初版

テキトーに設計したMC34063による昇圧コンバータ

製作品

[前回](https://elchika.com/article/23ff5171-6cb9-4f67-a118-37b3ac807044/)ブーストコンバータの数式を導出いたしましたね。なんで、LTSpiceで設計していきます。 あ、TL494のときもそうですが、MC34063のLTSpiceモデルはネットに転がっているので適当に導入してください。 インダクタの選定 - 5[V]から12[V]への昇圧を行い、最大負荷電流は500[mA]とします。tonは20[μS]とします。Lは適当に50[μH]と仮定します。 電流連続モードと仮定しデューティ比Dを求めます。 $${V_o=\frac{V_i}{1-D}\to D=1-\frac{V_i}{V_o}}$$ $${D=1-\frac{5}{12}=0.583}$$ 続いて500[mA]のとき動作モードの確認をします。 $${I_z=\frac{I_o}{1-D}-\frac{V_o-V_i}{2L}\cdot\frac{1-D}{D}t_{on}=\frac{0.5}{1-0.583}-\frac{12-5}{2\times 50\times 10^{-6}}\cdot\frac{1-0.583}{0.583}\times 20\times 10^{-6}=0.198[A]}$$ $${I_z=0.198\geqq0}$$ Izが正値なので出力電流が500[mA]のとき電流連続モードとなります。 つまりコイルに流れるピーク電流は $${I_{L(peak)}=\frac{I_o}{1-D}+\frac{V_o-V_i}{2L}\cdot \frac{1-D}{D}t_{on}=\frac{0.5}{1-0.583}+\frac{12-5}{2\times 50\times 10^{-6}}\cdot \frac{1-0.583}{0.583}\times 20\times 10^{-6}=2.2[A]}$$ ただしMC34063が不安定なので倍を取って $${I_{L(peak)}=2\times 2.2=4.4[A]}$$ としましょうか〜。 なのでインダクタLは4.4[A]以上流せるものを用意しましょう。 回路 =  フィードバック抵抗 - > https://akizukidenshi.com/goodsaffix/mc34063a.pdf 出力電圧に対するフィードバック抵抗R2,R3の決定ですが、Vthが1.25[V]なので非反転増幅回路の式を用いて $${V_o=1.25\times (1+\frac{R_3}{R_2})}$$ として適当に $${V_o=1.25\times (1+\frac{R_3}{R_2})=1.25\times (1+\frac{22}{2.2})=13.8[V]}$$ 家にある部品で作ろうとしたので、目標より2[V]近い誤差が出ましたがまぁいいか〜。 tonの設定 - > https://akizukidenshi.com/goodsaffix/mc34063a.pdf Ct(C3)はこのグラフを参考に求めます。 ゲートブートストラップ回路 -  一番工夫したとこなのですが、最近のdcdcコンバータで稀に見る、昇圧した出力電圧をMC34063のゲートドライバ(DRCとSWCの先のトランジスタ)に流し込んでMOSFETをしっかり12[V]付近で駆動してあげる工夫ですね。昇圧前の5[V]だとMOSFETがしっかり駆動できるか怪しいことが多いですね。 D3は出力電圧が上がるまでの起動時にゲートを駆動してあげるために電力を供給する補助的なダイオードです、ショットーキーバリアダイオードのように順方向電圧が低いもののほうがいいかもしれません。 このブートストラップ回路はあくまでシミュレーション上での動作に確認が取れただけで、実際うまく行くかは分かりません。 --- あと、Isnsによる電流制限でシミュレーションがうまくいかなかったのでVccにショートさせてます。