基于升壓芯片MC34063的升壓電源設(shè)計(jì)

升壓芯片MC34063在電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中的應(yīng)用范圍非常廣泛，此前我們也曾經(jīng)就這種升壓芯片的驅(qū)動(dòng)電源方案設(shè)計(jì)進(jìn)行過分享。在今天的分享中，我們將會(huì)為大家分享一種基于MC34063的小體積升壓電源設(shè)計(jì)方案，一起來看看吧。

想要全面的了解升壓芯片MC34063應(yīng)用于小體積升壓電源設(shè)計(jì)，我們首先需要弄清楚一個(gè)問題，那就是MC34063芯片在降壓電源中是如何工作的。眾所周知，MC34063芯片外圍僅需少量元件即可實(shí)現(xiàn)DC-DC變換，多用于降壓變換輸出場(chǎng)合，這種應(yīng)用設(shè)計(jì)大多如下圖圖1所示。

從圖1中可以看到，這種基于MC34063的降壓電路應(yīng)用為典型的串聯(lián)型降壓變換，也就是我們常說的buck型，輸入電壓由6腳輸入，經(jīng)電流取樣電阻Rsc給芯片內(nèi)部達(dá)林頓管Q2(Q1)供電，Q2(Q1)導(dǎo)通時(shí)，電源通過1腳和2腳經(jīng)電感L給電容C3充電。Q2(Q1)截止時(shí)，電感L兩端感應(yīng)電壓極性變?yōu)樽筘?fù)右正，通過續(xù)流二極管VD1給電容C3補(bǔ)充電，從而保持C3電壓穩(wěn)定。輸出電壓再經(jīng)反饋電阻R1、R2取樣反饋至芯片第5腳(Ufb)，經(jīng)芯片內(nèi)部電壓比較器控制內(nèi)部達(dá)林頓管Q2(Q1)的導(dǎo)通時(shí)間，達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓目的。輸出電壓Uout=1.25(1+R2/R1)，而Uout=(ton/T)Uin，式中ton為導(dǎo)通時(shí)間，T為周期。

圖1 MC34063應(yīng)用于降壓電路示意圖

在了解了MC34063的工作特性之后，我們接下來再來看一下這種升壓芯片是如何在小型升壓電源模塊中進(jìn)行應(yīng)用的。從理論上分析，需ton接近于T，同時(shí)電感量L需很大。在實(shí)際電路中，電感量若做得很大，體積勢(shì)必很大，工程上很難實(shí)現(xiàn)，同時(shí)這樣輸出電壓幅值也不能很大。通過對(duì)MC34063芯片應(yīng)用研究，我們可以設(shè)計(jì)一種實(shí)用的升壓電源電路，可以實(shí)現(xiàn)快速充電。它只采用少量外圍元件，體積小，調(diào)試方便，克服了以往電源在整機(jī)中所占體積過大，質(zhì)量較重的缺點(diǎn)。

這種基于升壓芯片MC34063的小型升壓電源電路設(shè)計(jì)，如下圖圖2所示。從圖2所展示的電路系統(tǒng)中我們可以看到，外接電容C4在該系統(tǒng)中主要用于設(shè)定電源振蕩頻率，電容量可根據(jù)芯片振蕩頻率與電容的特性曲線選擇。電阻R2選擇小阻值，作為電流取樣電阻，由R2感應(yīng)的電壓與原邊電流關(guān)系為：URS=I原邊電流R2。通過電流取樣電阻R2的峰值電流決定于下式：Ipk≈1.0U/R2。

圖2 MC34063應(yīng)用于微型電源電路圖

在圖2所設(shè)計(jì)的這種基于升壓芯片MC34063的微型升壓電源電路中，我們主要利用MOSFET場(chǎng)效應(yīng)管作為變換管，這是因?yàn)閳?chǎng)效應(yīng)管屬電壓型控制器件，所需驅(qū)動(dòng)電流和功率很小，所以驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單方便。在場(chǎng)效應(yīng)管柵極2源極并聯(lián)電阻R4，這樣的設(shè)計(jì)可使場(chǎng)效應(yīng)管不致產(chǎn)生誤導(dǎo)通。變壓器T是關(guān)鍵器件，原副邊參數(shù)需選擇合理，必須使得變壓器激磁電流小于其最大感應(yīng)峰值電流Ipk，即使得振蕩信號(hào)連續(xù)，同時(shí)要保證輸出電壓的幅值。因此，參數(shù)需和電阻R2配合選取。磁性材料采用MXD2000高頻鐵氧體磁罐，在場(chǎng)效應(yīng)管V1導(dǎo)通期間進(jìn)行儲(chǔ)能，此時(shí)次級(jí)整流二極管VD2截止。而當(dāng)場(chǎng)效應(yīng)管V1截止時(shí)，次級(jí)整流二極管VD2導(dǎo)通，次級(jí)電流ip給電容C3充電。

在這種基于升壓芯片MC34063的微型升壓電源模塊設(shè)計(jì)中，整個(gè)主電路結(jié)構(gòu)采用它激式驅(qū)動(dòng)，反激式變換。MC34063芯片振蕩器頻率由電容C4決定，電容C4選用高品質(zhì)電容。電阻R1、R6、電位器R5組成電壓反饋電路，輸出電壓達(dá)到設(shè)定值Uo時(shí)，經(jīng)該取樣電路電壓取樣，與芯片內(nèi)部精密基準(zhǔn)電壓源進(jìn)行比較后，反饋控制內(nèi)部達(dá)林頓管，形成閉環(huán)控制以達(dá)到穩(wěn)壓效果。調(diào)節(jié)電位器，可使輸出高壓在一定范圍內(nèi)變化，以滿足使用要求。