低成本DC/DC转换器34063的应用

34063由于价格便宜,开关峰值电流达1.5a,电路简单且效率满足一般要求,所以得到广泛使用。在adsl应用中,34063的开关频率对传输速率有很大影响,在器件选择及pcb设计时需要仔细考虑。

  线性稳压电源|稳压器效率低,所以通常不适合于大电流或输入、输出电压相差大的情况。开关电源的效率相对较高,而且效率不随输入电压的升高而降低,电源通常不需要大散热器,体积较小,因此在很多应用场合成为必然之选。开关电源按转换方式可分为斩波型、变换器型和电荷泵式,按开关方式可分为软开关和硬开关。

斩波型开关电源

  斩波型开关电源按其拓扑结构通常可以分为3种:降压型(buck)、升压型(boost)、升降压型(buck-boost)。降压型开关电源电路通常如图1所示。

             

  图1中,t为开关管,l1为储能电感,c1为滤波电容,d1为续流二极管。当开关管导通时,电感被充磁,电感中的电流线性增加,电能转换为磁能存储在电感中。设电感的初始电流为il0,则流过电感的电流与时间t的关系为:ilt= il1+(vi-vo-vs)t/l,vs为t的导通电压。

  当t关断时,l1通过d1续流,从而电感的电流线性减小,设电感的初始电流为il1,则则流过电感的电流与时间t的关系:ilt=il1-(vo+vf)t/l,vf为d1的正向饱和电压。

图1 降压型开关电源基本电路

34063的特殊应用

● 扩展输出电流的应用

  dc/dc转换器34063开关管允许的峰值电流为1.5a,超过这个值可能会造成34063永久损坏。由于通过开关管的电流为梯形波,所以输出的平均电流和峰值电流间存在一个差值。如果使用较大的电感,这个差值就会比较小,这样输出的平均电流就可以做得比较大。例如,输入电压为9v,输出电压为3.3v,采用220μh的电感,输出平均电流达到900ma,峰值电流为1200ma。

  单纯依赖34063内部的开关管实现比900ma更高的输出电流不是不可以做到,但可靠性会受影响。要想达到更大的输出电流,必须借助外加开关管。图2和图3是外接开关管降压电路和升压电路。

图2 升压型达林顿及非达林顿接法(看大图)

图3 降压型达林顿及非达林顿接法(看大图)

  采用非达林顿接法,外接三极管可以达到饱和,当达到深度饱和时,由于基区存储了相当的电荷,所以三极管关断的延时就比较长,这就延长了开关导通时间,影响开关频率。达林顿接法虽然不会饱和,但开关导通时压降较大,所以效率也会降低。可以采用抗饱和驱动技术,图4所示,此驱动电路可以将q1的vce保持在 0.7v以上,使其导通在弱饱和状态。

图4 抗饱和驱动电路

利用一片34063就可以产生三路电压输出,如图5所示。

图5 输出3路电压的34063电路

  +vo的输出电压峰值可达2倍v_in,-vo的输出电压可达-v_in。需要注意的是,3路的峰值电路不能超过1.5a,同时两路附加电源的输出功率和必须小于v_in·i·(1-d),其中i为主输出的电流,d为占空比。在此两路输出电流不大的情况下,此电路可以很好地降低实现升压和负压电源的成本。

● 具有关断功能的34063电路

  34063本身不具有关断功能,但可以利用它的过流饱和功能,增加几个器件就可以实现关断功能,同时还可以实现延时启动。

  图6是具有关断功能的34063电路,r4取510ω,r6取3.9kω。当控制端加一个高电平,则34063的输出就变成0v,同时不影响它的过流保护功能的正常工作。

将此电路稍加改动,就可以得到具有延时启动功能的34063电路,如图7所示。

  取c11为1μf,r10为510ω,就可以达到200~500ms的启动延时(延时时间和输入电压有关)。这个电路的缺点就是当峰值电流过流时无法起到保护作用,只能对平均电流过流起保护作用。

● 恒流恒压充电电路

  恒压恒流充电电路如图8所示,可用于给蓄电池进行充电,先以500ma电流恒流充电,充到13.8v后变为恒压充电,充电电流逐渐减小。

34063的局限性

  由34063构成的开关电源虽然价格便宜、应用广泛,但它的局限性也是显而易见的。主要有以下几点:

(1)效率偏低。对于降压应用,效率一般只有70%左右,输出电压低时效率更低。这就使它不能用在某些对功耗要求严格的场合,比如usb提供电源的应用。

(2)占空比范围偏小,约在15%~80%,这就限制了它的动态范围,某些输入电压变化较大的应用场合则不适用。

(3)由于采用开环误差放大,所以占空比不能锁定,这给电路参数的选择带来麻烦,电感量和电容量不得不数倍于理论计算值,才能达到预期的效果。虽然34063有许多缺点,但对产品利润空间

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发布日期:2019年07月04日  所属分类:新闻动态