MC34063 DC/DC轉(zhuǎn)換控制電路測試方法概述

1 引言

目前，DC/DC轉(zhuǎn)換器廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。其中，MC34063電路本身包含了DC/DC變換器所需要的主要功能，是一種雙極型線性集成單片控制電路，由于價(jià)格便宜，開關(guān)峰值電流達(dá)1.5 A,電路簡單且效率滿足一般要求，所以廣泛用于以微處理器(MPU)或單片機(jī)(MCU)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)里。本文就以MC34063電路為例，探討一下DC/DC轉(zhuǎn)換電路的測試方法。

2 MC34063電路簡介

MC34063電路由具有溫度自動(dòng)補(bǔ)償功能的基準(zhǔn)電壓發(fā)生器、比較器、占空比可控的振蕩器，R-S觸發(fā)器和大電流輸出開關(guān)電路等組成。該器件可用于升壓變換器、降壓變換器、反向器的控制核心，由它構(gòu)成的DC/DC變換器使用簡單可靠，僅用少量的外部元器件。

主要特性：輸入電壓范圍為2.5~40 V,輸出電壓可調(diào)范圍為1.25~40 V,輸出電流可達(dá)1.5 A,工作頻率最高可達(dá)180 kHz,低靜態(tài)電流，短路電流限制，可實(shí)現(xiàn)升壓或降壓電源變換器。

基本結(jié)構(gòu)及引腳功能如圖1:Pin1:開關(guān)管T1集電極引出端;Pin2:開關(guān)管T1發(fā)射極引出端;Pin3:定時(shí)電容CT接線端，調(diào)節(jié)CT可使工作頻率在100~100 kHz范圍內(nèi)變化;Pin4:電源地;Pin5:

電壓比較器反相輸入端，同時(shí)也是輸出電壓取樣端， 使用時(shí)應(yīng)外接兩個(gè)精度不低于1%的精密電阻;Pin6:電源端; Pin7:負(fù)載峰值電流(Ipk)取樣端;6、7腳之間電壓超過300 mV時(shí)，芯片將啟動(dòng)內(nèi)部過流保護(hù)功能;Pin8:驅(qū)動(dòng)管T2集電極引出端。

工作原理：振蕩器通過恒流源對外接在CT管腳(3腳)上的定時(shí)電容不斷地充電和放電，以產(chǎn)生振蕩波形。充電和放電電流都是恒定的，所以振蕩頻率僅取決于外接定時(shí)電容的容量。與門的C輸入端在振蕩器對外充電時(shí)為高電平;D輸入端在比較器的輸入電平低于閾值電平時(shí)為高電平。當(dāng)C和D輸入端都變成高電平時(shí)，觸發(fā)器被置為高電平，輸出開關(guān)管導(dǎo)通。反之，當(dāng)振蕩器在放電期間，C輸入端為低電平，觸發(fā)器被復(fù)位，使得輸出開關(guān)管處于關(guān)閉狀態(tài)。電流限制檢測端Pin7通過檢測連接在VCC和Pin7之間電阻上的壓降來完成功能。當(dāng)檢測到電阻上的電壓降接近超過300 mV時(shí)，電流限制電路開始工作。這時(shí)通過CT管腳(Pin3)對定時(shí)電容進(jìn)行快速充電，以減少充電時(shí)間和輸出開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間，結(jié)果是使得輸出開關(guān)管的關(guān)閉時(shí)間延長。

3 MC34063電路電參數(shù)測試說明

對該電路的測試包含有振蕩器部分、輸出開關(guān)部分、比較器部分和器件總體，以及升壓等應(yīng)用部分進(jìn)行測試。下面就各部分主要參數(shù)的測試方法做說明。

3.1 振蕩器部分

對振蕩器部分參數(shù)的測試包括振蕩器頻率(fosc)、 充電電流(Ichg)、放電電流(Idischg)、放電充電電流比(Idischg/Ichg)、電流限制檢測電壓(Vipk);按測試條件施加電壓，輸入定時(shí)電容會(huì)產(chǎn)生如圖2的充放電三角波形，據(jù)此波形可知振蕩器頻率，根據(jù)公式I=C×ΔV/Δt,可計(jì)算出其充放電電流，置VCC=Vpin7=5 V,由圖2可知，定時(shí)電容充電過程明顯大于放電過程，往下微調(diào)VPin7電壓，直到電流限制電路開始工作，這時(shí)通過CT管腳(Pin3)對定時(shí)電容進(jìn)行快速充電，以減少充電時(shí)間和輸出開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間，結(jié)果使得放電時(shí)間和輸出開關(guān)管的關(guān)閉時(shí)間延長，當(dāng)充電時(shí)間和放電時(shí)間相等時(shí)，VCC和Vpin7的壓差即為電流限制檢測電壓Vipk.

生如圖2的充放電三角波形，據(jù)此波形可知振蕩器頻率，根據(jù)公式I=C×ΔV/Δt,可計(jì)算出其充放電電流，置VCC=Vpin7=5 V,由圖2可知，定時(shí)電容充電過程明顯大于放電過程，往下微調(diào)VPin7電壓，直到電流限制電路開始工作，這時(shí)通過CT管腳(Pin3)對定時(shí)電容進(jìn)行快速充電，以減少充電時(shí)間和輸出開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間，結(jié)果使得放電時(shí)間和輸出開關(guān)管的關(guān)閉時(shí)間延長，當(dāng)充電時(shí)間和放電時(shí)間相等時(shí)，VCC和Vpin7的壓差即為電流限制檢測電壓Vipk.

3.2 輸出開關(guān)部分

為了滿足開關(guān)峰值電流1.5 A的要求，通常采用達(dá)林頓接法。由Pin5到T1管的CE兩極輸出，涉及振蕩器、與門、R-S觸發(fā)器，如果要T1管處于導(dǎo)通狀態(tài)，振蕩器輸出信號就必須保持在邏輯1的狀態(tài)，圖3為達(dá)林頓兩種接法的典型值。

3.3 比較器部分

當(dāng)Pin5輸入電壓低于內(nèi)部Vref時(shí)，Pin2會(huì)輸出24~42 kHz的方波，VOL=0 V,VOH為VCC/2; Pin5輸入電壓高于內(nèi)部Vref時(shí)，Pin2輸出為0 V.由此得出Vref值即為Vth.本測試連同振蕩器充放電頻率一同檢測完畢。Vth電參數(shù)表制定規(guī)格為1.21~1.29 V(工作溫度為 0~70 ℃)，量產(chǎn)測試通常為常溫，考慮到測試中的誤差，可以將其規(guī)格定為1.225~1.275 V.

4 用MC34063搭建升壓電路的測試研究

DC/DC轉(zhuǎn)換器為轉(zhuǎn)變輸入電壓后有效輸出固定電壓的電壓轉(zhuǎn)換器。其通常分為三類：升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器、降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器以及反向型DC/DC轉(zhuǎn)換器。下面就以MC34063構(gòu)成的升壓電路的測試方法進(jìn)行介紹。