公众号记得加星标⭐️,第一时间看推送不会错过。
诞生于 20 世纪 80 年代的摩托罗拉 DC-DC 控制器,已成为“够用就好”电源转换方案的通用答案。
摩托罗拉在 80 年代初期推出的 MC34063,将开关稳压器的核心要素浓缩进一个 8 引脚集成电路(IC)中。只需配合极少数的无源器件,它就能实现降压(Buck)、升压(Boost)或反向(Inverting)变换。虽然它的效率从未达到领先水平,但凭借低廉的成本、极高的简洁性和无处不在的通用性,它成为了生产史上寿命最长的模拟控制 IC 之一。

MC34063 虽然低调,但支持 3 V 至 40 V 的输入电压。图片由 Futurlec 提供。
面向大众的“糖果级”电源方案
怀旧电子元器件的经久不衰通常有两个原因:要么是因为它们具有开创性,例如证明了半导体可以取代磁芯存储器的 Intel 1103 DRAM;要么是因为它们将抽象概念实体化了,例如标准化了现代运算放大器的 μA741。而 MC34063 的生存之道则完全不同:它在电子行业急需廉价、通用的 DC-DC 转换方案的时刻,精准地击中了“功能够用”这一甜点位。
在 80 年代初期,大多数低成本设计仍默认使用线性稳压器。线性稳压器虽然简单且性能可预测,但能源损耗极大。虽然当时也存在专用的开关控制器,但它们通常针对特定应用、功能专一,且价格昂贵。相比之下,摩托罗拉提供了一种单片式解决方案:它可以配置为降压、升压或反向转换器;不需要外部振荡器;并集成了 1.25 V 基准电压源、比较器、驱动级和一个 1.5 A 的峰值电流开关。
它谈不上优雅,也不够高效,但其灵活性惊人。短短几年内,这款 IC 遍地开花。车载适配器用它将 12 V 降至 5 V,调制解调器和机顶盒用它产生微弱的负电压轨。电子爱好者套件也广泛采用它,因为只要参考数据手册里的公式就能完成设计。正如 CD4000 系列 成为 CMOS 逻辑电路的“万能胶水”一样,MC34063 成为了开关电源领域的“糖果级(Jellybean)”控制器。
34063 内部探秘
从技术角度来看,MC34063 即便是在当时也显得保守。与 80 年代兴起的更先进的 PWM(脉宽调制)控制器不同,它采用了一种基于简易斜坡发生器的“恒定导通时间、变频”架构。定时电容(CT)在两个阈值之间充放电,设定最大导通时间,同时比较器将反馈信号与内部 1.25 V 基准源进行对比。其结果是由弛张振荡器驱动开关:当输出下降时开启,当 CT 达到上限时关闭。

MC34063 框图。图片由 Alldatasheet 提供。
由于该芯片无法提前终止周期,负载瞬变通常会导致跳周期现象和明显的纹波。频率会随输入电压和负载的变化而漂移,如果没有额外的滤波,其电磁干扰(EMI)表现难以预测。此外,由于内部使用的是双极型开关管,根据配置不同,其饱和压降产生的功耗在低压应用中相当可观。
但这种设计也有其优势。由于只需一个电容来设定定时,其行为极易预测且易于教学,就像 741 的内部补偿让几代模拟电路设计者倍感亲切一样。其限流电路通过检测一个小电阻上几百毫伏的压降来实现,确保了芯片能够承受误操作。虽然它缺乏过热关断等现代功能,但它几乎可以被塞进任何拓扑结构中,且无需重新进行大规模设计。
其内部仅包含 50 多个晶体管,这种极低的集成度甚至连小型代工厂都能复刻。这也是为什么市面上出现了几十种不同名称的克隆版本,让这种架构在摩托罗拉半导体业务几经易手后依然长盛不衰。
工程师们又爱又嫌的稳压器
MC34063 并不是靠性能碾压竞争对手,而是靠一种独特的悖论建立了自己的地位,这也是许多长寿 IC 的共同特征:极广的实用性与较低的期望值。Intel 2708 EPROM 需要三组供电轨和紫外线窗口才能擦写,但它对早期的微型计算机来说必不可少,因为它干净利落地解决了一个系统级问题。MC34063 在电力电子领域扮演了类似的角色:它不是最好的稳压器,但它是那个让 DC-DC 转换变得人人可及的工具。
随着开关电源成为标配,设计师们开始转向更快、更高效的控制器。同步整流拓扑、MOSFET 驱动器、固定频率 PWM 以及集成功率级,使得 MC34063 在现代产品中几乎失去了技术上的竞争力。然而,它在分销市场上依然屹立不倒,因为它的功能集依然匹配小家电、工业控制器和低成本设计的需求——在这些领域,成本和简洁性往往重于性能。
时至今日,如果你拆开一个廉价的车载充电器或杂牌路由器,你仍能发现这个 8 引脚控制器的变体。它在看起来比芯片本身还老旧的玻纤板上调节着几百毫安的电流。它的存在与 CD4000 CMOS 或 741 运放的原因如出一辙——因为在工程界的许多角落,“够用”依然是最终的赢家。
https://www.allaboutcircuits.com/news/mc34063-the-switching-regulator-that-defined-cheap-power/
(来源:allaboutcircuits)
*免责声明:本文由作者原创。文章内容系作者个人观点,半导体行业观察转载仅为了传达一种不同的观点,不代表半导体行业观察对该观点赞同或支持,如果有任何异议,欢迎联系半导体行业观察。
今天是《半导体行业观察》为您分享的第4275期内容,欢迎关注。
加星标⭐️第一时间看推送,小号防走丢


求推荐

上一篇:瑞派宠物港交所IPO:收购宠物医院占比超七成,扩张催生大额商誉
下一篇:没有了