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MC34063A/MC33063A 系列是摩托罗拉（现 NXP）推出的高集成度 DC-DC 转换器控制电路，适用于降压、升压和反相应用。本文将基于官方数据手册，对其核心功能、关键参数、典型应用及设计要点进行详细解读。
一、核心功能与特性
- 集成度高
- 内置温度补偿基准电压源（1.25V，精度 ±2%）、比较器、可调占空比振荡器、电流限制电路、驱动器及高电流输出开关。
- 支持降压（Step-Down）、升压（Step-Up）和电压反相（Voltage-Inverting）三种模式，仅需少量外部元件即可实现完整转换电路。
- 宽输入 / 输出范围
- 输入电压范围：3.0V 至 40V。
- 输出电压可调，通过外部电阻网络实现（公式：Vout = 1.25V × (1 + R2/R1)）。
- 输出电流能力：内置开关管最大 1.5A，可通过外接晶体管扩展至更高电流（如外接 NPN/PNP 管）。
- 高性能参数
- 振荡器频率：典型值 33kHz，最高支持 100kHz（通过外接电容 CT 调节）。
- 电流限制阈值：250mV 至 350mV（典型值 300mV），通过检测电阻 Rsc 实现过流保护。
- 低静态电流：待机模式下仅需数毫安（具体值与工作模式相关）
二、引脚配置与功能
MC34063A/MC33063A 提供 SO-8 和塑料 DIP 两种封装，引脚功能如下：
| 引脚号 | 名称 | 功能描述 |
|---|---|---|
| 1 | Collector | 开关管集电极输出，连接外部电感或负载。 |
| 2 | Emitter | 开关管发射极，通常接地或连接电流检测电阻 Rsc。 |
| 3 | Timing | 振荡器定时电容 CT 连接端，用于设置开关频率。 |
| 4 | GND | 接地端。 |
| 5 | Comparator Inverting Input | 比较器反相输入端，用于反馈电压采样。 |
| 6 | VCC | 电源输入端，范围 3.0V 至 40V。 |
| 7 | Ipk Sense | 电流限制检测输入端，连接 Rsc 检测电阻。 |
| 8 | Driver Collector | 驱动器集电极输出，用于驱动外接晶体管（如扩展电流时）。 |
三、典型应用电路
1. 升压转换器（Step-Up）
- 电路结构：输入电压 Vin 通过电感储能，开关管周期性导通 / 关断，二极管整流后输出升压电压 Vout。
- 关键元件：
- 电感 L：储能元件，值根据输入 / 输出电压及电流计算（如 170μH）。
- 二极管 D：快速恢复二极管（如 1N5819），用于整流。
- 电容 C：输出滤波电容，减小纹波。
- 测试结果（典型配置）：
- 输入 12V，输出 28V/175mA，效率 87.7%，纹波 400mVpp（带可选滤波降至 40mVpp）。
2. 降压转换器（Step-Down）
- 电路结构：开关管导通时电感储能，关断时电感通过二极管续流，输出降压电压。
- 关键元件：
- 电感 L：220μH，储能与滤波。
- 二极管 D：续流二极管。
- 反馈电阻 R1/R2：设置输出电压。
- 测试结果：
- 输入 25V，输出 5V/500mA，效率 83.7%，纹波 120mVpp。
3. 反相转换器（Voltage-Inverting）
- 电路结构：通过开关管交替导通 / 关断，电感储能后通过二极管反向充电，输出负电压。
- 关键元件：
- 电感 L：88μH，储能与极性反转。
- 电容 C：输出滤波。
- 测试结果：
- 输入 5V，输出 - 12V/100mA，效率 62.2%，纹波 500mVpp。
四、设计注意事项
-
散热管理
- 内置开关管最大功耗受封装限制：SO-8 封装（D 后缀）在 25℃时 PD=625mW，热阻 RθJA=160℃/W；塑料 DIP 封装（P 后缀）PD=1.25W，RθJA=100℃/W。
- 高温环境需降额使用，或增加散热片。
-
外部元件选择
- 电感：需根据电流和频率选择合适的电感值和饱和电流（如磁芯材料为 Magnetics Inc. 55117 的环形电感）。
- 电容：输出电容需考虑等效串联电阻（ESR），以降低纹波电压。
- 二极管：应选择快恢复或肖特基二极管，以减少开关损耗。
-
驱动配置
- 外接晶体管扩展电流时，需注意驱动能力。例如，外接 NPN 管时，需确保基极驱动电流足够，避免饱和延迟。
- 非达林顿配置下，若开关电流≤300mA 且驱动电流≥30mA，可能导致开关管退出饱和延迟（最长 2μs），需限制频率≤30kHz 或采用达林顿配置。
-
保护机制
- 电流限制：通过 Rsc 设置（公式：Rsc = Vipk (sense)/Isc，典型值 0.22Ω 至 0.33Ω）。
- 过压保护：可通过在反馈回路中增加齐纳二极管实现。
五、选型指南
| 型号 | 温度范围 | 封装 | 特性描述 |
|---|---|---|---|
| MC34063AD | 0℃至 + 70℃ | SO-8 | 标准商业级温度范围 |
| MC33063AD | -40℃至 + 85℃ | SO-8 | 工业级温度范围 |
| MC33063AVD | -40℃至 + 125℃ | SO-8 | 宽温型，适用于高温环境 |
| MC34063AP1 | 0℃至 + 70℃ | 塑料 DIP | 通孔封装，适合手工焊接 |
六、总结
MC34063A/MC33063A 系列 DC-DC 转换器控制电路凭借其高集成度、宽电压范围和灵活的应用模式，成为电源管理领域的经典选择。在设计时需注意散热、元件选型及驱动配置，以确保电路稳定高效运行。如需进一步设计指导，可参考摩托罗拉应用笔记 AN920A/D 和 AN954/D。
本文参考来源：IC资料网MC34063，有需要可自行下载。