MC34063--DCDC降压电源

电子设计报告-1-基于MC34063的降压电源设计DC—DC降压电源电子设计报告-2-DC--DC降压电源摘要：该降压电源变换电路采用MC34063芯片作为其电路构成的核心部分，用以对15v的输入滴电压经过降压电路降至5v；定时电容Ct用以控制振荡器的频率，电感L和电阻R1,R2则是以控制输出端电压；调节电感L的电感量以及电阻R2与R1的比值即可控制输出端的电压输出，该电路设计则是输出端的电压降至5v；且要求在输出端带负载时的电压压降在0---0.5v之间，同时要求输出端波纹尽量小。Englishsubject：BucktypetransformpowersupplyAbstract:ThebuckpowerconvertercircuitadoptsMC34063chipasitscorepartofacircuittotheinputvoltageofthe12Vpowersupplycircuitafterstep-downdownto5V;TimingcapacitanceCtcancontroltheoscillatorfrequency,inductanceLandresistanceR1,R2isusedtocontroltheoutputvoltageofthe;AdjusttheinductanceloadandinductanceLresistanceandcancontroltheratioR2R1istheoutputvoltageoutput,thiscircuitdesignistheoutputvoltagedropto5V;Andrequireintheoutputvoltageoftheloadtobringpressuredropin0-between0.5V,alsoaskedtheoutputrippleaslowaspossible.Keywords:BucktypetransformpowersupplyMC3406312Vdownto5V电子设计报告-3-目录一．理论分析.............................................................................41.MC34063简介………………………….………………………………..….41.1.1MC34063构成…………………………………………………..…..41.1.2MC3406内部原理…………………….…………………..……….41.1.3MC34063主要应用电路…………….………………………….42.制作的设计思路：…………………………………….……………….……….51.2.1题目要求…………………………………………………………………..51.2.2用MC34063制作降压电路的设计思路……….…..……….5二：方案设计与论证…………………………………………………….….…..…….62.1.1设计思路与原理图设计…………………………….…….….…….62.1.2降压电路相关参数计算…………………………………..………..6三：系统硬件电路与实现……………………………………………………..……7四．系统测试…………………………………………………………………….……….74.1.1调试中用到的仪器………………………………………………………74.1.2调试中遇到的问题……………………………………………………..74.1.3解决方案…………………………………………….……………..……….74.2测试………………………………………………………………………..…….74.2.1测试结果(数据)…………………………………………………….84.2.2测试结论与误差分析……………………………………..……8附录1：电路原理图………………………………………………………………….8电子设计报告-4-一．理论分析1.MC34063简介：1.1.1构成：MC34063是一种开关型高效DC/DC变换集成电路。内设置有大电流的电源开关，34063能够控制的开关电流达到1.5A；它的内部含有具有温度补偿的基准电压源、比较器、具有限电流电路的占空比可控的振荡器、驱动器和大电流输出开关管。参考电压源是温度补偿的带隙基准源，振荡器的振荡频率有3脚的外接定时电容决定；开关晶体管由比较器反向输入端与振荡器相连的逻辑控制线路置成ON，并由与振荡器输出同步的下一个脉冲设置成OFF。1.1.2内部原理：1脚：开关管T1集电极引出端；2脚：开关管T1发射极引出端；3脚：定时电容ct接线端；调节ct可使工作频率在100—100kHz范围内变化；4脚：电源地。5脚：电压比较器反相输入端，同时也是输出电压取样端；使用时应外接两个精度不低于1％的精密电阻；6脚：电源端；7脚：负载峰值电流（Ipk）取样端；6，7脚之间电压超过300mV时，芯片将启动内部过流保护功能；8脚：驱动管T2集电极引出端。1.2.3主要应用电路：(1)mc34063大电流降压变化器电路，大电流升压变换电路；(2)mc34063反向变换电路；(3)mc34063降压变换电路。升压变换电路。2.制作的设计思路：2.1.1题目要求：1.主要技术参数（1）输入电压：15V；电子设计报告-5-（2）输出电压5V和3.3V；（3）纹波电压＜200mV；（4）转换效率60%；2.设计要求基本要求（1）所设计的MC34063降压电路，要满足上面的技术要求。（2）分析MC34063降压电路工作原理。（3）根据课题的设计要求，正确设计并绘制出系统框图和总体电路原理图。（4）对单元电路进行必要的分析设计，选择元器件的型号，确定其参数数值。（5）给出关键点电压波形。（6）编写设计报告，写出设计与制作的全过程，并附上有关资料和图纸，心得体会。2.1.2.设计思路：简易降压电路1参考MC34063芯片的基本电路应用，用MC34063芯片组成的基本降压电路如下图所示电子设计报告-6-2、如上图所示，工作过程分析如下：1）、比较器的反相输入端（5脚）通过外界分压电阻R1、R2监视输出电压。其中，输出电压Uo=1.25（1+R2/R1），由公式可知输出电压仅与R1、R2数值有关，因为1.25V的基准电压恒定不变,若R1、R2阻值稳定，则Uo也稳定。2)、5脚电压与基准电压1.25V同时送入内部比较器进行电压比较。当5脚的电压值低于内部基准电压1.25V时，比较器输出为跳变电压，开启R-S触发器的S脚控制门，R-S触发器在内部振荡器的驱动下，Q端为“1”状态（高电平），驱动管T2导通，开关管T1也导通，使输出电压Ui向输出滤波器电容Co充电以提高Uo，达到自动控制Uo稳定的作用。3）、当5脚的电压值高于内部基准电压（1.25V）时，R-S触发器的S脚控制门被封锁，Q端为“0”状态（低电平），T2截止，T1也截止。4）、振荡器的Ipk输入（引脚7）用于监听开关管T1的峰值电流，以控制振荡器的脉冲到R-S触发器Q端。5）、3脚外接振荡器所需要的定时电容Co电容值的大小决定振荡器频率的高低，也决定开关管T1的通断时间。二．方案设计与论证：2.1.1设计思路与原理图设计思路：根据上述关于34063芯片的相关介绍以及降压电路的基本设计可得到如下图所示的15V/5V降压电源变换器电路。由于3端的时间电容影响到MC34063芯片的内部振荡器的频率，因此在设计时需要对其进行具体的计算设计；而检测电阻以及后面的电感的值都会影响到具体电路的设计，因此也需要具体的设计计算；电阻R1、R2的参数则决定降压后的伏值，因此需要根据具体电路要求进行具体计算。如下图所示就是此次设计的基本电路原理图设计，其中的参数有待计算由上述的相关论述得出如下的15V/5V降压电源变换器的电路原理图，具体原理图如下图所示：图2.1.112V/5V降压变化器设计原理图2.1.2降压电路相关参数计算1）、所设计的降压电源变换器是要求将15V的电压降至5V,且输出端的电流要求是在200mA左右，因此有如下计算：由Uo=1.25*（1+R2/R1），得R2/R1=3，因此可以看出输出端电压只与电阻R1、R2有关，故只要电阻R1、R2符合上述比值即可得到输出端电压为5V的要求，但当电阻R1、R2的阻值太小时，该支路的分流效果将会增大，从而使得输出端的带负载能力降低，因此需要选择电子设计报告-7-适当的阻值；电阻R1、R2分别选用10K的电位器和3.6K的电阻；电容Ct选用瓷片电容471（470pF）的电容来作为该电路中的时间电容；电感采用自行绕制的电感，测量其电感值为220uH,接近计算值，可以采用；检测电阻Rsc选用0.33欧姆的电阻。三：系统硬件电路与实现：根据上述电路设计方案中的相关叙述，以及电路参数的计算最终确立此次设计的15V/5V降压变换器的具体电路图，电路原理图如图2.1.1所示。根据设计好的电路原理图焊接电路，等待调试。四．系统测试：4.1.1、调试中用到的仪器：示波器、学生电源，数字万用表、负载；4.1.2调试中遇到的问题：(1)初次测试时第一次电压为零，第二次为十多伏。纹波系数太大。4.1.3解决方案：(1)检查电路是否完整，线路连接是否正确，有无虚焊，漏焊等情况。(2)检查检测电阻res是否符合要求，能否是芯片工作。(3)在以上电路的修改下继续检查电路发现电路中所采用的R2滑动变阻器阻值为零，发现把电位器反着转了；同时为了更好的稳定电压和使输出端的纹波尽量小，因此将普通的二极管更换为快速开关二极管；更改完电路后重新调试电路；调试电路发现能够实现预期的降压变换器电路的基本要求，在带负载的情况下输出端的电压压降也很小，在0.15——0.28V之间，并且纹波比较大，大致纹波范围在50——175毫伏之间，解决方案是可以改变C3的电容值的大小，由220uF改为470uF即可减小纹波。(4)加入π型滤波电路使纹波系数减小。4.2测试4.2.1测试结果(数据)：电子设计报告-8-电源实际电压输出电压输出纹波4.2.2测试结论与误差分析：误差分析：要求输出端的输出电压值为5V，电流Io为200mA；因此有以下的误差分析。空载时的误差=（|5-5.02|/5）*100%=0.4%，即此时的误差为千分之四；带10欧姆的负载时，误差=（|5-4.99|/5）*100%=0.2%，即误差为千分之二；带20欧姆的负载时，误差=（|5-4097|/5）*100%=0.6%，即误差为千分之六结论：在这次的降压电源变换器的电路设计中，我们的设计完成电路设计的基本要求，如电压可以达到要求的5V，且在外接负载的情况下输出端的电压压降也比较小，同时误差的范围也达到了一定的要求；此次设计中最为成功的一点就是输出端的纹波比较小，输出端电压的精度相对也比较高。基本上达到了预期的目标，但是扩展功能不够完善，比如PCB的制作和示波器的使用等问题，也有一些没有解决的问题需要进一步的考虑附录1：修改后电路原理图：