基于MC34063的开关电源设计*

程桂仙，肖文君，刘万松（1.贵州师范大学　物理与电子科学学院，贵州　贵阳　550001；2.贵阳市汽车电子技术重点实验室，贵州　贵阳　550001；3.电子科技大学　通信与信息工程学院，四川　成都　611731）

基于MC34063的开关电源设计*

程桂仙1，2，3，肖文君1，2，刘万松1，2
（1.贵州师范大学物理与电子科学学院，贵州贵阳550001；2.贵阳市汽车电子技术重点实验室，贵州贵阳550001；3.电子科技大学通信与信息工程学院，四川成都611731）

基于DC/DC转换芯片MC34063，设计了一种将正电压转化为负电压的电源变换。详细介绍了此电源转换电路的硬件设计过程及测试结果。测试结果表明，此电源转化电路具有较小的纹波以及较高的稳压精度。

MC34063；开关电源；DC/DC

0　引言

电源作为各种电子设备的动力源，是各电子设备的重要组成部分［1］。开关电源源于20世纪60年代，经过几十年的发展，已经成为稳压型电源的主流产品。开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制芯片和功率开关管构成，通过调节开关晶体管接通和关断的时间比，对输入电压进行脉冲调制，从而实现电压变换。伴随着电力电子与集成电路技术的迅猛发展，开关电源正朝着小型化、高频化、低损耗、低噪声的方向不断发展［2-3］。

DC/DC转换器又叫直流斩波，属于开关电源，可将输入的直流电压转换成不同的直流输出电压供用电电路使用。本文介绍一种基于DC/DC转换器的开关电源的设计过程，核心器件采用MC34063，可将正的直流电源转化成负的直流电源。该电源转换电路不仅稳定性高，且具有较大的输出电流。

1　MC34063芯片简介

MC34063是一种单片双极性集成电路，输入电压范围为3～40V，输出电压范围为1.25～40V，当电路外部增加NPN或PNP及相应扩展电路时，MC34063的输出电流可扩展为1.5A。片内振荡器的最高震荡频率为42kHz。MC34063内部含有DC/DC变换器所需的基本控制电路，并可与少量的外部元器件一起构成升压式变换器、降压式变换器、反向器三种不同的DC/DC变换器。

MC34063具有DC/DC变换器所需要的主要功能，由温度补偿的基准电压发生器、比较器、占空比可控的振荡器、RS触发器和大电流输出开关管等部分组成［2］。MC34063通常与开关管一起配合使用，外围电路简单。MC34063的工作原理为：通过对输出电压取样接至内部误差放大器反向输入端，通过对取样电压与内部1.25V基准电压源进行比较，控制脉冲宽度，达到调节输出电压的目的［3］。

2　电路参数设计

本文中将输入电压为8V的直流电压转化为输出电压为-8.3V，输出最大电流1.5A的直流电，设计的电路图如图1所示。图中的D1采用型号为1N5819的二极管，此二极管为硅管，正向压降为0.6V。Q1是型号为2SA1020的PNP型三极管，其饱和压降为1 V。下面介绍电路中其他参数的计算。

图1　MC34063扩展电流图

计算中所需的电源特性参数介绍如下。Vsat为开关管Q1的饱和电压，由于设计中采用型号为2SA1020的PNP管来扩展电流，此管的饱和压降Vsat为1V。VF为整流二极管D1的正向压降，1N5819型二极管正向压降为0.6V。VIN为输入电压标称值，本设计中取8V。VOUT为输出电压标称值，设为-8.3V。IOUT为电路的输出电流值，设为200mA。Vripple（pp）为输出电压纹波的峰峰值，由于纹波电压将直接影响电路的线性调整和负载调整率，其产生的影响不可忽视，本设计中将Vripple（pp）的值设为100mV。

2.1定时电容设定

MC34063可在24～42kHz的频率范围内工作，其工作频率可通过外部调节电容CT设置，本文选取此芯片的典型工作频率33kHz。将f为33kHz代入如下4个公式中：

计算可得定时电容 CT为532pF，在实际应用中，由于电容的等效串联电阻以及印制电路板上布线等因素的影响，电容的取值应比计算所得的值大一些，所以实际中选用容值为680pF的定时电容。

2.2限流保护设定

限流保护电路是指在电源过载或输出短路时保护电源装置，防止负载损坏。MC34063芯片可通过电阻RSC的阻值大小来控制最大电流以保护芯片。将计算得到的ton和 toff以及IOUT、Vsat、VIN值带入式（5）中，其中Vsat为开关管 Q1的饱和电压，由于设计中采用型号为2SA1020的PNP管来扩展电流，此管的饱和压降Vsat为1V。计算得峰值电流 Ipk（switch）为720mA。将Ipk（switch）为720mA代入式（6）中，得到感应电阻RSC为0.47Ω，实际中选用阻值为0.02Ω的精密电阻。

2.3储能电感及输出电容的设定

将Vsat、VF、VIN、f、Vripple（pp）、IOUT的值代入式（7）可得储能电感L（min）为203μH，实际中选取电感值为330μH的屏蔽电感。将已知值带入式（8），计算得输出电容CO为240μF，本设计中CO选取容值为470μF、耐压为20V的钽电容。

2.4输出电压设定

经过以上步骤可得到图1中所设计的电源转换电路中每个元件的值。

3　测试结果

本文采用示波器对输出电压的纹波进行测试。当负载为220Ω时，利用示波器对输出电压进行测试，电路输出电压测试图如图2所示。从图2中可读出输出电压为-8.32V，输出电压纹波的峰峰值为400mV，都与设定值相近。测试结果表明，本设计电路满足基本设计要求，不仅达到了电压的极性变换，并且具有较小的纹波。

图2　MC34063A的输出电压纹波测试图

4　结论

本文利用开关电源芯片MC34063作为核心器件，采用少量的外部器件将其设置为反相器结构，设计了一种负电源产生电路。实验结果表明，此变换电路具有体积小、输出电压稳定性高、纹波小的特点。文章详细介绍了此电源转换电路的设计过程、电路测试结果及分析，对设计其他开关电源设计具有参考价值。

［1］屠径，赵玉龙.某型弹载二次电源设计［J］.现代电子技术，2012，35（10）：139-141.

［2］孙智，张道信.基于MC34063的大电流负电源设计［J］.微型机与应用，2009，28（23）：14-16.

［3］谢亚伟.开关电源中混沌现象的建模与仿真研究及小型电源的研制［D］.成都：电子科技大学，2010.

A power supply based on MC34063

Cheng Guixian1，2，3，Xiao Wenjun1，2，Liu Wansong1，2
（1.School of Physics and Electronic Science，Guizhou Normal University，Guiyang 550001，China；2.Key Laboratory of Automotive Electronics Technology of Guiyang，Guiyang 550001，China；3.School of Communication and Information Engineering，University of Electronic Science and Technology of China，Chengdu 611731，China）

This paper presents a design of a power supply based on MC34063，which converts the positive power to the negative power.This paper details in the hardware circuit of the design and the corresponding test results.The test results show that the designed circuit has a small ripple and high voltage accuracy.

MC34063；switch power supply；DC/DC

TN86

A

1674-7720（2015）12-0033-02

2015-01-16）

程桂仙（1986-），通信作者，女，硕士，讲师，主要研究方向：射频与电源研究。E-mail：chgx86@126.com。

肖文君（1985-），男，博士，副教授，主要研究方向：嵌入式系统。

刘万松（1968-），男，硕士，副教授，主要研究方向：电技术应用。

贵州省科技厅自然科学基金项目（黔科合J 字［ 2013 ］ 2228 ）