以MC34063为例概述DC/DC转换控制电路测试方法
摘 要:目前,DC/DC转换器广泛应用于远程及数据通信?计算机?办公自动化设备?工业仪器仪表?军事?航天等领域,涉及到国民经济的各行各业?文章以其中有一定代表性的MC34063电路为例,扼要介绍其电特性和用其构成的升压电路的测试方法,并解析其测试原理和升压电路设计中的注意事项,对DC/DC转换器的分析测试和量产测试提供一些借鉴?
1 引言
目前,DC/DC转换器广泛应用于各行各业?其中,MC34063电路本身包含了DC/DC变换器所需要的主要功能,是一种双极型线性集成单片控制电路,由于价格便宜,开关峰值电流达1.5 A,电路简单且效率满足一般要求,所以广泛用于以微处理器(MPU)或单片机(MCU)为基础的系统里?本文就以MC34063电路为例,探讨一下DC/DC转换电路的测试方法?
2 MC34063电路简介
MC34063电路由具有温度自动补偿功能的基准电压发生器?比较器?占空比可控的振荡器,R-S触发器和大电流输出开关电路等组成?该器件可用于升压变换器?降压变换器?反向器的控制核心,由它构成的DC/DC变换器使用简单可靠,仅用少量的外部元器件?
主要特性:输入电压范围为2.5~40 V,输出电压可调范围为1.25~40 V,输出电流可达1.5 A,工作频率最高可达180 kHz,低静态电流,短路电流限制,可实现升压或降压电源变换器?
基本结构及引脚功能如图1:Pin1:开关管T1集电极引出端;Pin2:开关管T1发射极引出端;Pin3:定时电容CT接线端,调节CT可使工作频率在100~100 kHz范围内变化;Pin4:电源地;Pin5:
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;Pin6:电源端; Pin7:负载峰值电流(Ipk)取样端;6?7脚之间电压超过300 mV时,芯片将启动内部过流保护功能;Pin8:驱动管T2集电极引出端?
工作原理:振荡器通过恒流源对外接在CT管脚(3脚)上的定时电容不断地充电和放电,以产生振荡波形?充电和放电电流都是恒定的,所以振荡频率仅取决于外接定时电容的容量?与门的C输入端在振荡器对外充电时为高电平;D输入端在比较器的输入电平低于阈值电平时为高电平?当C和D输入端都变成高电平时,触发器被置为高电平,输出开关管导通?反之,当振荡器在放电期间,C输入端为低电平,触发器被复位,使得输出开关管处于关闭状态?电流限制检测端Pin7通过检测连接在VCC和Pin7之间电阻上的压降来完成功能?当检测到电阻上的电压降接近超过300 mV时,电流限制电路开始工作?这时通过CT管脚(Pin3)对定时电容进行快速充电,以减少充电时间和输出开关管的导通时间,结果是使得输出开关管的关闭时间延长?
3 MC34063电路电参数测试说明
对该电路的测试包含有振荡器部分?输出开关部分?比较器部分和器件总体,以及升压等应用部分进行测试?下面就各部分主要参数的测试方法做说明?
3.1 振荡器部分
对振荡器部分参数的测试包括振荡器频率(fosc)? 充电电流(Ichg)?放电电流(Idischg)?放电充电电流比(Idischg/Ichg)?电流限制检测电压(Vipk);按测试条件施加电压,输入定时电容会产生如图2的充放电三角波形,据此波形可知振荡器频率,根据公式I=C×ΔV/Δt,可计算出其充放电电流,置VCC=Vpin7=5 V,由图2可知,定时电容充电过程明显大于放电过程,往下微调VPin7电压,直到电流限制电路开始工作,这时通过CT管脚(Pin3)对定时电容进行快速充电,以减少充电时间和输出开关管的导通时间,结果使得放电时间和输出开关管的关闭时间延长,当充电时间和放电时间相等时,VCC和Vpin7的压差即为电流限制检测电压Vipk?
生如图2的充放电三角波形,据此波形可知振荡器频率,根据公式I=C×ΔV/Δt,可计算出其充放电电流,置VCC=Vpin7=5 V,由图2可知,定时电容充电过程明显大于放电过程,往下微调VPin7电压,直到电流限制电路开始工作,这时通过CT管脚(Pin3)对定时电容进行快速充电,以减少充电时间和输出开关管的导通时间,结果使得放电时间和输出开关管的关闭时间延长,当充电时间和放电时间相等时,VCC和Vpin7的压差即为电流限制检测电压Vipk?
3.2 输出开关部分
为了满足开关峰值电流1.5 A的要求,通常采用达林顿接法?由Pin5到T1管的CE两极输出,涉及振荡器?与门?R-S触发器,如果要T1管处于导通状态,振荡器输出信号就必须保持在逻辑1的状态,图3为达林顿两种接法的典型值?
3.3 比较器部分
当Pin5输入电压低于内部Vref时,Pin2会输出24~42 kHz的方波,VOL=0 V,VOH为VCC/2; Pin5输入电压高于内部V
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