[Aporte] + [Consulta] Fuente dual MC34063 sin transformador

[seaarg]

Hola,

Traigo un aporte mezclado con una consulta para quienes conozcan el MC34063

Resulta que necesitaba generar, desde los 5v que provee el puerto usb, una fuente dual de +5v y -5v con no demasiada capacidad para alimentar un amplificador operacional.

Encontre la referencia de este integrado que puede hacer step-up, step-down y generar voltaje negativo, pero no tan facil para hacer 2 cosas a la vez (step up y negativo)

En el datasheet encontre un ejemplo para hacer una fuente flyback con salida dual usando un pequeño transformador con un primario y dos secundarios con tap central. Lo hice y me encontre con muchos problemas, excesivo consumo en primario (hasta 300 ma para sacar unos 2 ma por rama), falta de datos del transformador y ademas tener que bobinarlo a mano (dato: Se puede conseguir este trafo sacado de una lampara de bajo consumo, tiene GAP)

Entonces, se me ocurrio pensar "fuera de la caja" (o sea, mandar fruta imaginativa) y sabiendo como generar voltaje negativo con un inductor, parti del esquematico step-up y me puse a ver de donde podia sacar una señal para manejar un transistor que active el inductor extra.

Encontre que si pongo una R de 1 ohm a modo de shunt en el emisor del transistor de salida del integrado, la fuente step-up sigue funcionando bien y alli tengo una señal para mandar un NPN a saturacion, que comanda un PNP que le da corriente al inductor de voltaje negativo.

Con este esquema que adjunto y segun las primeras mediciones tengo un rendimiento de mas o menos ~75% y lo mejor es que uso inductores comerciales de 220uH obtenidos de una placa de impresora.

Las salidas de 8v positivos (divisor de tension del step up calculado asi) y unos 7v de la rama negativa (no son regulados, varian segun la carga de la rama positiva. Con 30ma de carga tengo ese valor) pasarian por reguladores 78L05 y 79L05 para tener la salida regulada.

Tambien se podria regular los 5v positivos con el integrado solo y calcular el inductor de la parte negativa para que de unos 7v y poner solo un 7905

Si bien esto esta funcionando en el protoboard y me esta facilitando las cosas, queria preguntarles si es demasiada fruta, esta algo mal o encuentran algun posible problema en esta solucion.

Muchas gracias y a quien le sirva, que lo disfrute.

 

[mnicolau]

Hola seaarg, no revisaste el ICL7660? Genera esos -5[V] a partir de 5[V] y con mínimos componentes (sólo un par de caps).

Saludos

 

[pandacba]

Es que si ya tenes los +5V solo necesitas obtener los -5V y con el MC34063 lo haces fácilmente ya que solo necesitaras la bobina, dos R que fijen la tensión una R para la limitación de corriente y un capacitor para el filtrado de la salida y el capacitor para el oscilador, es decir prácticamente nada, para que complicarlo con un trafo cuando la forma sencilla es solo obtener la tensión negativa.

Aparte del ICL7660 que te propone Nicolau tenes los de Maxim

MAX774
MAX764
MAX739
MAX735

Aqui encontraras las hojas de datos, notas de aplicación, etc

 

[seaarg]

Interesantes referencias, muchas gracias, no conocia ni uno de esos.

Panda, lo primero que pense fue eso.

Lo que me olvide de comentar es que la aplicacion requiere que esos voltajes sean absolutamente estables y siempre los mismos (es decir, que no varien de un puerto USB a otro) por eso es que lo elevo para luego regularlos con la serie 78xx

El puerto usb me da voltajes distintos segun la pc que sea.

La aplicacion es un osciloscopio digital, la referencia 5v del ADC tiene que ser MUY estable y fija. (a esta fuentecita habria que ponerle mas capacidad a la salida y filtros con inductores)

Y por ultimo, la etapa con operacionales estimo terminarla con +5-5v porque uso uno rail-to-rail pero puede que termine teniendo que usar un TL074 y ahi necesitaria un poco mas de voltaje.

Esas fueron las razones para hacer este engendrito. Voy a revisar las referencias que me pasan.

Panda: Tenes idea si en cordoba conseguimos esos integrados?

 

[cosmefulanito04]

Te conviene trabajar con fuente simple y agregarle un offset de Vcc/2, salvo que tengas un ADC que trabaje con tensiones negativas (se que existen).

De paso... yo ando buscando ese integrado para una batería de 3,6v ¿que inductor usaste?

 

[seaarg]

Offset imposible ya que este operacional trabaja con tension negativa y ademas necesito poder tener en la entrada tanto AC como DC por lo que no podria poner un capacitor en la entrada.

Inductor 220uH nucleo ferrite obtenido de una placa de impresora (no fuente, la de control) No dispongo de muchos datos, si te hace falta avisame y te pongo aqui una foto del mismo.

 

[pandacba]

Podrias utilizar el MAX232 que genera las dos tensiones muy estables y no requiere otro regulador
Un regulador del tipo 78XX es un verdadero desproposito luego de un swiching

En todo caso utilza un 3264/65 con una ferrite que puedes comprar en Celcius o en la ex Modular por la Rivera indarte, o mejor aún obtenerla de una fuente de PC en deshuso
Los CI MAX pregunta en Celcius y en la Ex Modular, si no lo tienen en Stock te los pueden conseguir via Farnell

Ja me acorde la Ex Modular se llama ahora Electrocomponentes Córdoba

Cosme
El MC34063 es muy versatil e incluso hay algunas calculadoras por la red muy buenas para obtener los valores inductivos necesarios acorde a tu aplicación

 

[seaarg]

Se va poniendo interesante esto. El MAX232 lo conocia como adaptador de nivel nomas pero no se me habia ocurrido usarlo para esto. Puede ser.

Estamos de acuerdo en que poner reguladores es un gasto de energia inutil.

3264/65. Esa es la referencia de parte? no encontre el datasheet

Cosme:

http://www.nomad.ee/micros/mc34063a/

 

[pandacba]

La referencia original es SG3524 que es un modelo y SG3525 que es otro difieren como traban las salidas
De echo es fabricado por la mayoria los productores de CI,s.

También tienes los TL494 y TL495, de Texas otros excelentes productos

Cosme si estas interesado en el MC34063 buscalo en la web de ON semi, alli hay una muy buena nota de aplicación del mismo.

Es muy bueno de echo se ha utilzado en las mainboard de PC para obtener las tensiones secundarias que se necesitan alli

 

[cosmefulanito04]

Gracias por los datos me va a ser útil.

Inductor 220uH nucleo ferrite obtenido de una placa de impresora (no fuente, la de control) No dispongo de muchos datos, si te hace falta avisame y te pongo aqui una foto del mismo.

De hecho yo también estoy usando uno de una fuente de impresora, pero es de 470uH.

 

[seaarg]

@panda

Ahora si te entendi. Los TL494 son mis preferidos y el SG3525 es casi lo mismo. Pero ambos necesitan desde 7v para arriba en alimentacion por eso los descarte.

Estoy estudiando lo del MAX232 podria resultar prometedor, es muy comun y barato. Si funcionara para esta aplicacion seria algo muy chico en la placa. Lo que no encuentro en el datasheet es el parametro de corriente que puede entregar en las salidas. Un operacional consume muy poco en si pero ese dato tengo que saberlo.

Edito: Baje otro datasheet del max232 y dice output current: 24ma. A probar en el proto, creo que con esta me salvaste panda. No recordaba que este integrado tiene las salidas de v+ y v- (si no las tuviera podria usar una salida logica de todos modos, con esos niveles de corriente que dispone).

Si bien la fuentecita con el MC34063 esta andando ahi en el proto, esto seria mucho mas chico ya que no necesitaria los inductores.

Gracias Mariano tambien, es bueno tener referencia de partes para otros diseños.

 

[pandacba]

Echa un vistazo aqui y bajate la hoja de datos de Maxim, son las más completas

 

[seaarg]

Gracias por el dato.

Anoche lo probe, aparentemente internamente oscila a 44khz. Puse capacitores de 100uF, un poco mas grandes que lo especificado y en las salidas v+ y v- capacitores 440uF.

Con esto obtengo +8.5v y -8.5v sin carga. Puse una carga de 330 ohms en cada salida y obtengo +7.8v y -5.5v

Alcanza para 2 cosas:
1)- Usar el operacional a 8.5+8.5v que posiblemente no caiga la tension por bajo consumo.
2)- Regular esos dos voltajes a 5+5 con reguladores low drop. (y cargar un poquito menos para que los -5.5 sean unos mV mas)

Lo que no probe aun es, en vez de usar los pines v+ y v-, usar, segun lo que me pasaste ahora, la Salida RS232: +/- 22 mA

Ya que: Salida TTL/CMOS: a masa -10 mA, a positivo +30 mA quiza los pines v+ y v- tengan que ver con esta parte, y a eso se deba la caida de tension despareja en ambas ramas.

Esta noche pruebo la salida RS232.

Hasta ahora, lo veo como una solucion rapida y eficaz a mi problema.

Unas preguntas mas: Si uso capacitores LOW ESR en la bomba de carga, tendre alguna mejora? Se me ocurre esto porque se cargarian mas rapido.

Otra: Seria mejor usar capacitores de 1uF como especifica el diseño o, ya que esta aplicacion no es para lo que fue pensado, es mejor subir el valor de los capacitores de la bomba de carga? (con hasta 470uF anda bien)

Obviamente, cargar un capacitor mas grande exige mas a la circuiteria interna, y si esta da corriente limitada no tendria ninguna mejora usar capacitor mas grande, o quiza si pero no en la carga sino en la descarga.

Muchas gracias

 

[pandacba]

Vas a tener que realizar alguna pruebas para encontrar los limites

 

[cosmefulanito04]

Fijate si te sirve esto, en su momento había pensado usar algo así para poder usar fuente simple:



Donde la señal de entrada y la Gnd_V son estas:



V2 será una fuente senoidal de 40mVp y la medición se hará sobre R8 como si fuera el circuito a medir, como en este caso se trata de un divisor resistivo con R8=R9, la tensión medible en R8 deberá ser V2/2:



A la salida se obtiene esta señal:



Fijate que tenés el offset en Gnd_V y la señal pasa de ser de 20mVp a 500mVp.

Editado:

Tene en cuenta esto:

- Para una señal de 20mVp no tiene sentido atenuar (tal como hice en ese circuito), sin embargo lo puse a modo de ejemplo en caso de que tengas señales más grandes (ej. 10v) y si o si necesitas hacer un pull-up tal como se uso con las resistencias de 470k.

- Mientras más grandes sean las resistencias que coloques en tu atenuador, más ruido térmico vas a tener en función de tu ancho de banda.

 

[seaarg]

@panda,

Perfecto! probe y anda excelente. Buena solucion para alimentar algo que no requiera mas de unos 20ma.

@cosme,

Parece algo muy bueno aunque tengo que estudiarlo para entenderlo. La impedancia de entrada es de 1K en este caso o estoy entendiendo mal? (muy posible) Creo que andabas detras de lo mismo que yo, asi que probablemente yo este entendiendo mal. Lo voy a estudiar.

 

[cosmefulanito04]

No, la idea de R8 y R9 es la de simular el circuito a medir (en este caso un divisor resistivo) y ver que el circuito adaptador no carga el circuito a medir.

La impedancia de entrada de ese circuito adaptador que verá la fuente de señal será:

[LATEX]Z_{entrada}=R_{80}+\[\(R_{86}+R_{87}\)//R_{81}\] \approx 921kohm[/LATEX]

 

[seaarg]

ah, perfecto. Bien, esto escapa de mis conocimientos pero me encantaria estudiarlo. Voy a simularlo para empezar a entenderlo, muchas gracias!

 

[samsagaz]

muy interesante el post, lo que no logro descifrar es donde comprar inductores en Argentina :S

Necesito subir de 9V a 48V aprox. etaba pensando usar el MC34063. Luego de investigar tambien encontre los siguientes

LT1054
LTC1144
LTC3872
MAX668


Puede alguien orientarme un poco más?

 

[pandacba]

En el comercio se encuentran inductancias con valores normalizados en su mayorias para trabajar con unos 100mA, si te interesa trabajar en fuentes swiching, las inductancias te las podes fabricar vos mismo, claro que necitaras un inductametro, para verificar y controlar tus inductancias, sin el es trabajar a ciergas