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1、精品学习资源MC34063 DC/DC变换器特点及典型应用MC34063 是一单片双极型线性集成电路，专用于直流直流变换器把握部分；片内包含有温度补偿带隙基准源、 一个占空比周期把握振荡器、驱动器和大电流输出开关，能输出 1.5A的开关电流； 它能使用最少的外接元件构成开关式升压变换器、降压式变换器和电源反向器；MC34063 的封装形式为塑料双列8 引线直插式；特点：能在 3.0-40V 的输入电压下工作短路电流限制低静态 dianliu 输出开关电流可达1.5A （无外接三极管） 输出电压可调工作振荡频率从 100Hz 至 100KHz可构成升压、降压或反向电源变换器内部框图电路原理振荡器
2、通过恒流源对外接在CT 管脚（ 3 脚）上的定时电容不断的充电和放电，以产生振荡波形； 充电和放电电流都是恒定的，所以振荡频率仅取决于外接定时电容的容量；与门的C 输入端在振荡器对外充电时为高电平，D 输入端在比较器的输入电平低于阈值电平常为高电平；当 C 和 D 输入端都变成高电平常，触发器被置为高电平，输出开关管导通，反之， 当振荡器在放电期间，C 输入端为低电平，触发器被复位，使得输出开关管处于关闭状态；电流限制 SI 检测端（ 5 脚）通过检测连接在V+ 和 5 脚之间的电阻上的压降来完成功能； 当检测到电阻上的电压接近超过300mV 时，电流限制电流开头工作；这时通过CT 管脚（ 3
3、 脚）对定时电容进行快速充电，以削减充电时间和输出开关管的导通时间，结果是使得输出开关管的关闭时间延长；欢迎下载精品学习资源极限参数典型应用电路升压变换器降压变换器升压变换器（大电流）欢迎下载精品学习资源降压变换器（大电流）反向变换器低成本 DC/DC变换器芯片 MC34063介绍MC34063 是一块单片DC/DC 变换把握电路，内含直流到直流变换器所要求的主要功能；这些功能有：带有温度补偿的基准电压源、比较器、带勉励电流限制的占空比可控振荡器、驱动器和大电流输出开关等；该电路是专为降压、升压和倒相应用所设计的，应用时外围元器件少；特点 3.0 40V 输入工作电压低备用电流电流限止输出开关
4、电流1.5A 100KHz 工作频率基准精度 2% 封装形式： DIP8方框图和引出端功能引出端序号 符号 功能 引出端序号符号 功能1 CSW 开关集电极 5 INCOM 比较器反相输入2 ESW 开关发射极 6 VCC电源3 GT 定时电容器 7 Ipk电流限止传感4 GND 地 8 CDR 驱动器集电极极限参数（ Tamb=25）参数 符号 数值 单位电源电压 Vcc 40 V比较器输入电源范畴Vicomp -0.3+40 V开关集电极电压 Vcsw40 V开关发射极电压 Vesw40 V欢迎下载精品学习资源开关 C E 电压 Vcesw 40 V驱动器集电极电压Vcdr 40 V驱动器
5、集电极电流Ic -55100 mA开关电流 Isw 1.5 A功耗 PD1.25 W工作结温 Tj150 工作环境温度 Tamb 0 70 贮存温度 Tstg -65150 电特性（除非特殊说明， Tamb=25, Vcc=5V ） 参数名称符号 测试条件 最小 典型 最大 单位振荡器频率 fOSCVpin=0V, CT=1.0 24 33 42 kHz充电电流 Ichq Vpin5=5 40V 24 35 42 A放电电流 Idischg Vpin5=5 40V 140 190 260 A放电、充电电流之比K V7=Vcc 5.2 6.1 7.5电流限止传感电压VIPK250 300 350
6、 mV输出开关饱和电压 Vcesat达林顿联接 Isw=1.0A Pin1 to Pin81.0 1.3 V饱和电压 Vcesat Isw=1.0A Rpin8=820.45 0.7 V直流电压增益 hFEIsw=1.0A, Vce=5.0V 50 120集电极 OFF 状态电流 Icoff Vce=40.0V0.01 100 A门限电压 Vth Tamb=25 1.225 1.25 1.275 VTamb=0 70 1.21 1.29门限电压线路调整Reg Vcc=3.0 40V1.4 5.0 mV输入偏置电流 IIBVin=0V-40 -400 nA电感降压式 DC DC 变换器：电路原理
7、框图如以下图；欢迎下载精品学习资源图 电感降压式 DC DC 变换器原理框图图中， VIN 为输入电压， VOUT 为输出电压， L 为储能电感， VD 为续流二极管，C 为滤波电容 ，R1 、R2 为分压电阻，经分压后产生误差反馈信号 FB， 用以稳固输出电压和调输出电压的高低； 电源开关 管 V 既可接受 N 沟道绝缘栅场效应管（ MOSFET ），也可接受 P 沟道场效应管，当然也可用 NPN 型晶体管或 PNP 型晶体管，实际应用中，一般接受 P 沟道场效应管居多；降压式 DC DC 变换器的基本工作原理是： V 开关管在把握电路的把握下工作在开关状态；开关管导通时，FIN 电压经开关
8、管 S、D 极、储能电感 L 和电容 C 构成回路，充电电流不但在 C 两端建立直流电压，而且在储能电感L 上产生左正、右负的电动势；开关管截止期间，由于储能电感L 中的电流不能突变， 所以， L 通过自感产生右正、左负的脉冲电压；于是，L 右端正的电压 滤波电容 C 一续流二极管 VDL 左端构成放电回路， 放电电留恋续在 C 两端建立直流电压， C 两端获得的直流电压为负载供电；因此，降压式DC DC 变换器产生的输出电压不但波纹小，雨且开关管的反峰电压低；欢迎下载精品学习资源LT1111 是一种新型的多用途、低功耗、输出电压可调的 DC-DC 变换器 ，可以配置为升压、降压或反压变换器，
9、 特殊适合低成本、 电池供电的小型手持式设备的电源部分的设计； 本文详细描述了基于 LT1111 的多种 DC-DC 变换器设计方法，并对电感、电容、二极管等外围元件的选择供应合理的建议；LT1111 是凌特公司的一种新型多用途DC-DC变换器核心芯片， 内部集成有 72kHz 的固定频率振荡器、 1.25V 基准参考源、 两个比较器和输出驱动器包括一个通过电流可达1A 的功率开关 等部件； LT1111 工作时其外部只需极少的元器件一般应用只需要3 个外围器件 ， 可以在 2V 30V 输入电压范畴内工作，而且可以由用户设置功率开关的最大通过电流；LT1111 能够以 8 脚的小封装、 30
10、0A的静态功耗供应配置为升压、降压或反压变换器的才能，因而可以充分中意各种对成本和电路板空间有限制而又要求高性能、低功耗的应用的需要；LT1111的工作原理LT1111 是一种 门控振荡器 型的开关电源调整芯片；这种结构消耗的电源电流特殊小，由于只有当反馈脚的电压低于参考电压时LT1111 中的开关才会启动调整工作；芯片详细的工作原理见图 1；其中，比较器 A1 是调整器的核心，它的两个输入端分别连到反馈脚FB 和芯片内置的 1.25V 基准参考电压上， A1 将反馈脚 FB 上的电压 由输出端反馈回来与 1.25V 参考电压相比较； 当 FB 脚上的电压低于1.25V 时，A1 就会启动芯片
11、内部72kHz的振荡器； 驱动放大器将振荡器的输出信号放大，以驱动输出级的NPN 型功率开关；功率开关输出的结果是输出电压和FB 脚上的电压都得到了提高； 当 FB 脚上的电压大到可以触发比较器A1 翻转的时候，振荡器就会被A1 关闭；不过比较器A1 会推迟一点时间后才翻转，这样可以令整个环路保持稳固； 这个推迟设计是在芯片内部完成的，不需要在芯片外部再作额外的频率补偿；一般情形下，LT1111 内的振荡器的启动时间和关闭时间均为7s；另外，当比较器输出为低的时候， 振荡器及其它各功耗较高的电路都会被关闭，使得 LT1111 的静态电流降到 300A；欢迎下载精品学习资源图 1 中的增益模块
12、A2 实质上是一个比较简洁的PNP 输入的运算放大器，它的正输入管脚连在 SET 管脚上，而其负输入管脚连接到芯片内 部集成的 1.25V 基准参考源上； A2 的输出结构为漏极开路输出，它可 配置为电池欠压检测器、线性后置调整器，图 1 ：LT1111 的原理框图；欢迎下载精品学习资源或是误差放大器；假如不作这些用途，A2 就可以悬空不用；其中的电池欠压检测器是在芯片的 V IN 和 GND 管脚之间连接一个电阻分压器R1+R2 ，该分压器的中点与SET 管脚相连， 以供应 A2 的翻转触发电压；A2 翻转后，其输出 A0 可以吸取 300A的电流，用于外部把握；原理图见图 2；欢迎下载精品
13、学习资源图 2 中的电阻 R1 、R2 的阻值应尽可能小，以 使 SET 管脚上的偏置电流的偏差尽可能小； R3 的正确取值范畴在1M- 10M 之间， 主要作用是产生一点推迟时间，以便增益模块能较精确地捕捉到触发点； 不过，加入 R3 后电路的触发点会有少许变化， 设计工程师应当留意到 这一点；图 2 ：增益模块配置为电池欠压检测器的典型接法；欢迎下载精品学习资源图 3 就是 LT1111 的典型应用，图中连接 ILIM 管脚和 VIN 管脚之间的电阻 R3 用于设置 LT1111 内的功率开关可通过的最大电流；假如开关电流超过这个预设值，就开关周期 将提前终止 即开关关闭，振荡器不再输出
14、，以确保开关电流不会超过LT1111 所能承担的最大值；这一特性是其它原理类似的器件所不具备的， 而且该特性答应变换器的输入电压范畴扩展得很宽，也不会令电感进入饱和状态；换言之，假如给R3 选择了恰当的阻值，可以保证开关电流在整个输入电压范围内都被限制在指定的范畴以内；假如电源电路的工作电流不大，那么R3 可以省掉，只须将 ILIM 脚和 V IN 脚直接相连；LT1111-5和 LT1111-12在功能上和 LT1111 是完全相同的，只是LT1111-5和 LT1111-12的版本在片内已经集成了设定输出电压为5V 和 12V 的电阻，其输出电压固定为5V 和 12V ；也就是说，在 -5
15、 和 -12 这种固定输出电压LT1111 上，其管脚 8 即 FB/SENSE管脚应当与输出电压管脚直接相连，而不再需要任何外部电阻；降压变换器的工作原理LT1111 配置成降压变换器的典型电路见图4 ；LT1111 内功率开关的集电极与V IN 相连， 而由功率开关的发射极来驱动外部电感；当 LT1111 片内的比较器 A1 触发振荡器开头调整动作， 并打开功率开关时， SW2 管脚电压上升到 V IN-V SW ，这样， 电压 V IN-V SW -V OUT 将降落在 L1 上；明显， L1 中将显现一个电流；到开关即将关闭前，流经 L1 的电流值为：当开关关闭时， SW2 管脚的电压
16、快速下降到比地电位仍低；当 SW2 电压下降到比地电位仍低0.4V 时， D1 导通，这是由于SW2 管脚的电压绝不答应低于 -0.5V ，D1 是用来箝位的；留意， D1 必需选用肖特基二极管；如选用硅基的肖特基二极管如 1N4933 ，可以答应 SW2 脚上的电压欢迎下载精品学习资源低至 -0.8V ，不过这么低的值可能在LT1111 内部产生过大的功耗；此时变换器的输出电压可表示为：电阻 R3 的加入限定了流经功率开关的最大电流；这只电阻在那些输入电压范畴很宽的应用中是非常重要而且是必需加入的；假如不加入 R3 ，就开关打开后将在每个周期中都连续一段固定长度的时间，在某些情形下，流经L1
17、 的电流可能会过大，甚至超过开关的承担范畴，并可能使电感进入饱和状态；这只100 的电阻可以确保开关在电流达到700mA左右时关闭；值得留意的是，使用LT1111构造降压变换器时，该变换器的输出电压不能超过6.2V ；假如用户需要产生更高一点的电压，可以取一只二极管1N5818与 SW2 脚串联 1N5818的正极连SW2 管脚；假如负载需要更大的电 流来驱动，可以使用一 只分立的 PNP 晶体管来放大降压变换器的输出 电流，如图 5 所示；欢迎下载精品学习资源图 5 所示的电路可使最大可通过的开关电流提 升至 2A ；运算电感值的公式在下文 -“降压变换器中电感的选择 ”中再作说明，式中的V
18、 SW 可引用下面的相对保守一点 的公式来运算：图 4 ：LT1111 配置为降压变换器的典型电路；欢迎下载精品学习资源电阻 R2 的作用是构成关闭Q1 的电流通路， R3 是 Q1 的基极驱动， R4 、R5 用来设置输出电压；1. 如何选择电感DC-DC 变换器的本质是将电能以磁通量 的形式储存在电感中，然后再将该能量转移到负载上；正由于储存的是磁通量，而不是充电电荷，所以只要选择恰当的开关策略，就能使输出电压比输入电压高、 低或者极性相反；为实现高效的能量转移，协作LT1111 使用的电感应当中意三个要求：第一，电感的感应系数应当很小，以保证在最差情形下输入电压最低、功率开关打开的时间最
19、短电感中能储备到足够的能量，但感应系数也不是越小越好，由于仍要保证在另一极端情形下输入电压最高、 开关打开时间最长LT1111及电感的最大 开关 欢迎下载精品学习资源电流指标不至于被突破；其次， 电感必需能够存得下需求的磁通量，也就是电感不能进入饱和状态；在基于 LT1111的常规设计中， 可以使用铁氧体工艺制造的可表面贴装的小型电感， 只要它们中意饱和电流为300mA 1A ，同时直流电阻小于0.4 的条件；最终，电感的直流电阻越小越好， 以保证电感线圈不会消耗过多的能量，由于这会使电感产生过多热量；在选用电感时仍应考虑到电磁干扰的问题，一般圆弧形状的电感对削减电磁干扰有比较好的作用；仍有一
20、点也是最重要的，就是在选择电感前确定要先确定整个电源电路的输入电压、输出电压、输出电流的最小值和最大值；图 5 ：大电流输出的LT1111 降压变换器在降压变换器设计中如何选择电感降压变换器与升压变换器不同，在充电和放电期间， 电感的电流都流经负载；在降压模式下，LT1111 的开关电流应限制在650mA左右；假如需要获得更大的电流值，可参考图5 所示的扩流电路；换言之，在不同的输入电压条件下，把握好ILIM 管脚是最重要的；假如定好了输出电压、输出电流和输入电压范畴，就最大的开关电流可依下式运算：式中， DC 为占空比 一般取 0.50 ，VSW 为降压模式下功率开关上的压降，VD 为二极管
21、上的压降1N5818 肖特基二极管可取 0.5V ，IOUT 为输出电流， VOUT 为输出电压， V IN 为输入电压的最小值；经实测得知， V SW 实际上是开关电流的函数，而开关电流又是 V IN、L、时间、 V OUT 的函数；为了简化运算，可以认为 V SW 的值为 1.5V ，实际上这个取值是比较保守的；欢迎下载精品学习资源一旦 IPEAK 值确定了，就能算出所需的电感值：其中， tON 为开关打开的时间LT1111一般取值为7 s；然后可以选定用于限制IPEAK 电流的串联电阻RLIM 的阻值了；这个电阻可以保证当输入电压增加时最大开关电流仍保持不变；例如， 假设我们要设计一个输
22、入电压为12V 24V 、输出电压为 5V 、输出电流为 300mA的降压变换器，就第一可求出：接下来可以求出电感值：用户可以接受小于64H、但又最接近 64H的那个工业标准值 即 56H；之后可以从 LT1111的特性曲线上选择 R LIM 的值，本例中，当IPEAK 为600mA时， RLIM 可取 56；2. 如何选择电容选择合适的输出电容和选择合适的电感同等重要；假如这个滤波电容选择得不好，那么变换器的效率可能会降低，输出纹波也有可能比较大；我们通常使用的一般铝电解电容，虽然比较廉价而且简洁买到，但它的等效串联阻抗ESR 和等效串联电感 ESL 的特性都比较差，不适合协作LT1111
23、使用；市场上有专为开关式的 DC-DC变换器设计的ESR 值较小的铝电解电容，它们的特性比一般的铝电解电容好很多，特殊是 ESR 值可以做得很小；钽电容的特性也特殊好，只是价格比较高；通过实验得知，在基于 LT1111 的变换器中，使用上述三种容量均为100F的电容 假设变换器的最大开关电流为 500mA ，不同的电容表现是不一样的；使用一般铝电解电容的变换器的输出过冲最高达到 120mV ，而使用专用铝电解电容及钽电容的变换器的输出过冲最高就只有35mV 左右；设计工程师应当充分利用ILIM 特性来降低输出纹波的幅值；以变换器工作于连续模式为例， 假如是升压变换器，其连续工作模式的条件是：欢
24、迎下载精品学习资源一旦输入、输出电压中意上式的关系，在开关关 闭时电感的电流就不会回到零；而等到开关再次 打开时， 电感中的电流将从这个非零值开头增长；电感中的电流在比较器关闭振荡器之前已经增长到一个相当高的值了， 这个较高的电流值将会造成输出纹波过大，这明显需要更大的输出滤波电容和电感来抑制；不过，由于有了ILIM 特性的支持，开关电流可以在到达一个用户预先设定的值处触发功率开关关闭；这样， 输出纹波就能减小到最小的程度，对输出滤波电容的要求也就会低得多；3. 如何选择二极管在 LT1111的应用中， 选择箝位二极管时必需遵循的三条准就包括开关速度、正向导通时的压降、 漏电流； 我们通常用来
25、作整流器的二极管，如 1N4001是绝不适于开关型电压变换器 的，它们的额定电流虽然可以达到1A ，但开关时间却长达10s 50s，这是不行接受的；假如用户使用这种整流管，那么变换效率将受到严肃影响，甚至完全不能工作；大多数 LT1111 的应用电路中可以使用1N5818肖特基二极管， 或是它的可表面贴装的互换型号 MBRS130T3 ； 1N5818在通过 1A 电流的情形下，其正向导通时的压降为500mV ， 1N5818的开关时间较快， 漏电流只有 4A 10A，这使得 1N5818比较适合 LT1111 的需要；假如变换器的最大开关电流不超过100mA ，那么用户也可以选择1N4148 ，这种二极管在 25 时的漏电流只有1nA 5nA ，而且比 1N5818更廉价，只是它的通过电流较小，因而不答应在1A 的开关电流下工作；欢迎下载