眾所周知，精確的5V電池并不總是可用的，有時我們需要更高的電壓和更低的電壓同時驅(qū)動電路的不同部分，因此我們使用更高電壓（12v）的電源作為主要電源，并在需要時將該電壓降壓到較低的電壓（5v）。為此，降壓轉(zhuǎn)換器電路用于許多電子應(yīng)用，可根據(jù)負(fù)載要求降低輸入電壓。

這一部分有很多選擇;如上一個教程所示，MC34063是此類細(xì)分市場中最受歡迎的開關(guān)穩(wěn)壓器之一。MC34063可配置為三種模式：降壓、升壓和反相。我們將使用降壓配置將12V DC 電源轉(zhuǎn)換為具有 1A 輸出電流能力的 5V DC。

集成電路 MC34063

MC34063引腳排列圖如下圖所示。左側(cè)顯示MC34063的內(nèi)部電路，另一側(cè)顯示引腳排列圖。

MC34063是1.5A升壓或降壓或反相穩(wěn)壓器，由于直流電壓轉(zhuǎn)換特性，MC34063是一款DC-DC轉(zhuǎn)換器IC。

該 IC 在其 8 引腳封裝中提供以下特性-

溫度補償基準(zhǔn)

限流電路

受控占空比振蕩器，帶有源高電流驅(qū)動器輸出開關(guān)。

接受 3.0V 至 40V DC。

可在 100 KHz 開關(guān)頻率下工作，容差為 2%。

極低的待機電流

可調(diào)輸出電壓

此外，盡管具有這些特性，但它是廣泛使用的，并且比此類細(xì)分市場中可用的其他IC更具成本效益。

計算升壓轉(zhuǎn)換器的元件值

如果我們檢查數(shù)據(jù)表，我們可以看到完整的公式圖表存在，以根據(jù)我們的要求計算所需的所需值。這是數(shù)據(jù)表中提供的公式表，還顯示了升壓電路。

以下是不含這些元件值的原理圖，將與MC34063一起使用。

我們將計算設(shè)計所需的值。我們可以根據(jù)數(shù)據(jù)表中提供的公式進行計算，也可以使用安森美半導(dǎo)體網(wǎng)站提供的Excel表進行計算。

計算這些組件值的步驟-

步驟1：- 首先，我們需要選擇二極管。我們將選擇廣泛使用的二極管1N5819。根據(jù)數(shù)據(jù)表，在1A正向電流下，二極管的正向電壓為0.60V。

步驟2：- 我們首先計算電感和開關(guān)電流，因為進一步計算需要它。我們的平均電感電流將是峰值電感電流。因此，在我們的例子中，電感電流為：

IL(avg) = 1A

步驟3：- 現(xiàn)在是電感的紋波電流的時候了。典型電感器使用平均輸出電流的20-40%。因此，如果我們選擇電感紋波電流的30%，它將是1A * 30% = 0.30A

步驟 4：- 開關(guān)峰值電流將為IL（平均） + Iripple/2 = 1 + .30/2 = 1.15A

第 5 步：- 我們將計算t上/噸關(guān)閉使用以下公式

為此，我們的Vout為5V，二極管（Vf）的正向電壓為0.60V。我們的最小輸入電壓Vin（最小值）為12V，飽和電壓為1V（數(shù)據(jù)表中為1V）。通過，把這一切放在一起，我們得到

(5+0.60) / (12-1-5) = 0.93

So,

tON/tOFF

=

.93uS

第 6 步：- 現(xiàn)在我們將根據(jù)公式計算 Ton +Toff 時間 Ton + Toff = 1 / f

我們將選擇較低的開關(guān)頻率，40Khz。

So,

Ton + Toff = 1 / 40Khz = 25us

步驟7：- 現(xiàn)在我們將計算托夫時間。正如我們之前計算的 Ton + Toff 和Ton / Toff一樣，現(xiàn)在計算會更容易，

步驟8：-現(xiàn)在下一步是計算噸，

Ton = (Ton + Toff) – Toff = 25us – 12.95us = 12.05us

步驟9：- 我們需要選擇定時電容器Ct，這是產(chǎn)生所需頻率所必需的。

Ct = 4.0 x10-5 x Ton = 4.0 x 10-5 x 12.05uS

=

482pF

步驟10：-根據(jù)這些值，我們將計算電感值

步驟11：- 對于1A電流，Rsc值將為0.3 / Ipk。因此，對于我們的要求，它將是rsc = .3/1.15 = .260 歐姆

步驟12：- 讓我們計算輸出電容值，我們可以從升壓輸出中選擇100mV（峰峰值）的紋波值。

我們將選擇470uF，25V。使用的電容器越多，減少的紋波就越大。

步驟13：- 最后我們需要計算電壓反饋電阻值。我們將選擇 R1 值2k，因此，R2值將計算為

Vout = 1.25 (1 + R2/R1)

5 = 1.25 (1 + R2 / 2K)

R2 =

6.2k

降壓轉(zhuǎn)換器電路圖

所以在計算完所有值之后。這是更新的原理圖

必需組件

2 個用于輸入和輸出的常開連接器

2k 電阻 - 1 常開

6.2k 電阻 - 1 常開

1N5819- 1 否

100uF、25V 和 359.37uF、25V 電容器（470uF，使用 25V，選擇接近值）- 各 1 個。

62.87uH 電感器，1.5A 1 個 （使用 100uH 2.5A，在市場上很容易買到）

482pF（使用470pF）陶瓷盤式電容器 - 1 否

12V 電源單元，額定電流為 1.5A。

MC34063 開關(guān)穩(wěn)壓器 IC

.26歐姆電阻（.3R，使用2W）

1 個 nos veroboard（可以使用虛線或連接的 vero）。

烙鐵

助焊劑和焊絲。

如果需要，還可以使用其他電線。

注意：我們使用了100uh電感器，因為它很容易在額定電流為2.5A的本地供應(yīng)商處獲得。 此外，我們還使用.3R電阻代替.26R。

排列組件后，將組件焊接在 Perf 板上

測試降壓轉(zhuǎn)換器電路

在測試電路之前，我們需要可變直流負(fù)載來從直流電源吸收電流。在我們測試電路的小型電子實驗室中，測試公差要高得多，因此，很少有測量精度達不到標(biāo)準(zhǔn)。

示波器經(jīng)過正確校準(zhǔn)，但人工噪聲、EMI、RF 也會改變測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。此外，萬用表具有 +/-1% 的容差。

在這里，我們將測量以下內(nèi)容

各種負(fù)載下的輸出紋波和電壓高達1000mA。此外，在此滿負(fù)載下測試輸出電壓。

電路的效率。

電路的空閑電流消耗。

電路的短路情況。

另外，如果我們使輸出過載會發(fā)生什么？

當(dāng)我們測試電路時，我們的室溫是26攝氏度。

在上圖中，我們可以看到直流負(fù)載。這是一個阻性負(fù)載，正如我們所看到的，十個不。并聯(lián)的 1 歐姆電阻是實際負(fù)載，它連接在 MOS-FET 上，我們將控制 MOSFET 柵極并允許電流流過電阻器。這些電阻器將電能轉(zhuǎn)化為熱量。結(jié)果包括 5% 的公差。此外，這些負(fù)載結(jié)果包括負(fù)載本身的功耗，因此當(dāng)負(fù)載上沒有連接負(fù)載并使用外部電源供電時，將顯示默認(rèn)的70mA負(fù)載電流。在本例中，我們將從外部臺式電源為負(fù)載供電并測試電路。最終輸出將是（結(jié)果 – 70mA）。

以下是我們的測試設(shè)置;我們已經(jīng)將負(fù)載連接到電路上，我們測量降壓穩(wěn)壓器兩端的輸出電流以及它的輸出電壓。降壓轉(zhuǎn)換器上還連接了一個示波器，因此我們還可以檢查輸出電壓。我們從臺式電源單元提供12V輸入。

我們正在畫.88A或952mA-70mA = 來自輸出的 882mA電流。輸出電壓為5.15V。

此時，如果我們檢查示波器中的峰到峰紋波。我們可以看到輸出波，紋波為60mV（峰峰值）。這適用于 12V 至 5V 開關(guān)降壓轉(zhuǎn)換器。

輸出波形如下所示：

這是輸出波形的時間范圍。它是每格500mV和500uS的時間范圍。

這是詳細(xì)的測試報告

我們更改了負(fù)載，并在每一步中等待大約 3 分鐘，以檢查結(jié)果是否穩(wěn)定。982mA負(fù)載后，電壓顯著下降。在其他情況下，從0負(fù)載到940 mA，輸出電壓下降約為.02V，在滿負(fù)載時穩(wěn)定性相當(dāng)好。此外，在982mA負(fù)載之后，輸出電壓會顯著下降。我們在需要.26R的地方使用了.3R電阻，因此，我們可以吸收982mA的負(fù)載電流。MC34063電源無法在滿1A負(fù)載下提供適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性，因為我們使用的是.3R而不是.26R。但982mA非常接近1A輸出。此外，我們使用了容差為 5% 的電阻器，這在當(dāng)?shù)厥袌錾献畛Ｒ姟?/p>

我們計算了12V固定輸入和改變負(fù)載的效率。這是結(jié)果

正如我們所看到的，平均效率約為75%，這在現(xiàn)階段是一個很好的輸出。

當(dāng)負(fù)載為0時，電路的空閑電流消耗記錄為3.52mA。

此外，我們檢查了短路，并在短路中觀察到正常。

在最大輸出電流閾值之后，輸出電壓明顯降低，一段時間后，輸出電壓接近于零。

可以在此電路中進行改進;我們可以使用低ESR高值電容器來降低輸出紋波。也， 適當(dāng)?shù)?a target="_blank">PCB設(shè)計是必要的.