Розглянемо типову схему підвищує DC / DC конвертера на мікросхемах 34063:
- SWC (switch collector) - колектор вихідного транзистора
- SWE (switch emitter) - емітер вихідного транзистора
- Tc (timing capacitor) - вхід для підключення времязадающего конденсатора
- GND - земля
- CII (comparator inverting input) - інвертується вхід компаратора
- Vcc - харчування
- Ipk - вхід схеми обмеження максимального струму
- DRC (driver collector) - колектор драйвера вихідного транзистора (як драйвер вихідного транзистора також використовується біполярний транзистор)
L1 - накопичувальний дросель. Це, в общем-то, елемент перетворення енергії.
С1 - времязадающій конденсатор, він визначає частоту перетворення. Максимальна частота перетворення для мікросхем 34063 складає близько 100 кГц.
R2. R1 - дільник напруги для схеми компаратора. На неінвертуючий вхід компаратора подається напруга 1,25 В від внутрішнього регулятора, а на інвертується вхід - з дільника напруги. Коли напруга з дільника стає рівним напрузі від внутрішнього регулятора - компаратор перемикає вихідний транзистор.
C2. С3 - відповідно, вихідний і вхідний фільтри. Ємність вихідного фільтра визначає величину пульсацій вихідної напруги. Якщо в процесі розрахунків виходить, що для заданої величини пульсацій потрібно дуже велика ємність, можна розрахунок зробити для бо'льшую пульсацій, а потім використовувати додатковий LC-фільтр. Ємність С3 зазвичай беруть 100 ... 470 мкФ.
Rsc - токочувствітельний резистор. Він потрібен для схеми обмеження струму. Максимальний струм вихідного транзистора для MC34063 = 1.5А, для AP34063 = 1.6А. Якщо піковий перемикається ток буде перевищувати ці значення, то мікросхема може згоріти. Якщо точно відомо, що піковий струм навіть близько не підходить до максимальних значень, то цей резистор можна не ставити.
R3 - резистор, що обмежує струм драйвера вихідного транзистора (максимум 100 мА). Зазвичай береться 180, 200 Ом.
- Вибирають номінальні вхідний і вихідний напруги: Vin. Vout і максимальний вихідний струм Iout.
- 2) Вибирають мінімальне вхідна напруга Vin (min) і мінімальну робочу частоту fmin при обраних Vin і Iout.
- Розраховують значення (ton + toff) max за формулою (ton + toff) max = 1 / fmin. ton (max) - максимальний час, коли вихідний транзистор відкритий, toff (max) - максимальний час, коли вихідний транзистор закритий.
- Розраховують відношення ton / toff за формулою ton / toff = (Vout + VF -Vin (min)) / (Vin (min) -Vsat). де VF - падіння напруги на вихідному фільтрі, Vsat - падіння напруги на вихідному транзисторі (коли він знаходиться в повністю відкритому стані) при заданому струмі. Vsat визначається за графіками, наведеними в документації на мікросхему (або на транзистор, якщо схема з зовнішнім транзистором). З формули видно, що чим більше Vin. Vout і чим більше вони відрізняються один від одного - тим менший вплив на кінцевий результат надають VF і Vsat. так що якщо вам не потрібен суперточна розрахунок, то я б порадив, вже при Vin (min) = 6-7 В, сміливо брати VF = 0, Vsat = 1,2 В (звичайний, посередній біполярний танзістор) і не морочитися.
- Знаючи ton / toff і (ton + toff) max вирішують систему рівнянь і знаходять ton (max).
- Знаходять ємність времязадающего конденсатора С1 за формулою: C1 = 4.5 * 10 -5 * ton (max).
- Знаходять піковий струм через вихідний транзистор: IPK (switch) = 2 * Iout * (1 + ton / toff). Якщо він вийшов більше максимального струму вихідного транзистора (1.5 ... 1.6 А), то перетворювач з такими параметрами неможливий. Потрібно або перерахувати схему на менший вихідний струм (Iout). або використовувати схему з зовнішнім транзистором.
- Розраховують Rsc за формулою: Rsc = 0,3 / IPK (switch).
- Розраховують мінімальну ємність конденсатора вихідного фільтра:
- С2 = Iout * ton (max) / Vripple (p-p). де Vripple (p-p) - максимальна величина пульсацій вихідної напруги. Різні виробники рекомендують множити отримане значення на коефіцієнт від 1 до 9. Береться максимальна ємність з найближчих до розрахункового стандартних значень.
- Розраховують мінімальну індуктивність дроселя:
L1 (min) = ton (max) * (Vin (min) -Vsat) / IPK (switch). Якщо виходять занадто великі C2 і L1. можна спробувати підвищити частоту перетворення і повторити розрахунок. Чим вище частота перетворення - тим нижче мінімальна ємність вихідного конденсатора і мінімальна індуктивність дроселя. - Опору дільника розраховуються зі співвідношення Vout = 1,25 * (1 + R2 / R1).
Online-калькулятор для розрахунку перетворювача:
(Для правильності розрахунків використовуйте в якості десяткового дробу точку, а не кому)
1) Вихідні дані:
(Якщо ви не знаєте значення Vsat. Vf. Vripple (p-p). То розрахунок буде зроблений для Vsat = 1.2 В, Vf = 0 В, Vripple (p-p) = 50 мВ)
2) Розрахункові дані: