5-12V升压电路设计

目录
第一章设计方案 (1)
1.1 方案完成内容 (1)
1.2 方案设计流程 (1)
第二章基本元件认读 (2)
2.1 MC34063 (2)
2.1.1 MC34063概论 (2)
2.1.2 MC34063 升压电路原理 (2)
2.1.3 MC34063 重要工作管脚计算公式 (3)
2.2 其他元器件清单及作用 (3)
第三章单元电路分析 (3)
3.1升压电路分析 (3)
3.1.2 电路工作过程分析 (4)
第四章电路焊接及调试 (4)
4.1电路的仿真及调试 (4)
4.2焊接与结果测试分析 (5)
4.2.1 焊接效果 (5)
4.2.2 工具及其测试方法 (5)
4.2.3 结果分析 (5)
第五章总结 (6)
第一章设计方案
1.1 方案完成内容
1、用集成电路mc34063为核心设计一个5-12V升压电路；
2、利用电源集成电路mc34063和少量电容电感及电阻器件，将输入直流电压5V转换为直流电压12V输出。

3、以模拟电子电路，数字电子电路为基础。

1.2 方案设计流程
拿到课题后，我们首先讨论了电路设计的着手点，从芯片mc34630入手，分析其内部结构以及工作原理和各个管脚的作用，然后根据对芯片的认识和了解开始着手设计电路图，根据电路图完成仿真，调试，最后做出事物。

第二章基本元件认读
2.1 MC34063
2.1.1 MC34063概论
芯片本身包含DC／DC变换器所需要的主要功能的单片控制电路且价格便宜。

它由具有温度自动补偿功能的基准电压发生器、比较器、占空比可控的振荡器，R-S触发器和大电流输出开关电路等组成。

该器件可用于升压变换器、降压变换器、反向器的控制核心，由它构成的DC／DC变换器仅用少量的外部元器件。

主要应用于以微处理器(MPU)或单片机(MCU)为基础的系统里。

MC34063集成电路主要特性：输入电压范围：2、5～40V；可调范围：1．25～40V输出电流可达：1．5A；作频率：最高可达100kHz；静态电流，路电流限制，实现升压或降压电源变换器MC34063的基本结构及引脚图功能见2.11脚：开关管T1集电极引出端；2脚：开关管T1发射极引出端；3脚：定时电容ct接线端；调节ct可使工作频率在100-100kHz 范围内变化；4脚：电源地；5脚：电压比较器反相输入端，同时也是输出电压取样端；使用时应外接两个精度不低于1％的精密电阻；6脚：电源端；7脚：负载峰值电流（Ipk）取样端；6，7脚之间电压超过300mV时，芯片将启动内部过流保护功能；8脚：驱动管集电极引出端。

图1 MC34063内部结构
2.1.2 MC34063 升压电路原理
MC34063组成的升压电路原理如图8,当芯片内开关管(T1)导通时，电源经取样电阻Rsc、电感L1、MC34063的1脚和2脚接地，此时电感L1开始存储能量，而由C0对负载提供能量。

当T1断开时，电源和电感同时给负载和电容Co提供能量。

电感在释放能量期间，由
于其两端的电动势极性与电源极性相同，相当于两个电源串联，因而负载上得到的电压高于电源电压。

开关管导通与关断的频率称为芯片的工作频率。

只要此频率相对负载的时间常数足够高，负载上便可获得连续的直流电压。

2.1.3 MC34063 重要工作管脚计算公式
5管脚为芯片内比较器的反向输入端口，其输出电压出要与5 管脚所连电阻有关，其计算公式为（R1/R2+1）*1.25=输出电压。

通过计算，我们取两个10K的电阻并联后和一个750欧的电阻串联为R2，一个4.7K的电阻为R1，得到输出电压约为12V。

2.2 其他元器件清单及作用
120微亨的电感：储存能量。

1欧的电阻：与电感相连，控制输出时间。

1N4148型号的二极管：单向导通性。

220皮法的定时电容：控制工作频率。

滤波电容：决定输出电压波纹系数。

第三章单元电路分析
3．1升压电路分析
该电路用开关变压器取代自感线圈实现的。

利用开关变压器以获取隔离直流电源的能量供给。

开关变压器的副边交变电压经BR1的全波整流，C19、C20的滤波，L2、L3的高频遏制及U7、U8线性稳压器的稳压，便可获取稳定的直流输出。

在确定的硬件系统中，用于向数字系统供电的VCC电源负荷是稳定的，通过开关变压器的交变方波的占空比也是稳定的，
因此，根据+ 5 V、- 5 V的负荷情况，恰当的选择开关变压器的铁芯、骨架参数及原、副边匝数，便可获得与供电电源、数字电路电源VCC隔离的+ 5 V、- 5 V直流输出。

图2升压电路图
3.2 电路工作过程分析
1．比较器的反相输入端(脚5)通过外接分压电阻R1、R2*输出电压。

其中，输出电压U。

=1.25(1+R2/R1)由公式可知输出电压。

仅与R1、R2数值有关，因1．25V为基准电压，恒定不变。

若R1、R2阻值稳定，U亦稳定。

2．脚5电压与内部基准电压1．25V同时送人内部比较器进行电压比较。

当脚5的电压值低于内部基准电压(1．25V)时，比较器输出为跳变电压，开启R—S触发器的S脚控制门，R—S触发器在内部振荡器的驱动下，Q端为“1”状态(高电平)，驱动管T2导通，开关管T1亦导通，使输入电压Ui向输出滤波器电容Co充电以提高U。

，达到自动控制U。

稳定的作用。

3．当脚5的电压值高于内部基准电压(1．25V)时，R—S触发器的S脚控制门被封锁，Q 端为“0”状态(低电平)，T2截止，T1亦截止。

4. 振荡器的Ipk 输入(脚7)用于*开关管T1的峰值电流，以控制振荡器的脉冲输出到R—S 触发器的Q端。

5. 脚3外接振荡器所需要的定时电容Co电容值的大小决定振荡器频率的高低，亦决定开关管T1的通断时间。

第四章电路焊接及调试
4.1电路的仿真及调试
根据设计电路作了如图2.2的仿真电路，起初电路中我们选用了5K和43K的两个电阻作为R1和R2，但是在仿真中并不成功，后来我们改用两个10K的电阻并联后和一个750欧的电阻串联为R2，一个4.7K的电阻为R1来代替原来的思路。

图3 电路仿真图
4.2焊接与结果测试分析
4.2.1 焊接效果
如图4.1，图4.2所示。

其中极性电容和二极管这两个元器件焊接时区分正负极和阴阳极(极性电容灰色矩形条
所对应的是负极,另一端为正极;二极管有黑色圆环的一端是阴极,另一端为阳极。

）
图4 焊接效果背面图5焊接效果正面
4.2.2 工具及其测试方法
根据设计要求我们选择用5V电压源，万用表。

具体步骤：（1）将电路中的电源端接入电源正极，接地端接入电源负极，将万用表的正负接
线端分别接在电路输出两端。

（2）将万用表的量程调至直流200V。

（3）读出万用表的读数。

4.2.3 结果分析
起初测试结果始终比计算值大很多，误差非常大，经过多次分析测试，寻找问题所在，最
终发现两个10K的电阻由于元器件的错误取用使用了两个5K的电阻，致使测试结果变大。

第五章总结
通过这两周的课程设计的学习和研究，我对升压Dc-Dc变换电路有了更深的认识，通过网上大量的元件资料，我学到了许多课本以外的知识，对元器件的结构原理，及参数有了进一步的了解和认识，获益匪浅。

从电路图到硬件的实践，锻炼了我的动手能力及电路整体的布局规律，为以后的焊接其他电路打下了基础，不至于拿到课题后无从下手。

在电路测试的时候更是学会了很多实用的知识，以及常用的测量方法，同时也学会了在测试出现误差时去寻找根本问题所在。

在这次课程设计中，我也意识到了团队协作的重要性。

非常感谢学校能够给我们这样一个基于理论实践的机会。