. Прихватите 3.0В до 40В једносмерне струје.
5. Може се радити на преклопној фреквенцији од 100 КХз са толеранцијом од 2%.
6. Врло мала струја у стању приправности
7. Подесиви излазни напон

Такође, упркос овим карактеристикама, широко је доступан и много је исплативији од осталих ИЦ-а доступних у таквом сегменту.

У претходном упутству дизајнирали смо круг за појачавање напона помоћу МЦ34063 за појачавање напона литијумске батерије од 3,7 В на 5,5 В, у овом упутству ћемо дизајнирати Буцк претварач од 12 до 5 В.

Израчунавање вредности компонената за појачивач претварача

Ако проверимо табелу података, можемо видети да је присутна комплетна таблица формула за израчунавање жељених вредности потребних према нашем захтеву. Ево листа са формулама који је доступан у техничком листу, а такође је приказан и појачавајући круг.

Ево шеме без вредности тих компоненти, која ће се додатно користити са МЦ34063.

Израчунаћемо вредности које су потребне за наш дизајн. Можемо да направимо прорачуне на основу формула наведених у техничком листу или можемо да користимо Екцел лист који пружа веб локација ОН Семицондуцтор.

Ево линка Екцел листа.

хттпс://ввв.онсеми.цом/пуб/Цоллатерал/МЦ34063%20ДВС.КСЛС

Кораци за израчунавање вредности тих компонената-

Корак 1: - Прво, морамо одабрати диоду. Изабраћемо широко доступну диоду 1Н5819. Према техничком листу, при напону струје од 1А предњи напон диоде биће 0,60 В.

Корак 2: - Прво израчунавамо индуктивитет и преклопну струју онако како ће бити потребно за даље израчунавање. Наша просечна струја индуктора биће вршна струја индуктора. Дакле, у нашем случају струја индуктора је:

ИЛ (просечно) = 1А

Корак 3: - Сада је време за валовиту струју индуктора. Типични индуктор користи 20-40% просечне излазне струје. Дакле, ако одаберемо валовиту струју индуктора 30%, то ће бити 1А * 30% = 0,30А

Корак 4: - Вршна струја пребацивања биће ИЛ (просечно) + Ириппле / 2 = 1 +.30 / 2 = 1.15А

Корак 5: - Израчунаћемо т _ОН / т _ОФФ користећи доњу формулу

За то је наш Воут 5В, а предњи напон диоде (Вф) 0,60В. Наш минимални улазни напон Вин (мин) је 12В, а напон засићења 1В (1В у листу са подацима). Тако што, све ово заједно добијамо

(5 + 0,60) / (12-1-5) = 0,93 Дакле, т _ОН / т _ОФФ =, 93уС

Корак 6: - Сада ћемо израчунати време Тон + Тофф, према формули Тон + Тофф = 1 / ф

Изабраћемо нижу преклопну фреквенцију, 40Кхз.

Дакле, Тон + Тофф = 1 / 40Кхз = 25ус

Корак 7: - Сада ћемо израчунати Тофф време. Као што смо раније израчунавали Тон + Тофф и Тон / Тофф, прорачун ће сада бити лакши,

Корак 8: - Следећи корак је израчунавање тоне, Тона = (Тон + Тофф) - Тофф = 25ус - 12.95ус = 12.05ус

Корак 9: - Морамо одабрати временски кондензатор Цт, који ће бити потребан да би се произвела жељена фреквенција.

Цт = 4,0 к10 ^-5 к тон = 4,0 к 10 ^-5 к 12,05уС = 482пФ

Корак 10: - У зависности од тих вредности израчунаћемо вредност индуктора

Корак 11: - За струју од 1А, вредност Рсц ће бити 0,3 / Ипк. Дакле, за наш захтев то ће бити Рсц =.3 / 1.15 =.260 Охмс

Корак 12: - Израчунајмо вредности излазног кондензатора, можемо изабрати вредност таласа од 100мВ (од врха до врха) из појачаног излаза.

Ми ћемо изабрати 470УФ, 25В. Што се више кондензатора користи, то ће се више таласања смањити.

Корак 13: - Последњи пут морамо израчунати вредност отпорника повратних напона. Ми ћемо одабрати Р1 вредност 2к, Дакле, Р2 вредност ће се рачунати као

Воут = 1,25 (1 + Р2 / Р1) 5 = 1,25 (1 + Р2 / 2К) Р2 = 6,2к

Шема круга претварача Буцк

Дакле, након израчунавања свих вредности. Ево ажуриране шеме

Потребне компоненте

1. 2 носна клима конектора за улаз и излаз
2. 2к отпорник - 1 бр
3. Отпорник 6.2к - 1 бр
4. 1Н5819- 1 бр
5. 100уФ, 25В и 359.37уФ, 25В кондензатор (користи се 470уФ, 25В, изабрана блиска вредност) - по 1 нос.
6. 62,87уХ индуктор, 1,5А 1 бр. (Користи се 100уХ 2.5А, био је лако доступан на тржишту)
7. 482пФ (користи се 470пФ) кондензатор са керамичким диском - 1 бр
8. 12В јединица за напајање са напоном 1,5А.
9. МЦ34063 прекидачки регулатор иц
10. Отпорник.26 охма (.3Р, 2В коришћен)
11. 1 нос веробоард (може се користити тачкасто или повезано веровање).
12. Лемилица
13. Флукс за лемљење и жице за лемљење.
14. Додатне жице ако је потребно.

Након распоређивања компоненти, лемите их на Перф плочу

Тестирање круга Буцк претварача

Пре тестирања кола потребна су нам променљива једносмерна оптерећења за цртање струје из једносмерног напајања. У малој лабораторији за електронику у којој тестирамо коло, толеранције испитивања су много веће и због тога мало тачности мерења није на нивоу.

Осцилоскоп је правилно калибрисан, али вештачки звукови, ЕМИ, РФ такође могу променити тачност резултата испитивања. Такође, Мултиметар има толеранције +/- 1%.

Овде ћемо измерити следеће ствари

1. Излазно валовање и напон при различитим оптерећењима до 1000мА. Такође испитајте излазни напон при овом пуном оптерећењу.
2. Ефикасност кола.
3. Потрошња струје у празном ходу круга.
4. Стање кратког споја кола.
5. Такође, шта ће се догодити ако преоптеретимо излаз?

Наша собна температура је 26 степени Целзијуса када смо тестирали коло.

На горњој слици можемо видети једносмерно оптерећење. Ово је отпорно оптерећење и као што видимо, десет бр. од отпорника од 1 ома у паралелном повезивању су стварно оптерећење које је повезано преко МОС-ФЕТ-а. Ми ћемо контролисати МОСФЕТ-капију и омогућити струји да тече кроз отпорнике. Ти отпорници претварају електричне снаге у грејање. Резултат се састоји од 5% толеранције. Такође, ови резултати оптерећења укључују и извлачење снаге самог оптерећења, па кад није преко њега повезан ниједан терет који се напаја помоћу спољног напајања, он ће показати подразумеваних 70 мА струје оптерећења. У нашем случају напајаћемо оптерећење из спољног напајања са клупе и тестирати коло. Коначни излаз биће (резултат - 70мА).

Испод је наша поставка теста; прикључили смо оптерећење преко струјног круга, меримо излазну струју преко доводног регулатора као и његов излазни напон. Осцилоскоп је такође повезан преко претварача, тако да можемо и да проверимо излазни напон. Пружамо 12В улаз из наше јединице за напајање са клупе.

Цртамо. 88А или 952мА-70мА = 882мА струје са излаза. Излазни напон је 5,15В.

У овом тренутку, ако у осцилоскопу проверимо талас до врха таласања. Видимо излазни талас, талас је 60мВ (пк-пк). Што је добро за преклопни претварач од 12В до 5В.

Излазни таласни облик изгледа овако:

Ево временског оквира излазног таласног облика. То је 500мВ по подели и 500уС временски оквир.

Ево детаљног извештаја о испитивању

Време (сек)	Оптерећење (мА)	Напон (В)	Талас (пп) (мВ)
180	0	5.17	60
180	200	5.16	60
180	400	5.16	60
180	600	5.16	80
180	800	5.15	80
180	982	5.13	80
180	1200	4.33	120

Променили смо оптерећење и сачекали смо око 3 минута, у сваком кораку, да бисмо проверили да ли су резултати стабилни или не. Након оптерећења од 982мА напон је значајно опао. У осталим случајевима од 0 оптерећења до 940 мА, излазни напон је пао око 0,22В, што је прилично добра стабилност при пуном оптерећењу. Такође, након тог оптерећења од 982мА, излазни напон значајно пада. Користили смо.3Р отпорник где је било потребно.26Р, због тога можемо повући 982мА струје оптерећења. МЦ34063 напајање није у могућности да обезбеди адекватну стабилност при пуном оптерећењу 1А како смо.3Р уместо.26Р. Али 982мА је врло близу излазу 1А. Такође, користили смо отпорнике са толеранцијама од 5% који су најчешће доступни на локалном тржишту.

Израчунали смо ефикасност на фиксном улазу од 12 В и променом оптерећења. Ево резултата

Улазни напон (В)	Улазна струја (А)	Улазна снага (В)	Излазни напон (В)	Излазна струја (А)	Излазна снага (В)	Ефикасност (н)
12.04	0.12	1.4448	5.17	0.2	1.034	71.56699889
12.04	0.23	2.7692	5.16	0.4	2.064	74.53416149
12.04	0.34	4.0936	5.16	0.6	3.096	75.6302521
12.04	0.45	5.418	5.16	0.8	4.128	76.19047619
12.04	0.53	6.3812	5.15	0.98	5.047	79.09170689

Као што видимо, просечна ефикасност је око 75%, што је добар резултат у овој фази.

Потрошња струје празног хода у кругу бележи се 3,52мА када је оптерећење 0.

Такође, проверили смо да ли постоји кратки спој и у кратком споју примећујемо Нормал.

Након максималног прага излазне струје, излазни напони постају знатно нижи и након одређеног времена приближавају се нули.

У овом колу се могу направити побољшања; можемо да користимо кондензатор веће вредности са малим вредностима ЕСР да смањимо излазно валовање. Такође, неопходно је правилно дизајнирање ПЦБ-а.