深入解析 MC34063A 系列 DC - DC 转换器

在电子设计领域，DC - DC 转换器是实现电源转换的关键组件。今天，我们将深入探讨 onsemi 公司的 MC34063A 系列 DC - DC 转换器，了解其特点、性能参数以及应用电路。

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一、产品概述

MC34063A 系列是一款单片控制电路，集成了 DC - DC 转换器所需的主要功能。它包含内部温度补偿基准、比较器、受控占空比振荡器、有源电流限制电路、驱动器和高电流输出开关。该系列专为降压、升压和电压反转应用而设计，只需最少的外部组件，适用于多种电源转换场景。

二、产品特性

2.1 宽输入电压范围

能够在 3.0 V 至 40 V 的输入电压下工作，这使得它可以适应不同的电源环境，无论是电池供电还是外接电源，都能稳定运行。

2.2 低待机电流

在待机状态下，电流消耗较低，有助于降低系统功耗，提高能源效率，这对于一些对功耗敏感的应用场景非常重要。

2.3 电流限制

输出开关电流可限制到 1.5 A，能够有效保护电路，防止因电流过大而损坏器件，增强了系统的稳定性和可靠性。

2.4 可调频率

可实现高达 100 kHz 的频率操作，工程师可以根据具体应用需求调整频率，以优化电路性能。

2.5 高精度基准

具有 2% 的高精度基准，为电路提供了稳定的参考电压，保证了输出电压的准确性和稳定性。

2.6 汽车级应用

带有 NCV 前缀的产品适用于汽车和其他需要独特场地和控制变更要求的应用，并且通过了 AEC - Q100 认证，具备 PPAP 能力，满足汽车电子的严格要求。

2.7 环保特性

这些器件无铅、无卤素/无溴化阻燃剂，符合 RoHS 标准，体现了环保理念，符合现代电子产业的发展趋势。

三、电气特性

3.1 振荡器特性

• 频率：在特定条件下（$V_{Pin 5}=0 V$，$C_T = 1.0 nF$，$T_A = 25^{circ}C$），振荡器频率范围为 24 kHz 至 42 kHz，典型值为 33 kHz。
• 充放电电流：充电电流（$V_{CC}=5.0 V$ 至 $40 V$，$T_A = 25^{circ}C$）范围为 24 μA 至 42 μA，典型值为 35 μA；放电电流范围为 140 μA 至 260 μA，典型值为 220 μA。
• 电流比：放电与充电电流比在 5.2 至 7.5 之间，典型值为 6.5。
• 电流限制感应电压：在特定条件下（$I{chg}=I{dischg}$，$T_A = 25^{circ}C$），电流限制感应电压范围为 250 mV 至 350 mV，典型值为 300 mV。

3.2 输出开关特性

• 饱和电压：达林顿连接时（$I{SW}=1.0 A$，引脚 1、8 连接），饱和电压典型值为 1.0 V，最大值为 1.3 V；在特定条件下（$I{SW}=1.0 A$，$R{Pin 8}=82 Omega$ 至 $V{CC}$，强制 $beta = 20$），饱和电压典型值为 0.45 V，最大值为 0.7 V。
• 直流电流增益：在 $I{SW}=1.0 A$，$V{CE}=5.0 V$，$T_A = 25^{circ}C$ 条件下，直流电流增益范围为 50 至 75。
• 集电极截止电流：当 $V_{CE}=40 V$ 时，集电极截止电流最大值为 100 μA，典型值为 0.01 μA。

3.3 比较器特性

• 阈值电压：在 $TA = 25^{circ}C$ 时，阈值电压为 1.25 V，在不同温度范围（$T{low}$ 至 $T_{high}$）内，阈值电压有一定的波动范围。
• 阈值电压线性调整率：在 $V_{CC}=3.0 V$ 至 $40 V$ 范围内，不同型号的线性调整率有所不同。
• 输入偏置电流：当 $V_{in}=0 V$ 时，输入偏置电流范围为 - 400 nA 至 - 20 nA。

3.4 总器件特性

在特定条件下（$V_{CC}=5.0 V$ 至 $40 V$，$CT = 1.0 nF$，引脚 7 = $V{CC}$，$V{Pin 5}>V{th}$，引脚 2 = GND，其余引脚开路），电源电流最大值为 4.0 mA。

四、应用电路

4.1 升压转换器

通过特定的电路设计，可实现将输入电压升高到所需的输出电压。例如，在一个测试电路中，输入电压范围为 8.0 V 至 16 V，输出电压为 28 V，输出电流为 175 mA，线路调整率为 ±0.05%，负载调整率为 ±0.017%，输出纹波为 400 mVpp，效率为 87.7%。添加可选滤波器后，输出纹波可降低至 40 mVpp。

4.2 降压转换器

同样可以设计出降压电路，将较高的输入电压转换为较低的输出电压。如输入电压范围为 15 V 至 25 V，输出电压为 5.0 V，输出电流为 500 mA，线路调整率为 +0.12%，负载调整率为 +0.03%，输出纹波为 120 mVpp，短路电流为 1.1 A，效率为 83.7%。添加可选滤波器后，输出纹波可降至 40 mVpp。

4.3 电压反转转换器

该电路可实现输入电压的反转输出。例如，输入电压范围为 4.5 V 至 6.0 V，输出电压为 - 12 V，输出电流为 100 mA，线路调整率为 ±0.012%，负载调整率为 +0.09%，输出纹波为 500 mVpp，短路电流为 910 mA，效率为 62.2%。添加可选滤波器后，输出纹波可降至 70 mVpp。

五、电感数据

不同类型的转换器需要不同的电感参数。例如，升压转换器使用 170 μH 的电感，由 38 匝 #22 AWG 线绕制；降压转换器使用 220 μH 的电感，由 48 匝 #22 AWG 线绕制；电压反转转换器使用 88 μH 的电感，由 28 匝 #22 AWG 线绕制。所有电感均绕在 Magnetics Inc. 55117 环形磁芯上。

六、订购信息

该系列产品提供多种封装形式，如 SOIC - 8、PDIP - 8、DFN8 等，不同封装的产品在发货数量和包装形式上有所不同。例如，MC33063ADG 采用 SOIC - 8（无铅）封装，每轨 98 个；MC33063ADR2G 同样采用 SOIC - 8（无铅）封装，但每卷带和卷轴装 2500 个。

七、机械尺寸

文档中详细给出了不同封装形式的机械尺寸，包括 DFN8、PDIP - 8、SOIC - 8 NB 等封装的具体尺寸和公差要求，为 PCB 设计提供了准确的参考。

八、总结

MC34063A 系列 DC - DC 转换器具有多种优秀特性，适用于多种电源转换应用。在设计电路时，工程师需要根据具体的应用需求，合理选择器件的型号和封装，同时注意电气特性和应用电路的设计，以确保系统的性能和稳定性。大家在实际应用中，是否遇到过类似器件的使用问题呢？欢迎交流分享。