DC/DC轉(zhuǎn)換器MC34063的應(yīng)用

線性穩(wěn)壓電源效率低，所以通常不適合于大電流或輸入、輸出電壓相差大的情況。開(kāi)關(guān)電源的效率相對(duì)較高，而且效率不隨輸入電壓的升高而降低，電源通常不需要大散熱器，體積較小，因此在很多應(yīng)用場(chǎng)合成為必然之選。開(kāi)關(guān)電源按轉(zhuǎn)換方式可分為斬波型、變換器型和電荷泵式，按開(kāi)關(guān)方式可分為軟開(kāi)關(guān)和硬開(kāi)關(guān)。

斬波型開(kāi)關(guān)電源

斬波型開(kāi)關(guān)電源按其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通常可以分為3種：降壓型(Buck)、升壓型(Boost)、升降壓型(Buck-boost)。降壓型開(kāi)關(guān)電源電路通常如圖1所示。

圖1中，T為開(kāi)關(guān)管，L1為儲(chǔ)能電感，C1為濾波電容，D1為續(xù)流二極管。當(dāng)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，電感被充磁，電感中的電流線性增加，電能轉(zhuǎn)換為磁能存儲(chǔ)在電感中。設(shè)電感的初始電流為iL0，則流過(guò)電感的電流與時(shí)間t的關(guān)系為：

iLt= iL1 (Vi-Vo-Vs)t/L，Vs為T(mén)的導(dǎo)通電壓。

當(dāng)T關(guān)斷時(shí)，L1通過(guò)D1續(xù)流，從而電感的電流線性減小，設(shè)電感的初始電流為iL1，則則流過(guò)電感的電流與時(shí)間t的關(guān)系：

iLt=iL1-(Vo Vf)t/L，Vf為D1的正向飽和電壓。

圖1 降壓型開(kāi)關(guān)電源基本電路

MC34063的特殊應(yīng)用

● 擴(kuò)展輸出電流的應(yīng)用

DC/DC轉(zhuǎn)換器MC34063開(kāi)關(guān)管允許的峰值電流為1.5A，超過(guò)這個(gè)值可能會(huì)造成MC34063永久損壞。由于通過(guò)開(kāi)關(guān)管的電流為梯形波，所以輸出的平均電流和峰值電流間存在一個(gè)差值。如果使用較大的電感，這個(gè)差值就會(huì)比較小，這樣輸出的平均電流就可以做得比較大。例如，輸入電壓為9V，輸出電壓為3.3V，采用220μH的電感，輸出平均電流達(dá)到900mA，峰值電流為1200mA。

單純依賴(lài)MC34063內(nèi)部的開(kāi)關(guān)管實(shí)現(xiàn)比900mA更高的輸出電流不是不可以做到，但可靠性會(huì)受影響。要想達(dá)到更大的輸出電流，必須借助外加開(kāi)關(guān)管。圖2和圖3是外接開(kāi)關(guān)管降壓電路和升壓電路。

圖2 升壓型達(dá)林頓及非達(dá)林頓接法

圖3 降壓型達(dá)林頓及非達(dá)林頓接法

采用非達(dá)林頓接法，外接三極管可以達(dá)到飽和，當(dāng)達(dá)到深度飽和時(shí)，由于基區(qū)存儲(chǔ)了相當(dāng)?shù)碾姾桑匀龢O管關(guān)斷的延時(shí)就比較長(zhǎng)，這就延長(zhǎng)了開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間，影響開(kāi)關(guān)頻率。達(dá)林頓接法雖然不會(huì)飽和，但開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)壓降較大，所以效率也會(huì)降低。可以采用抗飽和驅(qū)動(dòng)技術(shù)，圖4所示，此驅(qū)動(dòng)電路可以將Q1的Vce保持在 0.7V以上，使其導(dǎo)通在弱飽和狀態(tài)。

圖4 抗飽和驅(qū)動(dòng)電路

利用一片MC34063就可以產(chǎn)生三路電壓輸出，如圖5所示。

圖5 輸出3路電壓的MC34063電路

VO的輸出電壓峰值可達(dá)2倍V_IN，-VO的輸出電壓可達(dá)-V_IN。需要注意的是，3路的峰值電路不能超過(guò)1.5A，同時(shí)兩路附加電源的輸出功率和必須小于V_IN•I•(1-D)，其中I為主輸出的電流，D為占空比。在此兩路輸出電流不大的情況下，此電路可以很好地降低實(shí)現(xiàn)升壓和負(fù)壓電源的成本。

● 具有關(guān)斷功能的MC34063電路

MC34063本身不具有關(guān)斷功能，但可以利用它的過(guò)流飽和功能，增加幾個(gè)器件就可以實(shí)現(xiàn)關(guān)斷功能，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)延時(shí)啟動(dòng)。

圖6是具有關(guān)斷功能的34063電路，R4取510Ω，R6取3.9kΩ。當(dāng)控制端加一個(gè)高電平，則MC34063的輸出就變成0V，同時(shí)不影響它的過(guò)流保護(hù)功能的正常工作。

將此電路稍加改動(dòng)，就可以得到具有延時(shí)啟動(dòng)功能的MC34063電路，如圖7所示。

取C11為1μF，R10為510Ω，就可以達(dá)到200～500ms的啟動(dòng)延時(shí)(延時(shí)時(shí)間和輸入電壓有關(guān))。這個(gè)電路的缺點(diǎn)就是當(dāng)峰值電流過(guò)流時(shí)無(wú)法起到保護(hù)作用，只能對(duì)平均電流過(guò)流起保護(hù)作用。

● 恒流恒壓充電電路

恒壓恒流充電電路如圖8所示，可用于給蓄電池進(jìn)行充電，先以500mA電流恒流充電，充到13.8V后變?yōu)楹銐撼潆姡潆婋娏髦饾u減小。

MC34063的局限性

由MC34063構(gòu)成的開(kāi)關(guān)電源雖然價(jià)格便宜、應(yīng)用廣泛，但它的局限性也是顯而易見(jiàn)的。主要有以下幾點(diǎn)：