microgeek.eu

Nie mogę powiedzieć, że to mój "ulubieniec", ale chętnie i często go stosuję. Nie trzeba nikogo przekonywać o dużej sprawności przetwarzania energii w układach impulsowych w stosunku do układów liniowych. Znacząca mniejsza wielkość energii tracona w samym układzie pozwala na daleko posuniętą miniaturyzację. Bardzo atrakcyjnym rozwiązaniem (w znaczeniu ceny, gabarytów oraz możliwości) w wielu zastosowaniach jest układ o symbolu MC34063 oferowany przez wielu producentów. Jest to układ w obudowie 8-pinowej (zarówno jako DIP jak i do montażu powierzchniowego).
MC34063 to monolityczny układ pozwalający zbudować przetwornicę napięcia DC-DC (przerabia napięcie stałe na napięcie stałe) o dowolnej wartości napięcia wyjściowego (nie występuje w wersji na ściśle określone napięcie wyjściowe). Możliwe są następujące warianty:

• przetwornica obniżająca napięcie (ang. step-down converter),
• przetwornica podwyższająca napięcie (ang. step-up converter),
• przetwornica odwracająca napięcie (produkująca napięcie ujemne) zarówno o wartości bezwzględnej większej lub mniejszej niż napięcie wejściowe) (ang. voltage inverting converter).

Podstawowe dane techniczne przetwornicy są następujące:

• prąd obciążenia do 1.5 A,
• zapięcie zasilające (wejściowe) od 3VDC do 40VDC,
• częstotliwość pracy do 100kHz,
• wbudowane źródło napięcia odniesienia o wartości 1.25VDC,
• wbudowany ogranicznik prądu obciążenia.

Budowa wewnętrzna układu pokazana jest na ilustracji 1. Pokazany wzmacniacz sygnału błędu porównuje napięcie z wewnętrznego źródła odniesienia (o wartości 1.25V) z napięciem ze sprzężenia zwrotnego i odpowiednio do rezultatu porównania steruje tranzystorem przełączającym. Napięcie wyjściowe przetwornicy określone jest zależnością:

mc34063_form1.png

gdzie R₁ i R₂ są rezystorami dzielnika napięciowego (patrz schematy poniżej). W każdym przypadku (ze względu na dużą częstotliwość pracy muszą być stosowane diody Schottky'ego oraz jako kondensatory filtrujące napięcie wyjściowe kondensatory niskoimpedancyjne). Jako czujnik przeciążenia stosowany jest rezystor o małej rezystancji (poniżej 1 Ω).
Przetwornica obniżająca napięcie.
Najczęstszym zastosowaniem układu jest budowa przetwornicy obniżającej napięcie. Podstawowy schemat pokazany jest na ilustracji 2.Napięcie wyjściowe w powyższym przykładzie wynosi:

mc34063_form2.png

Przetwornica podwyższająca napięcie.
Innym praktycznym zastosowaniem jest zbudowanie przetwornicy podwyższającej napięcie wyjściowe (w stosunku do napięcia wejściowego). Podstawowa aplikacja jest pokazana na ilustracji 3.Napięcie wyjściowe w powyższym przykładzie wynosi:

mc34063_form3.png

Inwerter napięcia.
Bardzo przydanym zastosowaniem układu MC34063 jest możliwość budowy przetwornicy odwracającej napięcie wyjściowe (w stosunku do napięcia wejściowego). Podstawowa aplikacja jest pokazana na ilustracji 4.Napięcie wyjściowe w powyższym przykładzie wynosi (oczywiście napięcie na wyjściu ma wartość ujemną, a poniższa formuła pozwala obliczyć moduł napięcia):

mc34063_form4.png

Eksperymenty.
Do eksperymentów i pomiarów przetwornicy obniżającej napięci został zbudowany układ, którego schemat pokazuje ilustracja 5, realizację praktyczną 6.
Zrealizowane pomiary przy braku obciążenia i przy obciążeniu przetwornicy rezystorem 12Ω (po zmierzeniu, nominalnie 10Ω) pokazuje ilustracja 7 oraz 8.
Widać, że przy obciążeniu przetwornicy prądem 0.4A, napięciu na jej wyjściu ustąpiło o 0.04V. Układ zachowywał się podobnie w sytuacji, gdy wejściowe napięciu 12VDC zostało zmienione na 24VDC.
Przebiegi sygnału na wyjściu przetwornicy (pin 2) pokazują ilustracje 9 (przy napięciu wejściowym 12VDC) i 10 (przy napięciu wejściowym 24VDC).
Inny wariant eksperymentalny związany jest z budową przetwornicy podwyższającej napięcie. Układ przetwornicy zasilany jest ze źródła napięcia stałego o wartości 12V. Na wyjściu przetwornicy oczekiwane jest napięcie około 24V (zgodnie z obliczeniami wynosi 23.75V). Schemat aplikacji badawczej pokazują ilustracje 11 oraz 12. Pomiary obciążenia pokazują ilustracje 13 i 14.Przy prądzie obciążenia 200mA, napięcie na wyjściu przetwornicy ustąpiło o 0.1V, co raczej należy uznać za mało istotne a tym samym ocenić samą przetwornicę jako zadowalającą.
Inny wariant eksperymentalny związany jest z budową przetwornicy jako inwertera napięcia. Układ przetwornicy zasilany jest ze źródła napięcia stałego o wartości 12V. Na wyjściu przetwornicy oczekiwane jest napięcie -5V. Schemat aplikacji badawczej i układ praktyczny pokazują ilustracje 15, 16 oraz 17.Przy prądzie obciążenia około 150mA, napięcie na wyjściu przetwornicy ustąpiło o 0.02V, co raczej należy uznać za dobry wynik w wielu zastosowaniach.
Reasumując, układ MC33063 jest bardzo uniwersalnym funkcjonalnie układem. Niezbyt skomplikowana aplikacja jest atrakcyjna w wielu zastosowaniach.

No i kolejne wartościowe opracowanie.
Ja tą przetworniczke zastosowałem jako zasilanie dla lamp Nixie (to było ok. 170V jak dobrze pamiętam).

jak będę miał jakieś problemy z przetworniczkami to już wiem do kogo się odezwać świetna robota

Bardzo dobry artykuł, który pomoże mi obniżyć straty energii w zasilaczach moich przyszłych projektów. Przy okazji mam pytanie: Czy taki zasilacz nadaje się do urządzenia pracującego stale? Mam na myśli np. zegarek zasilany z sieci 230V.

Nie widzę przeciwwskazań. Ten układ mam zastosowany w kilku sterownikach mojej własnej automatyki domowej pracujących na stałe. Urządzenia pracują od 3 lat i nie sprawiły mi problemów. Z tym, że zasilane są z 12VDC. Układy MC33063 mają limit napięcia zasilającego do 40V
Jeżeli chcesz zasilać się z 230V, to może warto rozpatrzyć układ TOP221 .. TOP227. Aplikacja jest banalna.