一款基于MC34063的便携式仪器电源电路设计

摘要：电源是电子设备的重要组成部分，电源质量直接影响到系统的性能和硬件的使用寿命。提出了一种基于MC34063的适用于便携式仪器的电源 电路设计，该电路具有多路输出、外围电路简单、转换效率高且新颖实用等特点。详细论述了选型的依据及其工作原理，然后通过计算电路参数，完成了具体电路的设计，最后对电源的几个重要的性能指标进行了测试，测试结果验证了该电源电路具有良好的稳定性和高效的实用性。

随着各类便携式产品不断深入到日常生活各个环节，对于便携式仪器电源性能的要求也日益升高。PWM控制的开关电源以其高效率成为电源的主流方向，所以高效率、高可靠性、高稳定性成为了核心设计的参数，与此同时，小型化、长工作时间也成为电源的内在要求。本文给出了一种用于便携式仪器的高效多路输出的电源设计，该设计基于电流检测型的MC34063芯片， 具有外围电路简单、体积小、高可靠性等优点，适用于中小功率的便携式仪器。实验及应用结果表明该电路具有良好的性能和很高的应用价值。

1、MC34063的结构及性能

MC34063是一单片双极型线性集成电路(图1)，专用于直流-直流变换器控制部分。片内包含有温度补偿带隙基准源、一个占空比周期控制振荡器、驱动器和大电流输出开关，能输出1.5A的开关电流。能使用最少的外接元件构成开关式升压变换器、降压式变换器和电源反向器。

它具备如下特点：能在3.0~40V的输入电压下工作；短路电流限制；低静态电流；输出开关电流可达1.5A(无外接三极管)；输出电压可调；工作振荡频率从100Hz到100kHz。

2、MC34063的工作原理

振荡器通过恒流源对外接在CT管脚(3脚)上的定时电容不断地充电和放电以产生振荡波形。充电和放电电流都是恒定的，振荡频率仅取决于外接定时电容的容量。与门的C输入端在振荡器对外充电时为高电平，D输入端在比较器的输入电平低于阈值电平时为高电平。当C和D输入端都变成高电平时触发器被置为高电平，输出开关管导通；反之当振荡器在放电期间，C输入端为低电平，触发器被复位，使得输出开关管处于关闭状态。电流限制通过检测连接在VCC和5脚之间电阻上的压降来完成功能。当检测到电阻上的电压降接近超过300mV时，电流限制电路开始工作，这时通过CT管脚(3脚)对定时电容进行快速充电以减少充电时间和输出开关管的导通时间，结果是使得输出开关管的关闭时间延长。

多路输出的DC/DC变换电路

便携式的设备一般都属于模拟电路及数字电路相结合的系统，所以既要为前端的模拟部分提供所需能源，还要给后续的数字部分提供电源。模拟系统的芯片有时需要 正、负两组电源，如果是对微弱信号进行检测，还需要放大(即需要满足一定的功率输出)。所以便携式仪器的电源往往种类要求更多、性能要求更严。本设计正是针对于这一系列问题，提出一种多路输出的电源电路设计方案。

1、电路原理

为 了满足便携式仪器的外观尺寸，本文选用通用型的3.7V的锂电池作为供电电源。如图2所示，利用两片DC/DC转换器MC34063芯片实现所需要 的+5V、+3.3V、-5V三路输出。MC34063开关管允许的峰值电流为1.5A，超过这个值可能会造成MC34063永久损坏。由于通过开关管的电流为梯形波，所以输出的平均电流和峰值电流间存在一个差值。如果使用较大的电感，这个差值就会比较小，这样输出的平均电流就可以做得比较大。

2、电阻参数计算

根据设计所需要的电压值进行推导计算，输出电压:V01=1.25(1+R2/R3)V，V02=1.25(1+R5/R6)V，通过不断重复的实验数据说明该输出具有很好的稳定性，相比情况下V03输出电压的数值有较大的纹波。所以必须合理地选择电感L2及相关的滤波电容。

3、电容参数计算

DC/DC转换器MC34063的极性反转效率最高65%，升压效率最高90%，降压效率最高80%，变换效率和工作频率滤波电容等成正比。为了有效地提高变换效率和抑制谐波的纹波成分，设计中选定工作频率为40kHz。

定时电容C1和C2的选取：C=0。00004*ton

(其中ton为开关管导通时间);输出电流:Ipk=2*Iomax*T/Toff;限流电阻:R1(R4)=0。33/Ipk;滤波电容:C=Io*Ton/Vp-p，取决于输出电压的波纹(Vp-p)。而纹波系数跟工作频率息息相关，但在确，

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