9zip.ru 
Радиотехника, электроника и схемы своими руками Понижающий преобразователь на MC34063 для мобильного телефона
Подзаряжать аккумулятор мобильного телефона приходится в среднем один раз в неделю. Если Вы читаете наши обзоры мобильных телефонов, то, возможно, уже выбрали для себя экономичную модель, которая держит заряд по нескольку недель.
Со временем свойства аккумулятора мобильного телефона ухудшаются, и заряжать его приходится всё чаще. Особенно это ощущается на старых телефонах, которые жалко выбросить, но покупать новый аккумулятор нецелесообразно. Кроме того, у старых телефонов часто выходит из строя контроллер заряда и заряжать их приходится только при помощи лягушки.
Одно из решений для подобных телефонов – питание от ёмкого свинцового гелевого аккумулятора (например, восстановленного от UPS). Разумеется, телефон с таким аккумулятором уже не является мобильным. Он может лежать на полочке и использоваться по мере надобности.
Задача преобразователя – понизить напряжение аккумулятора (11-12 вольт) до напряжения, необходимого для питания телефона – 3.6 вольт. Преобразователь должен обладать высоким КПД, чтобы эффективно использовать энергию, запасённую в аккумуляторе. Линейные стабилизаторы здесь нежелательны по той причине, что часть энергии переводят в тепло.
Вашему вниманию предлагается импульсный преобразователь, который имеет миниатюрные размеры (плата – 3×3 см, а при использовании smd-компонентов – ещё меньше) и не нагреватся совсем.
В преобразователе используется известная микросхема MC34063. Параметры стабилизатора можно легко рассчитать на требуемые значения выходного напряжения и тока. Поэтому на основе этого преобразователя легко построить, например, автомобильную зарядку для телефона или КПК.
Схема стабилизатора – стандартная step-down (понижающая) из даташита на MC34063:
Для удобства приводим онлайн-калькулятор параметров для данной схемы. Задав нужные значения напряжений и тока, Вы легко посчитаете номиналы деталей.
| Онлайн-калькулятор MC34063 | |
| Входное напряжение | В | |
| Выходное напряжение | В | |
| Макс. ток нагрузки | мА | |
| Напряжение пульсаций | мВ | |
| Частота преобразования | кГц | |
| Для ввода десятичных значений используйте точку вместо запятой, например: 3.6 | ||
Обратите внимание, что чем больше частота преобразования, тем меньшие значения индуктивности дросселя и ёмкости конденсатора потребуются. Параметр IL – значение тока, на который должен быть рассчитан дроссель, а L – минимальное значение его индуктивности (т.е меньше нельзя, можно больше).
Печатная плата может быть, например, такой, как на рисунке. В ней возможна как установка рассчитанных резисторов для получения конкретного напряжения, так и установка подстроечного резистора для регулировки. Конденсатор на входе преобразователя – в SMD исполнении, устанавливается со стороны печатных дорожек. Конденсатор на выходе может быть как SMD, так и в выводном исполнении. Необходимо, чтобы он был Low ESR, т.к. частота преобразователя высокая. 
Обратите внимание, что у электролитических конденсаторов в SMD исполнении полоса на корпусе означает плюсовой вывод, а не минусовой.
Собранный преобразователь подключается выходом непосредственно к клеммам аккумулятора мобильного телефона, а входом – к гелевому аккумулятору. Зарядки такого аккумулятора хватит на длительный срок работы телефона.
Данную схему также можно использовать и для иных целей, например, для питания светодиодов и т.п.
MC34063 datasheet по-русски.
Рынок электроники сегодня предоставляет много вариантов микросхем для стабилизации и преобразования напряжения. Я остановлюсь на самом пожалуй распространенном контроллере серии 34063. Эта микросхема хороша тем что она доступна, на её базе легко изучить устройство и работу шим контроллеров. Сама микросхема копеечная так что если в ходе работы вы спалите пару штук, то будет не жалко. Для MC34063 есть в сети много удобных калькуляторов где легко рассчитать нужные параметры вашего устройства.
У MC34063 масса аналогов, и даже есть отечественный – КР1156ЕУ5.
Диапазон рабочих напряжений MC34063 от 3 до 40 вольт.
Коммутируемый ток ключа MC34063 до 1.5 А.
Данный контроллер почти так же популярен как таймер 555 серии.
Собирая данное устройство вы получите массу опыта в налаживании подобных устройств и в дальнейшем перейдёте к более сложным схемам.
Для запуска контроллера в работу потребуется сама микросхема MC34063, индуктивность, диод, пару конденсаторов на 100 – 500 мкф, и 3 – 4 резистора.
Теперь о том как это всё работает:
Смотрим на 1 схему step-down, это работает почти как обычный шим стабилизатор.
Данное включение MC34063 реализует только понижение входного напряжения !
При уравнивании или снижении входного напряжения ниже заданного выходного, ключевой транзистор открывается и мы имеем прямой переток напряжения через ключ и индуктивность к выходу устройства.
Индуктивность и емкость в выходной цепи образуют фильтр.
При открытии ключа дроссель набирает энергию. При закрытии ключа микросхемы, обратная ЭДС дросселя фильтра разряжается через диод и конденсатор Co. Данный цикл постоянно повторяется с заданной частотой. Такая схема хорошо подходит для того что бы снизить напряжение например с 12- 9 вольт на 5 или 3.3 вольта. Есть вариант поставить для этих целей обычный стабилизатор типа 7805. Но это не очень практично.
Допустим вы снижайте напряжение батареи крона через линейный стабилизатор до 5 вольт, тут вы теряйте на нагреве стабилизатора почти 50% энергии, а если вам нужно 3.3 вольта то на нагрев уйдёт уже 70%, это уже не лезет ни в какие ворота .
А если то же самое проделать с шим контроллером то потери упадут до 13%,
плюс радиатор вам не понадобится. КПД данного вида преобразователя 87%.
В реалии при замере у меня MC34063 в работе кушает 2-3 мА. По паспорту 4 мА, что возможно так же зависит от производителя микросхемы.
Едем дальше. Стабилизирует схема выходное напряжение, с помощью делителя на двух резисторах R1;R2 подключенных к 5 выводу микросхемы. Как только напряжение на 5 выводе превысит 1.25 вольта, компаратор переключит тригер и ключ микросхемы закроется. Так ограничивается рост напряжения на выходе устройства.
Меняя номиналы этих резисторов можно задавать напряжение выхода.
На практике часто ставится переменный резистор, средняя точка которого идёт к 5 выводу MC34063, а крайние выводы подключаются один к земле другой к выходному напряжению.
Резистор Rsc между 7 и 6 выводами задаёт максимальный ток ключа микросхемы. Защита срабатывает когда между выводами 7 и 6 напряжение подымается более 0.3 вольта.
На 3 выводе MC34063 стоит конденсатор задающий частоту внутреннего генератора.
Максимальная частота по паспорту 100 кГц. Чем меньше индуктивность тем больше нужно частоту и наоборот.
Теперь рассмотрим схему 2 включения MC34063, Step-Up.По нашему, это преобразователь на обратной ЭДС .
Данный драйвер светодиода на mc34063 предназначен для подключения от трех до девяти сверх ярких светодиодов. Схема собрана на основе DC — DC микросхемы преобразователя MC34063. Ток, протекающий через светодиоды можно установить в пределах 100…750 мА.
Нужно иметь в виду, что напряжение питания светодиодного фонаря не должно превышать напряжение питания используемых светодиодов. Обычно для этого используют специальный драйвер для светодиодов. Для достижения высокого КПД и уменьшения рассеиваемой мощности, в схеме фонаря применен силовой ключ — n-канальный MOSFET транзистор, имеющий низкое сопротивление в открытом режиме.
Описание работы преобразователя для питания светодиодов
Чтобы обеспечить правильную форму сигнала для управления силовым транзистором, в схему включены элементы его управления: транзистор VT1, сопротивление R1 и диод VD1.
В момент возникновения управляющего сигнала VT1 закрыт, а через диод VD1 происходит заряд затвора MOSFET транзистора. По завершению импульса, через открытый транзистор VT1 происходит разряд затвора VT2. Такой режим работы обеспечивает мгновенное открытие и закрытие VT2, и тем самым минимизируется выделение тепла на нем, способствуя повышению КПД преобразователя.
Необходимый ток, протекающий через светодиоды, можно получить путем подбора сопротивления резистора R2.
Формула расчета: R2 = 1,25В / I , где
- 1,25В – падение напряжения на резисторе
- I – необходимый ток
- R2 – сопротивление в Ом
Если необходимо не просто запитать светодиод, но и регулировать яркость его свечения, то это можно сделать используя регулируемый стабилизатор напряжения LM2941. В статье диммер для светодиодной лампы подробно все описано.
Детали преобразователя светодиодного фонаря
Транзисторы VT1 — BC858, КТ361; VT2 — FQB60N03L, IPP10N03L, IPB10N03L. Индуктивность L1 на 20мкГн и ток 1…2А. Напряжение питания (min и max) выбрано в соответствии с параметрами VT2.Диод VD1 шотки 1N5819 или любой другой. Диод VD2 — S10S40C. DD11 — MC34063, AP34063, KS34063 и др. Если в схеме будут использованы диоды бывшие в употреблении, то необходимо эти диоды проверить мультиметром.