Микросхемы низковольтных импульсных преобразователей

October 29, 2010 by admin Комментировать »

Естественно, импульсные преобразователи можно собирать не только на дискретных элементах – уже давно выпускаются специализированные микросхемы, весьма недорогие и требующие подключения минимального количества внешних элементов. Однако у них гораздо ниже КПД – практически никогда не заменяется диод транзистором (из-за этого при низком выходном напряжении КПД уменьшается на 5… 10%), а в некоторых микросхемах в качестве ключевого используется биполярный транзистор. Все это позволяет упростить принципиальную схему и удешевить микросхему, однако нагрев элементов на серьезном токе (выше 2…4 А) столь сильный, что необходимы радиаторы и для микросхемы, и для диода. Поэтому их целесообразно использовать только при сравнительно небольших токах нагрузки и когда не требуется достижения максимального КПД.

В качестве повышающего преобразователя можно использовать микросхему МС33466Н. Для ее нормальной работы снаружи нужно подключить только катушку индуктивности и диод (рис. 1.13).

Входное напряжение – 0,9…7,5 В, выходное – 3…5 В и зависит от цифр в названии, потребляемый ток – около 15мкА. Максимальный выходной ток для микросхемы со встроенным транзистором (индекс JT) – 0,25 А, для микросхемы без транзистора (LT) – зависит от мощности внешнего транзистора, на управляющий выход микросхема выдает ток до 50 мА. Биполярный транзистор можно заменить полевым – IRLML2402 или IRLD024, тогда выход микросхемы можно будет непосредственно соединить с затвором транзистора и чуть повысится КПД. Выходное напряжение микросхем задается встроенным стабилизатором, его можно повысить, включив между выводом 2 микросхемы и выходом преобразователя резистор сопротивлением в несколько килоом.



Для понижающего преобразователя чаще всего используют микросхемы LM2574 (корпус DIP, выходной ток до 0,5 A), LM2575 (1 А) и LM2576 (3 А) – обе в корпусе ТО-220-5 или D2PAK. Они работают при входном напряжении 4,75…45 В, выходное напряжение – стабилизированное (3,0-15 В) или регулируемое (1,235…37 В). В микросхемы встроена защита от перегрева и от короткого замыкания выхода.

Типовая схема включения данных микросхем показана на рис. 1.14.

Рис. 1.14. Типовая схема включения

Схема строения у всех микросхем одинакова, отличаются они только корпусом и количеством выводов (на рис. 1.14 первая цифра – номера выводов LM2574, вторая – LM2575, LM2576). Диод D1 должен быть рассчитан на ток, равный току нагрузки, при токе более 1,5 А микросхеме необходим теплоотвод. Если отсоединить вход ON/OFF от общего провода или подать на него высокий логический уровень (напряжение в пределах 2,4…5,5 В), микросхема принудительно отключится, а напряжение на выходе уменьшится до нуля.

Также нельзя не упомянуть про очень популярную микросхему МС33063А/ МС34063А, позволяющую легко создать повышающий, понижающий или инвертирующий преобразователь напряжения. Изготавливается она в 8-выводном корпусе DIP (суффикс АР) или SOIC (AD), работает при напряжении питания в пределах 3…40 В и разности Uг,х – UBblx (для инвертора напряжения) не более 40 В. Потребляемый ток 3…4 мА, выходной ток – до 1,5 А. В качестве ключевого в микросхему встроен биполярный транзистор, поэтому

КПД преобразователя не превышает 90%; также возможно подключение внешнего транзистора – для получения большего выходного тока и (или) большего КПД. В микросхему встроен регулируемый ограничитель выходного тока, защиты от перегрева нет. Диапазон рабочих температур 0…+70 °С для микросхемы МС34063А, -40…+85 °С для МС33063А, -40…+125 °С для MC33063AV.

Схема повышающего преобразователя напряжения показана на рис. 1.15.

Рис. 1.15. Электрическая схема повышающего преобразователя напряжения

Рабочая частота преобразователя зависит от емкости конденсатора Ст и не должна превышать 40 кГц. Резистор Rsc ограничивает выходной ток – в данной схеме он не превышает 0,3 (В) / / 0,22 (Ом) = 1,35 А. Выходное напряжение зависит только от сопротивления резисторов Rl, R2 неравно R2 /R141,25. Резистор сопротивлением 180 Ом ограничивает ток базы транзистора Q1. Катушку L можно намотать на ферритовом кольце внешним диаметром 30…40 мм, 40…50 витков проводом диаметром 0Д..1 мм.

Для лучшей фильтрации пульсаций выходного напряжения к выходу можно подключить дополнительный фильтр (на схеме справа), катушка намотана на кольце внешним диаметром 20…30 мм, несколько десятков витков тем же проводом.

На рис. 1.16 показана схема понижающего преобразователя, а на рис. 1.17 – схема инвертора.

Рис. 1.16. Электрические схемы понижающего преобразователя

В инверторе общий вывод микросхемы нужно соединить с выходом схемы, иначе возможен пробой ключевых транзисторов отрицательным напряжением. Транзисторы Q1 и Q2 соединены по схеме Дарлингтона, поэтому токоограничивающий резистор на выводе 8 необязателен; но у такой схемы падение напряжения на выходном транзисторе (1,5…2,2 В) в 2 раза больше, чем у обычной, поэтому во избежание перегрева микросхемы выходной ток не должен превышать 0,5 А. Количество витков в катушке понижающего преобразователя – 50…60, в катушке инвертора – 25…35, на кольце внешним диаметром 30…40 мм.

Рис. 1.17. Электрическая схема инвертора

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты