Mc34063 ఉపయోగించి 12V నుండి 5v బక్ కన్వర్టర్ సర్క్యూట్

మునుపటి ట్యుటోరియల్‌లో, మేము MC34063 ను ఉపయోగించి బూస్ట్ కన్వర్టర్ యొక్క వివరణాత్మక రూపకల్పనను ప్రదర్శించాము, ఇక్కడ 3.7V నుండి 5V బూస్ట్ కన్వర్టర్ రూపొందించబడింది. ఇక్కడ 12V ను 5V గా ఎలా మార్చాలో చూద్దాం. ఖచ్చితమైన 5 వి బ్యాటరీలు ఎల్లప్పుడూ అందుబాటులో ఉండవని మనకు తెలుసు, మరియు కొన్నిసార్లు సర్క్యూట్ యొక్క వివిధ భాగాలను నడపడానికి ఒకే సమయంలో అధిక వోల్టేజ్ మరియు తక్కువ వోల్టేజ్ అవసరం, కాబట్టి మేము అధిక వోల్టేజ్ (12 వి) మూలాన్ని ప్రధాన శక్తి వనరుగా ఉపయోగిస్తాము మరియు దీని నుండి దిగండి వోల్టేజ్ నుండి తక్కువ వోల్టేజ్ (5 వి) అవసరమైన చోట. ఈ ప్రయోజనం కోసం, బక్ కన్వర్టర్ సర్క్యూట్ అనేక ఎలక్ట్రానిక్స్ అనువర్తనాలలో ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది లోడ్ అవసరం ప్రకారం ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ను తగ్గిస్తుంది.

ఈ విభాగంలో చాలా ఎంపికలు అందుబాటులో ఉన్నాయి; మునుపటి ట్యుటోరియల్‌లో చూసినట్లుగా, అటువంటి విభాగంలో లభించే అత్యంత ప్రాచుర్యం పొందిన స్విచ్చింగ్ రెగ్యులేటర్లలో MC34063 ఒకటి. MC34063 మూడు రీతిలో అమర్చవచ్చు బక్, బూస్ట్, మరియు inverting. 1A అవుట్పుట్ కరెంట్ సామర్ధ్యంతో 12V DC మూలాన్ని 5V DC గా మార్చడానికి మేము బక్ కాన్ఫిగరేషన్‌ను ఉపయోగిస్తాము. మేము ఇంతకుముందు MOSFET ఉపయోగించి సాధారణ బక్ కన్వర్టర్ సర్క్యూట్‌ను నిర్మించాము; మీరు ఇక్కడ చాలా ఉపయోగకరమైన పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ సర్క్యూట్లను కూడా తనిఖీ చేయవచ్చు.

IC MC34063

MC34063 పిన్అవుట్ రేఖాచిత్రం క్రింది చిత్రంలో చూపబడింది. ఎడమ వైపున MC34063 యొక్క అంతర్గత సర్క్యూట్ చూపబడింది, మరియు మరొక వైపు పిన్అవుట్ రేఖాచిత్రం చూపబడింది.

MC34063 ఒక 1. 5A స్టెప్ అప్ లేదా స్టెప్ డౌన్ లేదా ఇన్వర్టింగ్ రెగ్యులేటర్, DC వోల్టేజ్ మార్పిడి ఆస్తి కారణంగా, MC34063 అనేది DC-DC కన్వర్టర్ IC.

ఈ IC దాని 8 పిన్ ప్యాకేజీలో క్రింది లక్షణాలను అందిస్తుంది-

1. ఉష్ణోగ్రత పరిహారం సూచన
2. ప్రస్తుత పరిమితి సర్క్యూట్
3. క్రియాశీల హై కరెంట్ డ్రైవర్ అవుట్పుట్ స్విచ్తో నియంత్రిత డ్యూటీ సైకిల్ ఓసిలేటర్.
4. 3.0V నుండి 40V DC వరకు అంగీకరించండి.
5. 2% టాలరెన్స్‌తో 100 KHz స్విచ్చింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ వద్ద ఆపరేట్ చేయవచ్చు.
6. చాలా తక్కువ స్టాండ్బై కరెంట్
7. సర్దుబాటు అవుట్పుట్ వోల్టేజ్

అలాగే, ఈ లక్షణాలు ఉన్నప్పటికీ, ఇది విస్తృతంగా అందుబాటులో ఉంది మరియు అటువంటి విభాగంలో లభించే ఇతర ఐసిల కంటే ఇది చాలా ఖర్చుతో కూడుకున్నది.

మునుపటి ట్యుటోరియల్‌లో, 3.7 వి లిథియం బ్యాటరీ వోల్టేజ్‌ను 5.5 వికి పెంచడానికి ఎంసి 34063 ఉపయోగించి వోల్టేజ్ స్టెప్-అప్ సర్క్యూట్‌ను రూపొందించాము, ఈ ట్యుటోరియల్‌లో మేము 12 వి నుండి 5 వి బక్ కన్వర్టర్‌ను డిజైన్ చేస్తాము.

బూస్ట్ కన్వర్టర్ కోసం భాగాల విలువలను లెక్కిస్తోంది

మేము డేటాషీట్ను తనిఖీ చేస్తే, మన అవసరానికి అనుగుణంగా కావలసిన విలువలను లెక్కించడానికి పూర్తి ఫార్ములా చార్ట్ ఉన్నట్లు మనం చూడవచ్చు. డేటాషీట్ లోపల అందుబాటులో ఉన్న ఫార్ములా షీట్ ఇక్కడ ఉంది మరియు స్టెప్ అప్ సర్క్యూట్ కూడా చూపబడుతుంది.

ఆ భాగాల విలువ లేకుండా స్కీమాటిక్ ఇక్కడ ఉంది , ఇది MC34063 తో అదనంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

మేము మా రూపకల్పనకు అవసరమైన విలువలను లెక్కిస్తాము. డేటాషీట్లో అందించిన సూత్రాల నుండి మేము లెక్కలు చేయవచ్చు లేదా ON సెమీకండక్టర్ యొక్క వెబ్‌సైట్ అందించిన ఎక్సెల్ షీట్‌ను ఉపయోగించవచ్చు.

ఎక్సెల్ షీట్ యొక్క లింక్ ఇక్కడ ఉంది.

https://www.onsemi.com/pub/Collateral/MC34063%20DWS.XLS

ఆ భాగాల విలువలను లెక్కించడానికి దశలు-

దశ 1: - మొదట, మేము డయోడ్‌ను ఎంచుకోవాలి. మేము విస్తృతంగా అందుబాటులో ఉన్న డయోడ్ 1N5819 ని ఎన్నుకుంటాము. డేటాషీట్ ప్రకారం, 1A ఫార్వర్డ్ కరెంట్ వద్ద డయోడ్ యొక్క ఫార్వర్డ్ వోల్టేజ్ 0.60 V.

దశ 2: - మేము మొదట ఇండక్టర్ మరియు స్విచ్చింగ్ కరెంట్‌ను లెక్కిస్తాము, ఎందుకంటే ఇది మరింత లెక్కించడానికి అవసరం. మా సగటు ఇండక్టర్ కరెంట్ పీక్ ఇండక్టర్ కరెంట్ అవుతుంది. కాబట్టి, మా విషయంలో ఇండక్టర్ కరెంట్:

IL (సగటు) = 1A

దశ 3: - ఇప్పుడు ఇండక్టర్ యొక్క అలల ప్రవాహానికి సమయం ఆసన్నమైంది. ఒక సాధారణ ఇండక్టర్ సగటు అవుట్పుట్ కరెంట్‌లో 20-40% ఉపయోగిస్తుంది. కాబట్టి, మేము ఇండక్టర్ అలల కరెంట్ 30% ఎంచుకుంటే, అది 1A * 30% = 0.30A అవుతుంది

దశ 4: - మారే గరిష్ట ప్రవాహం IL (సగటు) + ఇరిపుల్ / 2 = 1 +.30 / 2 = 1.15A

దశ 5: - దిగువ సూత్రాన్ని ఉపయోగించి మేము t _ON / t _OFF ను లెక్కిస్తాము

దీని కోసం, మా Vout 5V, మరియు డయోడ్ (Vf) యొక్క ఫార్వర్డ్ వోల్టేజ్ 0.60V. మా కనీస ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ విన్ (నిమి) 12 వి మరియు సంతృప్త వోల్టేజ్ 1 వి (డేటాషీట్లో 1 వి). ఇవన్నీ కలిపితే మనకు లభిస్తుంది

(5 + 0.60) / (12-1-5) = 0.93 కాబట్టి, t _ON / t _OFF = .93uS

దశ 6: - ఇప్పుడు టన్ను + టోఫ్ = 1 / ఎఫ్ సూత్రం ప్రకారం టన్ను + టోఫ్ సమయాన్ని లెక్కిస్తాము.

మేము తక్కువ స్విచ్చింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీని ఎంచుకుంటాము, 40Khz.

కాబట్టి, టన్ను + టోఫ్ = 1/40Khz = 25us

దశ 7: - ఇప్పుడు మేము టోఫ్ సమయాన్ని లెక్కిస్తాము. మేము ఇంతకుముందు టన్ + టాఫ్ మరియు టన్ / టోఫ్లను లెక్కించినట్లుగా, గణన ఇప్పుడు సులభం అవుతుంది,

దశ 8: - ఇప్పుడు తదుపరి దశ టన్ను లెక్కించడం, టన్ను = (టన్ను + టోఫ్) - టోఫ్ = 25 యూస్ - 12.95 యూఎస్ = 12.05 యూ

దశ 9: - మేము టైమింగ్ కెపాసిటర్ సిటిని ఎన్నుకోవాలి, ఇది కావలసిన ఫ్రీక్వెన్సీని ఉత్పత్తి చేయడానికి అవసరం.

Ct = 4.0 x10 ^-5 x Ton = 4.0 x 10 ^-5 x 12.05uS = 482pF

దశ 10: - ఆ విలువలను బట్టి మేము ఇండక్టర్ విలువను లెక్కిస్తాము

దశ 11: - 1A కరెంట్ కోసం, Rsc విలువ 0.3 / Ipk గా ఉంటుంది. కాబట్టి, మా అవసరానికి ఇది Rsc =.3 / 1.15 =.260 ఓంలు

దశ 12: - అవుట్పుట్ కెపాసిటర్ విలువలను లెక్కిద్దాం, మేము బూస్ట్ అవుట్పుట్ నుండి 100mV (పీక్ టు పీక్) యొక్క అలల విలువను ఎంచుకోవచ్చు.

మేము 470uF, 25V ని ఎన్నుకుంటాము. ఎక్కువ కెపాసిటర్ ఉపయోగించబడుతుంది, మరింత అలలు తగ్గుతాయి.

దశ 13: - చివరిగా మనం వోల్టేజ్ ఫీడ్‌బ్యాక్ రెసిస్టర్‌ల విలువను లెక్కించాలి. మేము R1 విలువ 2k ని ఎన్నుకుంటాము, కాబట్టి, R2 విలువ ఇలా లెక్కించబడుతుంది

Vout = 1.25 (1 + R2 / R1) 5 = 1.25 (1 + R2 / 2K) R2 = 6.2k

బక్ కన్వర్టర్ సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం

కాబట్టి అన్ని విలువలను లెక్కించిన తరువాత. ఇక్కడ నవీకరించబడిన స్కీమాటిక్ ఉంది

అవసరమైన భాగాలు

1. ఇన్పుట్ మరియు అవుట్పుట్ కోసం 2 సంఖ్య రిలేట్ కనెక్టర్
2. 2 కె రెసిస్టర్- 1 సంఖ్య
3. 6.2 కే రెసిస్టర్- 1 సంఖ్య
4. 1N5819- 1 సంఖ్య
5. 100uF, 25V మరియు 359.37uF, 25V కెపాసిటర్ (470uF, 25V ఉపయోగించబడింది, క్లోజ్ వాల్యూ ఎంచుకోబడింది) - ఒక్కొక్కటి.
6. 62.87uH ప్రేరక, 1.5A 1 సంఖ్య. (100uH 2.5A ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది మార్కెట్లో తక్షణమే అందుబాటులో ఉంది)
7. 482pF (470pF ఉపయోగించబడింది) సిరామిక్ డిస్క్ కెపాసిటర్- 1 సంఖ్య
8. 1.5A రేటింగ్‌తో 12 వి విద్యుత్ సరఫరా యూనిట్.
9. MC34063 స్విచింగ్ రెగ్యులేటర్ ఐసి
10. .26ohms రెసిస్టర్ (.3R, 2W ఉపయోగించబడింది)
11. 1 నోస్ వెరోబోర్డ్ (చుక్కల లేదా కనెక్ట్ చేయబడిన వెరో ఉపయోగించవచ్చు).
12. టంకం ఇనుము
13. టంకం ఫ్లక్స్ మరియు టంకం వైర్లు.
14. అవసరమైతే అదనపు వైర్లు.

భాగాలను అమర్చిన తరువాత, పెర్ఫ్ బోర్డులోని భాగాలను టంకము

బక్ కన్వర్టర్ సర్క్యూట్‌ను పరీక్షిస్తోంది

సర్క్యూట్‌ను పరీక్షించే ముందు DC విద్యుత్ సరఫరా నుండి కరెంట్‌ను గీయడానికి మనకు వేరియబుల్ DC లోడ్లు అవసరం. మేము సర్క్యూట్‌ను పరీక్షిస్తున్న చిన్న ఎలక్ట్రానిక్స్ ల్యాబ్‌లో, టెస్ట్ టాలరెన్స్‌లు చాలా ఎక్కువగా ఉంటాయి మరియు ఆ కారణంగా, కొన్ని కొలత ఖచ్చితత్వాలు గుర్తుకు రావు.

ఓసిల్లోస్కోప్ సరిగ్గా క్రమాంకనం చేయబడుతుంది కాని కృత్రిమ శబ్దాలు, EMI, RF కూడా పరీక్ష ఫలితాల ఖచ్చితత్వాన్ని మార్చగలవు. అలాగే, మల్టీమీటర్‌లో +/- 1% టాలరెన్స్‌లు ఉంటాయి.

ఇక్కడ మేము ఈ క్రింది విషయాలను కొలుస్తాము

1. 1000mA వరకు వివిధ లోడ్ల వద్ద అవుట్పుట్ అలలు మరియు వోల్టేజ్. అలాగే, ఈ పూర్తి లోడ్ వద్ద అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ను పరీక్షించండి.
2. సర్క్యూట్ యొక్క సామర్థ్యం.
3. సర్క్యూట్ యొక్క నిష్క్రియ ప్రస్తుత వినియోగం.
4. సర్క్యూట్ యొక్క షార్ట్ సర్క్యూట్ పరిస్థితి.
5. అలాగే, మేము అవుట్పుట్ను ఓవర్లోడ్ చేస్తే ఏమి జరుగుతుంది?

మేము సర్క్యూట్‌ను పరీక్షించినప్పుడు మా గది ఉష్ణోగ్రత 26 డిగ్రీల సెల్సియస్.

లో పైన చిత్రం, మేము DC లోడ్ చూడగలరు. ఇది నిరోధక లోడ్ మరియు మనం చూడగలిగినట్లుగా, పది సంఖ్య. సమాంతర కనెక్షన్‌లో 1 ఓం రెసిస్టర్‌లలో వాస్తవ లోడ్, ఇది MOS-FET అంతటా అనుసంధానించబడి ఉంది, మేము MOSFET గేట్‌ను నియంత్రిస్తాము మరియు రెసిస్టర్‌ల ద్వారా ప్రవాహాన్ని ప్రవహిస్తాము. ఆ రెసిస్టర్లు విద్యుత్ శక్తులను వేడిలోకి మారుస్తాయి. ఫలితం 5% సహనం కలిగి ఉంటుంది. అలాగే, ఈ లోడ్ ఫలితాలలో లోడ్ యొక్క పవర్ డ్రా కూడా ఉంటుంది, కాబట్టి దానిపై ఎటువంటి లోడ్ కనెక్ట్ చేయబడనప్పుడు మరియు బాహ్య విద్యుత్ సరఫరాను ఉపయోగించి శక్తితో ఉన్నప్పుడు, ఇది డిఫాల్ట్ 70mA లోడ్ కరెంట్‌ను చూపుతుంది. మా విషయంలో, మేము బాహ్య బెంచ్ విద్యుత్ సరఫరా నుండి లోడ్ను శక్తివంతం చేస్తాము మరియు సర్క్యూట్ను పరీక్షిస్తాము. తుది అవుట్పుట్ ఉంటుంది (ఫలితం - 70 ఎంఏ).

క్రింద మా పరీక్ష సెటప్ ఉంది; మేము సర్క్యూట్లో లోడ్ను కనెక్ట్ చేసాము, మేము బక్ రెగ్యులేటర్ అంతటా అవుట్పుట్ కరెంట్ను మరియు దాని అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ను కొలుస్తాము. బక్ కన్వర్టర్‌లో ఓసిల్లోస్కోప్ కూడా అనుసంధానించబడి ఉంది, కాబట్టి మనం అవుట్పుట్ వోల్టేజ్‌ను కూడా తనిఖీ చేయవచ్చు. మేము అందిస్తున్నాయి 12V మా బెంచ్ విద్యుత్ సరఫరా యూనిట్ నుండి ఇన్పుట్.

మేము గీస్తున్నాము. అవుట్పుట్ నుండి ప్రస్తుత 88A లేదా 952mA-70mA = 882mA. అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ 5.15 వి.

ఈ సమయంలో, మేము ఒస్సిల్లోస్కోప్‌లో శిఖరానికి శిఖరానికి శిఖరాన్ని తనిఖీ చేస్తే. మేము అవుట్పుట్ వేవ్ చూడవచ్చు, అలలు 60mV (pk-pk). ఇది 12V నుండి 5V స్విచ్చింగ్ బక్ కన్వర్టర్‌కు మంచిది.

ఉత్పత్తి తరంగ ఈ కనిపిస్తోంది:

అవుట్పుట్ తరంగ రూపపు కాలపరిమితి ఇక్కడ ఉంది. ఇది డివిజన్‌కు 500 ఎంవి మరియు 500 యూఎస్ టైమ్ ఫ్రేమ్.

వివరణాత్మక పరీక్ష నివేదిక ఇక్కడ ఉంది

సమయం (సెకన్లు)	లోడ్ (mA)	వోల్టేజ్ (వి)	అలల (pp) (mV)
180	0	5.17	60
180	200	5.16	60
180	400	5.16	60
180	600	5.16	80
180	800	5.15	80
180	982	5.13	80
180	1200	4.33	120

మేము లోడ్‌ను మార్చాము మరియు ఫలితాలు స్థిరంగా ఉన్నాయా లేదా అని తనిఖీ చేయడానికి ప్రతి దశలో సుమారు 3 నిమిషాలు వేచి ఉన్నాము. 982 ఎంఏ లోడ్ తరువాత వోల్టేజ్ గణనీయంగా పడిపోయింది. ఇతర సందర్భాల్లో, 0 లోడ్ల నుండి 940 mA వరకు, అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ పడిపోయింది సుమారు.02V, ఇది పూర్తి లోడ్ వద్ద చాలా మంచి స్థిరత్వం. అలాగే, ఆ 982 ఎంఏ లోడ్ తరువాత, అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ గణనీయంగా పడిపోతుంది. మేము.3R రెసిస్టర్‌ను ఉపయోగించాము.26R అవసరం, దాని కారణంగా, మేము 982mA లోడ్ కరెంట్‌ను గీయవచ్చు. MC34063 విద్యుత్ సరఫరా పూర్తి 1A లోడ్ వద్ద సరైన స్థిరత్వం అందించడానికి.26R బదులుగా.3R ఉపయోగిస్తారు వంటి కుదరదు. కానీ 982 ఎంఏ 1 ఎ అవుట్‌పుట్‌కు చాలా దగ్గరగా ఉంటుంది. అలాగే, మేము స్థానిక మార్కెట్లో సాధారణంగా లభించే 5% టాలరెన్స్‌లతో రెసిస్టర్‌లను ఉపయోగించాము.

మేము 12V స్థిర ఇన్పుట్ వద్ద మరియు లోడ్ను మార్చడం ద్వారా సామర్థ్యాన్ని లెక్కించాము. ఇక్కడ ఫలితం ఉంది

ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ (V)	ఇన్‌పుట్ కరెంట్ (ఎ)	ఇన్పుట్ పవర్ (W)	అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ (వి)	అవుట్పుట్ కరెంట్ (ఎ)	అవుట్పుట్ పవర్ (W)	సమర్థత (ఎన్)
12.04	0.12	1.4448	5.17	0.2	1.034	71.56699889
12.04	0.23	2.7692	5.16	0.4	2.064	74.53416149
12.04	0.34	4.0936	5.16	0.6	3.096	75.6302521
12.04	0.45	5.418	5.16	0.8	4.128	76.19047619
12.04	0.53	6.3812	5.15	0.98	5.047	79.09170689

మనం చూడగలిగినట్లుగా సగటు సామర్థ్యం 75%, ఇది ఈ దశలో మంచి ఉత్పత్తి.

లోడ్ 0 అయినప్పుడు సర్క్యూట్ యొక్క నిష్క్రియ ప్రస్తుత వినియోగం 3.52mA గా నమోదు చేయబడుతుంది .

అలాగే, మేము షార్ట్-సర్క్యూట్ కోసం తనిఖీ చేసాము మరియు షార్ట్ సర్క్యూట్లో సాధారణమైనదాన్ని గమనించాము.

గరిష్ట అవుట్పుట్ కరెంట్ థ్రెషోల్డ్ తరువాత అవుట్పుట్ వోల్టేజీలు గణనీయంగా తగ్గుతాయి మరియు కొంత సమయం తరువాత, ఇది సున్నాకి దగ్గరగా ఉంటుంది.

ఈ సర్క్యూట్లో మెరుగుదలలు చేయవచ్చు; అవుట్పుట్ అలలని తగ్గించడానికి మేము తక్కువ ESR అధిక విలువ కెపాసిటర్‌ను ఉపయోగించవచ్చు. అలాగే, సరైన పిసిబి డిజైనింగ్ అవసరం.