MC34165P チップ上のスイッチング電圧レギュレータ。スキーム、説明

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MC34165P チップ上のスイッチング電圧スタビライザ。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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入力 DC 電圧と出力 DC 電圧の間に大きな差がある場合は、スイッチング電圧安定化装置を使用することをお勧めします。この場合、線形安定化装置と比較して効率が高くなります。これらの目的に特殊なマイクロ回路を使用することにより、パルススタビライザーの開発、組み立て、調整を大幅に簡素化できます。読者の注意を引くために提供された Motorola マイクロ回路のスタビライザーは、最大 1,2 A の負荷電流で 15 ～ 1 V の範囲で調整可能な出力電圧を提供します。

比較的高電圧の DC または AC 電圧源 (古いプリンタ、スキャナ、卓上計算機からの電源など) がある場合は、MC34165P 集積回路上にスイッチング電圧レギュレータを作成して、入力 DC 電圧を高めることができます。このチップでは、降圧、昇圧、および反転 DC 電圧コンバータ (いわゆる DC-DC コンバータ) を組み立てることができます。その機能は、MC65、MC34063 シリーズのよく知られた低電力マイクロ回路と似ていますが、より高い負荷電流とより高い入力電圧が可能になります。

米。 1（クリックで拡大）

MC34165P チップに組み込まれた降圧 DC 電圧レギュレータの回路を図に示します。 1. スタビライザーはユニバーサルデバイスとして製造されており、AC 8 ～ 42 V または DC 8 ～ 60 V の入力電圧向けに設計されており、最大負荷電流で 1,2.15 V の出力電圧を供給します。この出力電圧範囲は、さまざまな低電力産業用およびアマチュア無線設計に電力を供給するために最もよく使用されます。

最小 AC または DC 入力電圧は、指定された出力電圧より約 1 ボルト以上高い必要があります。ポリマー自己修復ヒューズ FU2、FU1 は、スタビライザの故障時に入力電圧源を過負荷から保護します。ダイオード VD2 は、入力電圧の誤った極性からスタビライザーを保護します。ダイオードブリッジ VD6 は AC 電圧を整流します。コンデンサ C1 は、整流された電圧のリップルを平滑化します。青色の LED HLXNUMX は入力電圧の存在を示します。

DA1チップは、標準回路に近い降圧電圧レギュレータ回路に従って接続されています。スタビライザーの出力電圧は、抵抗 R5 と R3 の抵抗比によって決まります。可変抵抗器 R5 の設定抵抗値が大きいほど、出力電圧は高くなります。このデバイスの最大出力電圧は 15 V に選択されていますが、スタビライザーは別の高い値または低い値に調整できます。抵抗 R2 は、DA1 マイクロ回路の保護ユニットを動作させるための電流センサーです。 DA1 チップの内部発振器の周波数はコンデンサ C8 の静電容量によって決まり、図に示されている値は 60 kHz にほぼ等しくなります。抵抗 R4 とダイオード VD3 により、マイクロ回路が損傷する可能性が軽減されます。スロットル L1 は累積されます。

スタビライザの出力電圧のリップルはコンデンサ C9 によって平滑化されます。安定化された電圧は、2 層 LC フィルタ L12C14-C3L15C17-C10 を介して電源の出力に供給されます。動作の信頼性を高めるために、比較的低電圧のコンデンサ C13 ～ C15 と C16、C2 が直列に接続されています。 LED HL2 は、スタビライザの出力電圧が 7 V を超えると点灯し始めます。スタビライザの出力電圧が低下するか電源がオフになると、抵抗 R9 がコンデンサ C17 ～ C5 を放電します。定格安定化電圧 20 V の VDXNUMX ツェナーダイオードは、スタビライザの故障時に接続された一部の負荷を損傷から保護できます。

入力 DC 電圧 45 V、出力 DC 15 V、無負荷の場合、スタビライザー自体の消費電流は 21 mA を超えません。入力電圧が 42 V、出力電圧が 9 V、負荷電流が 1 A の場合、安定器がソースから消費する電流は約 0,28 A で、これは効率 76% に相当します。入力電圧 42 V、出力電圧 5 V、負荷電流 1 A の場合、スタビライザーは約 0,19 A の電流を消費し、効率は約 62% になります。比較のために、前者の場合の従来の線形安定化装置の効率は約 27% ですが、後者の場合はわずか 13% です。この場合、制御要素であるトランジスタは、大きな冷却表面積を持つ優れたヒートシンクに取り付ける必要があります。スタビライザの出力におけるリップルとノイズの電圧振幅は、負荷電流 5 A で 1 mV 未満です。

MC34165Pチップのスイッチング電圧レギュレータ
図。 2

電圧安定化部品のほとんどは、130x45 mm の回路基板上に配置されています。構造全体は、プラスチックのインサートが付いた 155x57 mm の金属ケースに入れられます (図 2)。 9. 本体の金属部分は、木目調の装飾用粘着フィルムで覆われています。ハウジングは共通のワイヤに電気的に接続される。ハウジングが共通のワイヤに接続されている点はコンデンサ C5 のマイナス端子であり、可変抵抗器 RXNUMX に向かうワイヤのシールド編組は同じ点に接続されています。このワイヤの長さはできるだけ短くする必要があります。

デバイス内の抵抗は、MLT、C1-4、C1-14、C2-23 などの汎用目的に使用できます。可変抵抗器 - SP4-1、SP4-3、SP3-9、SP3-33-32、その金属ボディスクリーンは共通のワイヤに接続されています。酸化物コンデンサは国産の K50-68、K50-35 の薄型輸入類似品です。コンデンサ C1 ～ C5、C7 は、定格電圧が 100 V 以上の小型フィルムコンデンサです。コンデンサ C8 は、TKE の低いフィルムまたはセラミックです。表面実装用セラミックコンデンサC10～C13、C15、C16。これらは、対応する酸化物コンデンサの端子の下にはんだ付けされます。「静電容量は大きいほど良い」という原則に従って、容量が 2,2 μF 以上のコンデンサが適しており、これらのコンデンサのサイズは大きいほど優れています。コンデンサ C18 は表面実装用の小型タンタルコンデンサで、出力コネクタの内部に取り付けられています（図 1 ではコネクタは図示されていません）。

ダイオードブリッジ D2SB60 は、KBP02-KBP10、RS203-RS207、RC203-RC207 に置き換えることができます。 1N4003 ダイオードの代わりに、1N4002 ～ 1N4007、UF4002 ～ UF4007、KD243B、KD247A、KD257A ダイオードのいずれかを使用できます。 1N5402 ダイオードを 1N5402 ～ 1N5408 または KD226、KD257、KD411、KD213 シリーズに置き換えることができます。高速ダイオード MR852 は、MR851 ～ MR856、SRP300B ～ SRP300K、UF5402 ～ UF5408 と置き換えることができ、VD2 ブリッジを含むこの設計の他のダイオードも同じデバイスと置き換えることができます。ツェナーダイオード 1 N5357 の代わりに、より強力な 1.5 つの 10KE816CA または直列に接続された 21 つの D40A が適しています。たとえば、KIPD66、KIPD1513、KIPD1、L-2S シリーズなど、発光効率が向上したものが望ましい LED を使用できます。自己修復ヒューズ FU60、FU250 - 動作電圧 60 または 110 V のいずれか (LPXNUMX-XNUMX など)。デバッグされたデバイスでは、代わりに従来のヒューズリンクを取り付けることができます。

MC34165P チップは MC33165P と交換可能であり、より広い温度範囲での動作が可能になります。ジュラルミンまたは銅のヒートシンクは、BF接着剤を使用してマイクロ回路に接着されます。その冷却表面積は、電圧安定化装置のすべての動作モードでマイクロ回路ケースの温度が60°Cを超えないように十分である必要があります。最大入力 DC 電圧を 40 V または 28 V AC に制限する場合は、最大 33163 A の負荷電流を許容する MC34163P または MC3P チップを使用できます。上記のチップが利用できない場合は、 LM2575HV-ADJ または LM2576HV-ADJ。これらの超小型回路を使用する場合、デバイス回路はわずかに変更され（図3は異なる部分を示します）、抵抗器R4の抵抗値は1 kΩに増加し、抵抗器R2は取り付けられず、動作する自己リセットヒューズが追加されます。電圧 3 V、電流 15.60 mA は、インダクタ L900 (LP60-090 など) と直列に接続されます。

MC34165Pチップのスイッチング電圧レギュレータ
図。 3

このような置き換えでは、抵抗 R3、R5 を再計算したり選択したりする必要がないことに注意してください。スタビライザーチップの安定した信頼性の高い動作のためには、コモンワイヤーの大電流回路と信号回路の正しい配線が非常に重要です。要素 C6、C8、VD9 の対応する端子、DA4 マイクロ回路の端子 3 ～ 5、12、13 は、別個の印刷導体またはワイヤでコンデンサ C1 の負端子に接続されます。スタビライザ出力のリップルとノイズを最小限に抑えるために、図に示すように、コンデンサ C14、C17 の負端子が負端子 C9 に直列に接続されています。 DA2 チップの対応する端子から抵抗 R1 までの印刷された導体またはワイヤの全長は、この抵抗の端子の長さを含めて 6 cm 以下である必要があります。可変抵抗器からのシールド線はインダクタL1から離してください。

L1 インダクターは、キネスコープコンピューターモニターのラスター補正ユニットから工業的に製造されています。外径13、高さ20mmのH型フェライト磁心に巻かれています。金属スクリーンではシールド付きチョークを使用することをお勧めします。独自のインダクタ L1 を作成するには、2NM フェライトで作られたリング磁気コア Kz20x9x3000 を使用し、直径 180 ～ 24 mm の巻線の 0,15 コアから自家製リッツ線を 0,18 回巻き付けます。巻く前に、リングに 0,5.1 mm の非磁性ギャップを切り込み、エポキシまたはホットメルト接着剤を充填し、磁気回路自体をニスを塗った布またはラブサンフィルムで包みます。薄いニスを塗った布またはラフサンフィルムで作られた絶縁層も巻線の層の間に置かれます。

チョーク L2、L3 は任意の設計にすることができますが、動作電流が少なくとも 1 A になるように設計され、巻線抵抗が 0,1 オーム以下であることのみが必要です。代わりに、ラスター補正ユニット用のチョークや、コンピューターモニター、古い輸入テレビ、その他のラジオ機器の電源用フィルターを使用することもできます。

入力電圧が 20 ～ 25 V に低下したときに、出力電流制限ユニットを備えた電源にデバイスを接続して、機能をチェックしてスタビライザーを調整することをお勧めします。このような条件下でテストが成功した場合、スタビライザは約 40 V および約 60 V の入力電圧で順次テストされます。入力電圧が 40 V を超える場合、負荷回路の過負荷および短絡に対するスタビライザの耐性をテストすることは非常に望ましくありません。。この電圧安定化装置に基づいて本格的なネットワーク電源を作成したい場合は、TP115-14、TP115-15 などの降圧トランスを装備できます。 MP3 プレーヤーなどの特定のデバイスに電力を供給するスタビライザーを作成する場合、またはスタビライザーを携帯電話の充電器として使用する場合、可変抵抗器 R5 の代わりに、一定の必要な抵抗 (約 1,3 kΩ) を設定できます。出力電圧 5 V の場合）。

著者：A。ブトフ

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