如何使用KA34063構(gòu)建一個(gè)5V/2A降壓轉(zhuǎn)換器電路

假設(shè)我們身處一個(gè)沒有電的地區(qū)。使用這個(gè)使用 KA34063 的 5V 2A 降壓轉(zhuǎn)換器電路，我們可以用 10W太陽能電池為手機(jī)充電，該電池可以提供大約 0.5A 的電流和 17V 至 21V 的電壓。

它可以提供 5V 的電壓和 0.6A 至 1.8A 的電流，僅使用我們擁有的太陽能電池為我們的手機(jī)充電。

下面的框圖將幫助您更輕松地可視化操作順序。

降壓轉(zhuǎn)換器可以轉(zhuǎn)換幾乎相同的功率。在實(shí)踐中，它的輸出可能會(huì)降低到
9W，這導(dǎo)致我們不得不等待更長的時(shí)間才能為電池充電。但是，這種損失率是可以接受的，因?yàn)樗浅５汀?/p>

簡單的MC34063降壓轉(zhuǎn)換器電路

我們使用MC34063作為這些電路的主要元件。它不是最好的SMPS（開關(guān)模式電源）IC。但它被廣泛使用，足以在市場上輕松找到。它們現(xiàn)在非常便宜，并開始進(jìn)入業(yè)余愛好世界。我們經(jīng)常在汽車中使用的 12V 至 5V轉(zhuǎn)換器電路中看到MC34063或KA34063。在低于 1A 的電流下，無需外部驅(qū)動(dòng)器，并且電路的構(gòu)建非常簡單。

34063 可用于降壓或升壓轉(zhuǎn)換器、反相電路等。因此，它是替代LM317的良好IC。在創(chuàng)建各種開關(guān)模式電源時(shí)，您應(yīng)該儲(chǔ)備它;它會(huì)變得有用。

它既有形狀又易于使用，就像一個(gè) 555 定時(shí)器芯片。在這里，我們將研究一個(gè)簡單的 500mA 降壓轉(zhuǎn)換器，如您所見，所需的組件很少。

我們將首先簡要地學(xué)習(xí)它，足以讓我們使用它。將來，我和女兒會(huì)更深入地了解它，我們會(huì)告訴你更多關(guān)于那次經(jīng)歷的信息。

如果你是初學(xué)者，你應(yīng)該先學(xué)習(xí)一個(gè)基本的降壓轉(zhuǎn)換器的工作原理。但簡單地說，它由 Ci、Co、L1、D1 和 34063 內(nèi)部的開關(guān)系統(tǒng)組成。

內(nèi)部KA34063

其開關(guān)系統(tǒng)由幾個(gè)部分組成。

Q1 和 Q2 是晶體管，作為開關(guān)在高頻下運(yùn)行，通過振蕩器 （OSC） 產(chǎn)生的 RS 觸發(fā)器控制。

OSC 的頻率由引腳 3 處的 CT 確定。在數(shù)據(jù)表中，建議CT為470pF，而引腳3在空載時(shí)測量的頻率約為30kHz。

輸出電壓由 R1 和 R2 確定，其值可通過以下公式計(jì)算：

Vout = 1.25 V x {1 + R2/R1}。

它使用與LM317相同的公式，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)也具有1.25V基準(zhǔn)電壓和比較器。在框圖中，比較器的輸出連接到AND門的輸入。

RSC是一個(gè)最大限流電阻器，通過限制最大電流，我們可以保證電路的安全性，提高振蕩的效率。RSC 位于引腳 6 （Vin） 和引腳 7之間，以限制電感器的最大電流。在這種情況下，RSC 為 0.3 歐姆，因?yàn)樗鼘⑼ㄟ^公式 0.3V/0.3 = 1A 將電流限制在1A。但在正常工作效率下，它只能為大約 0.5 A 的電流供電。

使用 PNP 晶體管增加MC34063電流

通過添加晶體管，我們可以將電流放大得更高。根據(jù)其數(shù)據(jù)表，我們可以同時(shí)使用 NPN 和 PNP 晶體管，但我們應(yīng)該改用 PNP
晶體管，因?yàn)樗哂懈叩男省?/p>

我們還增加了 R1 和 R2，以幫助優(yōu)化偏置電流。至于晶體管，我們之所以選擇 TIP42，是因?yàn)槠鋽?shù)據(jù)表顯示它可以驅(qū)動(dòng)高達(dá) 6A 的電流。

通過我們的實(shí)驗(yàn)，我們可以推斷我們可以將電流增加到大約 2A，R1 和 R2 的值分別為 330Ω 和 150Ω。

使用 34063 的 5V 2A 降壓轉(zhuǎn)換器電路

最后，讓我們看一下下面的完整電路。

采用 KA34063 ant TIP42 的 5V 2A 降壓轉(zhuǎn)換器電路

其中有如下其他詳細(xì)信息：

L1（電感器）：我們使用的尺寸為220uH，可以承受3A的電流。您不應(yīng)使用低于此值的任何產(chǎn)品，因?yàn)樗鼤?huì)導(dǎo)致電流降低。

C3 （CO輸出電容）：在16V時(shí)使用1，000μF，將輸出紋波電壓降低到約30mV或更低。請(qǐng)勿使用容量低于此容量的負(fù)載，因?yàn)樗鼤?huì)降低輸出電壓tage
使用大電流負(fù)載時(shí)。

C1 （Ci輸入電容）：我們?cè)?5V時(shí)使用220μF;它提高了電路的效率。當(dāng)輸入電壓快速波動(dòng)時(shí)。它應(yīng)該保持直流工作電壓 （WVDC） 至少
35V，因?yàn)槲覀兪褂玫妮斎腚妷鹤畲鬄?30V。

C2 （Ct）：我們使用原始值 470pF。

第1天：我們使用 1N5822 是因?yàn)樗梢猿惺?3A 的大電流，足以滿足我們?cè)谶@里使用的 2A。

RSC（最大限流電阻）

當(dāng)我們將最大電流設(shè)置為 2A
時(shí)。RSC的電阻計(jì)算為0.15Ω。但是我們目前沒有該值的電阻器。因此，我們將六個(gè)1Ω電阻并聯(lián)，直到獲得0.17Ω的總電阻。

當(dāng)重新檢查我們的工作時(shí)，它顯示在我們當(dāng)前的設(shè)置下，最大電流為 1.76A;根據(jù)這個(gè)公式，0.3V/0.17Ω=1.76A。這足以為電池充電。

在電路中，RSC為R3至R8。

設(shè)置輸出電壓

我們希望輸出電壓正好為5V。根據(jù)制造商給出的公式，Vout = 1.25 V x {1 +
R2/R1}。但這只會(huì)導(dǎo)致恒定的輸出，因此如果我們希望它是可調(diào)的，我們只需要以串聯(lián)電位器的形式添加變量，如下圖所示。

允許將 Vout 調(diào)整到 2.1V 至 6.9V 范圍內(nèi)的任何電壓。

因此，現(xiàn)在該電路可以是任何東西，從3V降壓轉(zhuǎn)換器電路到使用MC34063的6V降壓轉(zhuǎn)換器電路，甚至是4.5V
2A開關(guān)穩(wěn)壓器電路，只需調(diào)整VR1即可。

構(gòu)建 5V 2A 降壓轉(zhuǎn)換器電路

這個(gè)電路只有幾個(gè)組件，而且都很容易找到。

組件列表

電阻;0.25W 或 0.5W，5% 容差

R1：330Ω

R2：150Ω

R3 至 R8：1Ω（8 個(gè)）

R9：10K

R10：2.2K

R11：1 千米賽

VR1：100K 微調(diào)電位器

電容器：

C1：220μF 50V，電解

C3：1，000μF 16V，電解

C2：470pF 50V。陶瓷

半導(dǎo)體及其他：

IC1：KA34063或等效器件，升壓/降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器/開關(guān)穩(wěn)壓器

Q1：TIP42 或等效產(chǎn)品，100V 6A 晶體管

D1：1N5822，40V 3A，肖特基勢壘二極管

ZD1：5.1V 500mA或1W，齊納二極管

LED1：3mm 紅色 LED

L1：220μH 電感線圈，電流為 3A

5x7cm穿孔PCB

現(xiàn)在，我們將每個(gè)組件組裝到穿孔 PCB 中，并將它們連接在一起，布局如下所示。

元件布局 5V 2A 轉(zhuǎn)換器電路 KA34063

底部接線布局

測試電路

我們將使用提供 21V 0.5A 的直流電源而不是預(yù)期的太陽能電池板來測試電路，因?yàn)樗菀卓刂坪捅O(jiān)控。

然后我們使用 470 歐姆 2W 電阻器作為負(fù)載，設(shè)置如下所示。

測試 1A 負(fù)載

輸出電壓保持在5.04V左右，而輸入電壓為21V 0.38A。

請(qǐng)注意，當(dāng)我們測量引腳 8 和引腳 1 之間的頻率時(shí)，我們看到它幾乎是方波形式，頻率約為
30kHz。但是，當(dāng)負(fù)載尺寸增加時(shí)，頻率將上升到150kHz。

現(xiàn)在我們嘗試將負(fù)載更改為需要 1.8A 電流的負(fù)載。如下圖所示，輸出電壓降至5.00V，輸入電流增加至0.59A。

測試 2A 負(fù)載

我們可以在比較表中總結(jié)這兩種運(yùn)行。

從理論上講，它應(yīng)該具有更高的效率，約為 90% 甚至更高。但這可能會(huì)受到電感器、MOSFET等元件的影響。

結(jié)論

我們對(duì)這個(gè)電路進(jìn)行了多次測試，效果很好。輸出電壓恒定在5V，最大電流約為2A。但是，在大約 20V 的電壓下，輸入電流必須大于 0.6A。

如果我們的太陽能電池板接收到大約 3 到 4 小時(shí)的陽光，它可以為我們的手機(jī)充滿電。

將來，我們可能會(huì)再次使用這款 34063 降壓轉(zhuǎn)換器。但特別是對(duì)于像水泵這樣的較大負(fù)載，它需要 12V 40W，而我們的太陽能電池可以提供最大 21V
40W。不應(yīng)該直接連接，因?yàn)殡妷禾摺?/p>