MC33063介绍与升降压控制原理

MC33063介绍与升降压控制原理

一、芯片基础概述

MC33063（常和 MC34063 通用，33063 工业宽温 -40到125℃，34063 民用 0到70℃）是低成本通用开关电源控制器，单芯片集成PWM、基准、振荡器、内置 1.5A 功率开关，仅靠少量外围器件即可实现降压 Buck、升压 Boost、负压反相三种DC-DC拓扑。

器件参数

1. 输入电压：3V - 40V
2. 内置开关峰值电流：1.5A，超流可外接三极管扩流
3. 内置基准：1.25V（精度 ±2%），用于输出电压反馈
4. 最高开关频率：100KHz，由3脚定时电容Ct调节
5. 自带峰值电流限流保护、短路保护
6. SOIC-8 / PID8 8 引脚封装

引脚功能

1. Switch Collector：内置开关管集电极，外接电感 / 二极管（升降压核心通路）
2. Switch Emitter：内置开关管发射极，限流采样电阻一端
3. Timing Capacitor CT：定时电容到 GND，控制 PWM 频率；电容越小频率越高
4. GND：芯片地
5. Comparator Inverting Input ( FB 反馈脚 )：电压采样端，内部比较器负极，和 1.25V 基准对比，分压电阻决定输出电压
6. VCC：芯片供电输入，直流电源输入端
7. Ipk Sense：峰值电流检测，串联小阻值采样电阻 Rsc，限流保护（Rsc 压降 约定于 0.3V 触发限流）
8. Drive Collector：驱动输出，扩流三极管基极驱动端，小电流场景可悬空

二、稳压的实现逻辑（升降压通用）

1. 输出电压经分压电阻送入5脚 FB;
2. 内部比较器将 FB 电压与1.25V基准对比；
   • FB < 1.25V ：输出偏低 --> 芯片提高开关导通占空比 D，抬高输出；
   • FB > 1.25V ：输出偏低 --> 芯片降低占空比 D，压低输出；
3. 振荡器生成固定频率脉冲，配合锁存器输出 PWM 驱动内部开关管通断；
4. 电感储能、肖特基二极管续流，实现升降压能量转换；
5. 7脚采样电阻实时监测峰值电流，过流自动限制导通时间，保护芯片。

输出电压通用公式（分压原理）

输出分压电阻 R1（上端接 Vout）、R2（下端接 GND），中点接 5 脚：

例：要 5V 输出，5=1.25(1+R1/R2)→R1/R2=3，取 R2=1kΩ，R1=3kΩ。

三、降压电路（Buck，输入＞输出）控制原理

电路结构

调压逻辑

• 输出偏低 → 开关导通时间变长（占空比 D 变大），电感储能更多，输出抬升；
• 输出偏高 → 导通时间缩短（D 变小），储能减少，输出回落；

Buck 固有关系：D 永远＜1，因此只能降压。

四、升压电路（Boost，输入＜输出）控制原理

调压逻辑

• 输出偏低 → 延长导通时间，电感储存更多能量，关断时释放更高电压；

• 输出偏高 → 缩短导通时间，储能减少；

  Boost 固有关系：D∈(0,1)，输出一定大于输入电压。

六、设计注意事项

1. 二极管必须用肖特基（1N5819）

   低压降、高速续流，普通整流管损耗大、发热严重；

2. 电感选型

   电流≥输出峰值 1.5 倍，电感量 100~470μH；电流越大电感取值越小；

3. 限流电阻 Rsc

   Rsc≈0.3V/Ipk(max)，例最大 1A 限流取 0.3Ω；

4. 反馈电阻精度

   推荐 1% 精密电阻，否则输出电压误差大；

5. 输入输出电容

   大容量电解 + 小陶瓷并联，抑制开关纹波；

6. 扩流（大于 1.5A）

   8 脚外接 NPN 三极管，并联在 1、2 脚，扩大输出电流。

七、举例

1. 降压：24V 输入转 5V 输出

   R2=1.2k，R1=3.6k，L=220μH，Rsc=0.33Ω；

2. 升压：5V 输入转 12V 输出

   R2=1k，R1=8.8k，L=100μH，Rsc=0.22Ω。

参看资料：MC3x063A 1.5-A Peak Boost/Buck/Inverting Switching Regulators datasheet (Rev. N)