MC34063 — один із найпоширеніших ШІМ (ЧІМ) контролерів і невеликий екскурс у принципи роботи DC-DC перетворювачів.

Деякий час тому я вже публікував огляд, у якому показав, як за допомогою КРЕН5 зробити ШІМ-стабілізатор. Тоді ж я згадав про один із найпоширеніших і, мабуть, найдешевших контролерів DC-DC перетворювачів. Мікросхему МС34063.
Сьогодні спробую доповнити попередній огляд.

Взагалі, цю мікросхему можна вважати застарілою, але, попри це, вона користується заслуженою популярністю. Переважно через низьку ціну. Я й досі час від часу використовую її у своїх різних саморобках.
Власне, тому я й вирішив придбати собі сотню таких мікросхем. Обійшлися вони мені в 4 долари, зараз у того самого продавця вони коштують 3.7 долара за сотню — це лише 3.7 цента за штуку.
Можна знайти й дешевше, але я замовляв їх разом з іншими деталями (огляди зарядного пристрою для літієвого акумулятора та стабілізатора струму для ліхтарика). Є ще четвертий компонент, який я замовив там само, але про нього — іншим разом.

Ну, мабуть, я вже втомив вас довгим вступом, тож перейду до огляду.
Одразу попереджу: буде багато різних фото.
Усе це прийшло в пакетиках, замотане в стрічку з пухирчастої плівки. Така собі купка :)


Самі мікросхеми акуратно запаковані в пакетик із застібкою, на нього наклеєно папірець із назвою. Напис від руки, але, думаю, розібрати його буде нескладно.


Ці мікросхеми випускають різні виробники й маркують також по-різному.
MC34063
KA34063
UCC34063
тощо.
Як видно, змінюються лише перші літери, цифри залишаються незмінними, тому зазвичай її називають просто 34063.
Мені дісталися перші — MC34063.


Фото поруч із такою самою мікросхемою, але іншого виробника.
Та, яку оглядаємо, вирізняється чіткішим маркуванням.


Що ще можна оглянути — не знаю, тож перейду до другої, пізнавальної частини огляду.
DC-DC перетворювачі використовують у багатьох пристроях, і зараз, мабуть, уже важко знайти електронний пристрій, у якому їх немає.

Є три основні схеми перетворення. Усі вони описані в даташиті до 34063, а також у додатку щодо її застосування та ще в одному описі.
Усі описані схеми не мають гальванічної розв'язки. Також, якщо уважно розглянути всі три схеми, можна помітити, що вони дуже схожі й відрізняються перестановкою трьох компонентів: дроселя, діода та силового ключа.

Спочатку — найпоширеніша.
Step-down, або знижувальний ШІМ-перетворювач.
Застосовується там, де потрібно знизити напругу, причому зробити це з максимальним ККД.
Напруга на вході завжди більша, ніж на виході, зазвичай щонайменше на 2-3 Вольти. Що більша різниця, то краще (у розумних межах).
При цьому струм на вході менший, ніж на виході.
Таку схемотехніку часто застосовують на материнських платах. Щоправда, перетворювачі там зазвичай багатофазні й із синхронним випрямленням, але суть залишається незмінною — Step-Down.

У цій схемі дросель накопичує енергію, коли ключ відкритий, а після його закриття напруга на дроселі (завдяки самоіндукції) заряджає вихідний конденсатор


Наступну схему застосовують трохи рідше, ніж першу.
Її часто можна зустріти в Power-bank, де з напруги акумулятора 3-4.2 Вольта отримують стабілізовані 5 Вольт.
За допомогою такої схеми можна отримати й більше ніж 5 Вольт, але слід враховувати, що що більша різниця напруг, то важче працювати перетворювачу.
Також у цього рішення є одна не надто приємна особливість: вихід не можна вимкнути «програмно». Тобто акумулятор завжди під'єднаний до виходу через діод. Також у разі КЗ струм обмежуватиметься лише внутрішнім опором навантаження та батареї.
Для захисту від цього використовують або запобіжники, або додатковий силовий ключ.

Так само, як і минулого разу, коли силовий ключ відкритий, у дроселі спочатку накопичується енергія. Після закриття ключа напрямок струму в дроселі змінюється, і струм, додаючись до напруги батареї, надходить на вихід через діод.
Напруга на виході такої схеми не може бути нижчою за напругу на вході мінус падіння напруги на діоді.
Струм на вході більший, ніж на виході (іноді значно).


Третю схему застосовують досить рідко, але не розглянути її було б неправильно.
Ця схема має на виході напругу з полярністю, протилежною до вхідної.
Називається вона інвертувальним перетворювачем.
У принципі, ця схема може як підвищувати, так і знижувати напругу відносно вхідної, але через особливості схемотехніки її частіше використовують лише для напруг, більших або рівних вхідній.
Перевага цієї схемотехніки — можливість вимкнути напругу на виході, закривши силовий ключ. Так само вміє працювати й перша схема.
Як і в попередніх схемах, енергія накопичується в дроселі, а після закриття силового ключа надходить у навантаження через діод, увімкнений у зворотному напрямку.


Коли я задумав цей огляд, то не знав, що краще взяти для прикладу.
Були варіанти зробити знижувальний перетворювач для РоЕ або підвищувальний для живлення світлодіода, але якось усе це було нецікаво й зовсім нудно.
Та кілька днів тому зателефонував товариш і попросив допомогти йому розв’язати одну задачку.
Треба було отримати стабілізовану вихідну напругу незалежно від того, більша чи менша вхідна за вихідну.
Тобто потрібен був підвищувально-знижувальний перетворювач.
Топологія таких перетворювачів називається SEPIC (Single-ended primary-inductor converter).
Ще кілька непоганих документів про цю топологію. 1, 2.
Схема таких перетворювачів помітно складніша й містить додаткові конденсатор і дросель.



Оскільки я розжився цифровим осцилографом, то вирішив зняти осцилограми.

Звісно, це іграшка, потужність перетворювача смішна, хоча й корисна.



Посилання за темою.
Підвищувально-знижувальний DC-DC перетворювач 7..14В / 9В 0,5А
MC34063 sepic
Стабілізатор струму світлодіодів на мікросхемі МС34063
MC34063A опис, схема підключення.
Калькулятор DC-DC MC34063

Файл друкованої плати, схема, даташит. — посилання.

Загалом ось такий вийшов спонтанний мікроогляд мікросхеми.

Підсумок.
Мікросхеми цілком придатні, мене влаштували, особливо за таку ціну.

Сподіваюся, огляд буде корисним. Якщо є ідеї щодо доопрацювання, буду радий вислухати.
Напевно, десь накосячив, бо писав без шпаргалок, тож якщо помітили помилки, сильно не сваріть.