Импульсный стабилизатор напряжения на микросхеме МС34063

Приветствую, радиолюбители-самоделкины!

Почти все люди, далёкие от электроники, считают, что все приборы питаются от обыденного сетевого напряжения 220В — это разумно, ведь чтоб включить устройство, мы втыкаем штекер в розетку, а не куда-либо ещё. Но по сути, электрические схемы, обычно, питаются от низкого напряжения, обычно в спектре 3,3 — 12В, а вот исполнительные устройства, какие-либо лампочки, насосы, ТЭНы, неважно какая силовая электроника уже питается впрямую от 220В, а низковольтная логическая электроника при всем этом выступает в роли «мозгов» устройства. Создание источников питания — достаточно увлекательная и широкая область в радиоэлектронике, ведь для преобразования высочайшего сетевого напряжения в низкое требуются или особые устройства — трансформаторы, или целые отдельные электрические устройства — импульсные блоки питания. Не считая того, кроме задачки снижения сетевого напряжения нередко встаёт вопросец о преобразовании 1-го низкого напряжения в другое, к примеру, нередко требуется получить из 12В, к примеру, 3В, 5В, или некое другое значение. Есть и оборотная задачка — как из 3 либо 5В получить наиболее высочайшее напряжение. К примеру, повышающие преобразователи употребляются в любом power-bankе, там напряжение с литий-ионных аккумов (оно равно 3,3-4,2В) необходимо повысить до размеренных 5В, от которых уже можно зарядить телефон или питать остальные девайсы. В случае, если неизменное напряжение необходимо снизить на разум сходу приходят стабилизаторы серии 78lХХ, они могут иметь различный индекс (обозначен ХХ), соответственно и различное напряжение на выходе, к примеру, 7805 понижает ровно до 5В, 7809 до 9 вольт, аналогично и с иными значениями. Эти микросхемы — линейные стабилизаторы, их индивидуальностью будет то, что они рассеивают на для себя всю разницу напряжений меж входом и выходом, а поэтому осязаемо греются и при работе с солидными токами требуют мощных радиаторов.

Разглядим пример. Допустим, имеется стабилизатор 7805, на его выходе, как видно из наименования, будет 5В, на вход подаётся 15В. При всем этом перегрузка потребляет ток 100 мА, либо 0,1А. Разница напряжений меж входом и выходом стабилизатора составляет 10В, умножаем на ток в 0,1А, чтоб посчитать мощность, которая будет выделяться на корпусе микросхемы — она составляет 1Вт, и это при токе всего в 100 мА, повышение тока в 2 раза приведёт к двукратному повышение нагрева микросхемы. Таковым образом, линейные стабилизаторы подходящи для использования лишь в тех вариантах, когда в цепи протекают маленькие токи и микросхема не греется. При работе с наиболее высочайшими токами также с наиболее высочайшей различием напряжений меж входом и выходом еще лучше подступают импульсные стабилизаторы — они бывают как повышающие, так и понижающие. К их преимуществам можно отнести достаточно высочайший КПД (около 70-90%), а поэтому они способны работать при огромных токах не требуя даже маленького радиатора. Есть разные конфигурации импульсных стабилизаторов, они могут и повысить и снизить напряжение, выход быть может как регулируемый, так и с фиксированным напряжением. Ниже разглядим два варианта — понижающий стабилизатор на 5В с фиксированным напряжением на выходе и аналогичный понижающий, но с регулируемым выходов. Ниже представлена схема, на выходе которой всего 5В.

В левой части схемы видны контакты, на которые подаётся входное напряжение, оно может лежать в спектре 7-40В, на данной схеме обозначено как 12В. Опосля этого плюс питания проходит через диодик — он нужен для защиты схемы от переполюсовки, ведь если случаем перепутать полярность питания на входе схемы, микросхема мгновенно сгорит. Тут можно применить хоть какой диодик шоттки с током 1-2А и на напряжение как минимум 50В, а можно и совсем его не ставить, если защита не нужна. Опосля диодика напряжение сглаживается на фильтрующем конденсаторе С1, он должен быть рассчитан на напряжение не меньше, чем питание схемы, ёмкость быть может 47-100 мкФ. Опосля этого напряжение попадает на саму микросхему, которая и представляет собой сам стабилизатор, она именуется МС34064, может выпускаться как в SMD-корпусе, так и в обыкновенном выводном. Эта микросхема сформировывает прямоугольные импульсы, которые, в сочетании с индуктивностью, и разрешают понижать/увеличивать неизменное напряжение с высочайшим КПД. Как можно узреть, ко второму выводу микросхемы подключаются пара диодов шоттки, включенные параллельно, анодами к минусу схемы. Тут можно применить диоды ВАТ54С или 1N5819, включать параллельно два не непременно, довольно и 1-го, этого с головой хватит для работы преобразователя с током до 500 мА. Также ко второму выводу подключается и индуктивность — достаточно принципиальный элемент схемы. Эта индуктивность обязана быть рассчитана на ток как минимум 500 мА, другими словами должны быть намотана не узким проводом — можно просто приобрести готовую индуктивность «гантельку», а можно и намотать самому 70-90 витков медного провода на ферритовом колечке, оба варианта будут работать, потому что четкое соблюдение номинала индуктивности не непременно — она может изменяться в достаточно широких границах без утраты работоспособности схемы. Опосля этого к выходу стабилизированного напряжения подключается делитель из резисторов R1 и R2, средняя точка которого подключается к пятому выводу микросхемы — данная цепь образует оборотную связь и дозволяет задавать напряжение на выходе стабилизатора. При соблюдении данных номиналов напряжение на выходе будет равно приблизительно 5В, по мере необходимости его можно подкорректировать, подбирая номиналы R1 и R2 в маленьких границах. Конденсатор С3 служит для фильтрации помех на выходе — не стоит сберегать на ёмкости этого конденсатора, ведь импульсный стабилизатор различается от линейного не в наилучшую сторону тем, что создаёт некие помехи по питанию. Добавочно можно поставить параллельно электролитическому конденсатору С3 глиняний или плёночный на 100 нФ, это дозволит избавиться от помех до такового уровня, что они станут совсем не критичны. Таковым образом, схема содержат только нужный минимум компонент в обвязке, а поэтому не представляет никакой трудности для сборки.

Ниже представлен вариант схемы, позволяющий регулировать напряжение на выходе переменным резистором:

Как можно увидеть, схема практически не различается от предшествующей, кроме того, что заместо делителя R1 R2 подключен переменный резистор на 10 кОм меж выходом и землёй, а его средний вывод также подключается к пятому выводу микросхемы, обеспечивая работу оборотной связи. Тут можно применять хоть какой переменный резистор с сопротивлением 10-47 кОм, его можно вывести с платы на проводах, или впаять прямо на плату. Также на данной нам схеме можно узреть низкоомный резистор R1 на входе схемы, он имеет сопротивление всего 0,3 Ома, что весьма не достаточно. Он нужен для ограничения бросков тока при включении схемы, чтоб ток заряда конденсаторов, присоединенных к выходу стабилизатора, не вывел микросхему из строя. Данный резистор не является неотклонимым, но его наличие лучше в обоих вариантах схем.

На картинке выше приведены графики, взятые из документации на микросхему МС34063, самые любознательные могут ознакомиться с её режимы работы и параметрами.

Схема собирается на маленькой печатной плате, элементы употребляются в планарных корпусах. Вход и выход поступают на плату через три контакта, из которых «+» — входное напряжение, «-» — общая земля схемы, «5в» — выходное напряжение. Как можно увидеть, таковая распиновка совпадает с расположением выводов микросхем серии 78lХХ, а поэтому, припаяв на такую платку штырьковые выводы, ей можно подменять микросхемы 78lХХ, располагая плату вертикально. Заместо переменного резистора создатель употребляет подстроечный многооборотный, он дозволяет задавать напряжение на выходе с точностью чуток ли не до сотых вольта. Ниже представлены фото готовой платы.

Таковым образом, вышел хороший вариант импульсного стабилизатора, который с фуррором может поменять линейные стабилизаторы в тех вариантах, когда ток не превосходит 500-700 мА. Для увеличения рабочего тока схемы её необходимо видоизменять путём прибавления доп транзистора. Успешной сборки! Все вопросцы и дополнения пишите в комменты.

nn_34063.rar

[1,63 Mb] (скачек: 0)

Источник (Source)