„XL4015 Buck Converter“ modifikavimas su reguliuojamu srovės ribotuvu

Išbandykite Mūsų Instrumentą, Kaip Pašalinti Problemas





Šiame įraše paaiškinamas paprastas būdas patobulinti XL4015 nuolatinės srovės ir nuolatinės srovės keitiklį su reguliuojamu srovės ribotuvu, kurio, atrodo, nėra pradiniame modulyje.

Apie XL4015

„XL4015“ yra 180 KHz fiksuoto dažnio PWM „buck“ (pakopinis) nuolatinės srovės / nuolatinės srovės keitiklis, specialiai sukurtas 5 V, 5 A stiprumo apkrovai valdyti su geru efektyvumu, minimaliu bangavimu ir išskirtiniu linijos bei apkrovos reguliavimu.



Pastatytas naudojant labai nedaug papildomų dalių, reguliatoriaus modulį lengva dirbti ir jį sudaro integruotas dažnio kompensavimas kartu su fiksuoto dažnio osciliatoriumi.

PWM valdymo grandinėje yra reguliuojamas darbo santykis pastoviu greičiu nuo 0 iki 100%. „IC XL4015“ taip pat turi integruotą apsaugos nuo viršsrovės funkciją.



Kai išėjime aptinkamas trumpasis jungimas, veikimo dažnis akimirksniu sumažėja nuo 180 KHz iki 48 KHz, dėl to iškart sumažėja išėjimo įtampa ir srovė.

Lustas turi visiškai integruotą kompensavimo bloką, nepriklausomai nuo jokių išorinių komponentų.

Pagrindinės XL4015 IC savybės

  1. Platus 8–36 V įėjimo įtampos diapazonas
  2. Išėjimo įtampa reguliuojama nuo 1,25 V iki 32 V
  3. Maksimalus darbo ciklas gali siekti 100%
  4. Išvesties sumažėjimas yra tik 0,3 V
  5. Perjungimo dažnis yra fiksuotas 180 kHz
  6. Išėjimo srovė yra pastovi esant 5A.
  7. Įmontuoti maitinimo MOSFET užtikrina aukštos įtampos / srovės optimizavimą
  8. Veikimo efektyvumas yra labai įspūdingas - 96 proc.
  9. Linijos ir apkrovos reguliavimas yra ypač geras
  10. IC turi viduje valdomą terminio išjungimo funkciją
  11. Taip pat jame yra įmontuota srovės ribos funkcija
  12. Nereikia nė sakyti, kad mikroschemoje taip pat yra išvesties trumpojo apsaugos funkcija.

Pagrindinis trūkumas

Nors „XL4015“ modulis yra aprūpintas daugybe puikių funkcijų, kurias turi turėti „Buck“ keitiklis, jam trūksta vienos pagrindinės galimybės.

Pagal apkrovos specifikacijas modulis neturi išėjimo srovės reguliavimo pagal pageidaujamus lygius.

Taigi, jei norite įkraukite ličio jonų akumuliatorių su XL4015 moduliu, tarkim, 2 amperų dažniu, to padaryti negalėsite dėl pirmiau minėto trūkumo.

Panašiai, jei norėtumėte vairuoti 3,3 V šviesos diodą esant 3 amperų maksimaliam srovės greičiui, taip pat turėtumėte nusivilti, nes modulis yra vertinamas fiksuota 5 amperų srove.

Kaip veikia XL4015

Pagrindinė „XL4015“ keitiklio keitimo schema yra parodyta žemiau:

Grandinė yra sukonfigūruota gaminti fiksuotą 5 V, esant pastoviai 5 amperų srovei, reaguojant į maitinimo įėjimą nuo 8 V iki 36 V. Įėjimo galios specifikacijos turi būti didesnės nei išėjimo galia, ty įvesties maitinimo galia turi būti didesnė. būti didesnis nei 5 V x 5 A = 25 W.

Todėl, jei naudojamas 36 V įėjimo maitinimas, įėjimo srovė turėtų būti didesnė nei 25/36 = 0,7 ampero. Jei naudojamas 8 V, įėjimo srovė gali būti didesnė nei 25/8 = 3 amperai ir pan.

IC XL4015 vidinę schemą sudaro pagrindiniai elementai, tokie kaip osciliatorius ir klaidų stiprintuvas. Gerai apskaičiuotas ir kontroliuojamas 180 kHz osciliatoriaus dažnis generuojamas pin3 (SW), kad būtų maitinamas išorinis akumuliatoriaus keitiklio konfigūravimas, susidedantis iš diodo, induktoriaus ir kondensatoriaus. Tai leidžia įkrovos stadijai apdoroti įvesties tiekimą tikslia 5 V, 5 A išvestimi.

„Pin2“ (FB) veikia kaip klaidų stiprintuvų grįžtamojo ryšio įvestis. Mažiausiai 1,25 V įvesties šioje kištukinėje pakanka, kad būtų pradėtas IC išjungimo procesas.

Šį kontaktą galima pamatyti sukonfigūruotą su potencialiu dalikliu R1, R2, kuris užtikrina, kad išėjimo įtampa niekada negalėtų viršyti 5 V diapazono, todėl FB kaištyje atsiranda didesnė nei 1,25 V įtampa, pradedant išjungimo procesą IC, tokiu būdu neleidžiant išėjimui kirsti 5 V lygio.

Tai taip pat reiškia, kad išėjimo įtampa gali būti sureguliuota pagal kitus įtampos lygius, pavyzdžiui, 12 V ar 15 V, tinkamai pakeičiant R1 / R2 grįžtamojo ryšio skirstytuvo vertes.

Norint gauti norimą išėjimo įtampą, R1 / R2 taip pat galima užfiksuoti pagal šią formulę:

Vout = 1,25 x (1 + R2 / R1)

Dabartinės ribos reguliavimas

Kaip matome iš schemos, XL4015 modulis neapima srovės ribojimo funkcijos, kuri, matyt, yra pagrindinis modulio apribojimas.

Tačiau modulyje yra išjungtas kontaktinis lizdas FB, kurį galima sukonfigūruoti su išoriniu srovės ribotuvo grandinė , už funkcijos atlikimą. Tai galima įgyvendinti, kaip nurodyta šioje diagramoje:

RX gali būti apskaičiuojamas pagal Ohmo įstatymą:

RX = 0,2 / srovės riba

Kadangi du tranzistoriai yra prijungti prie labai didelio išėjimo išėjimo, tik 0,2 V potencialų skirtumo per RX turėtų pakakti, kad suveiktų IC FB kaištis ir būtų pradėtas dabartinis ribojantis veiksmas.

Kai tik srovė linkusi viršyti norimą ribą, atsiranda reikalingas minimalus potencialas vystytis visoje RX, o tai sukelia NPN elgesį, o tai savo ruožtu sukelia PNP BJT. Veiksmas tiekia numatytą teigiamą nuolatinę įtampą ant FB kaiščio, inicijuodamas išjungimą.

Kai taip atsitinka, išėjimo srovė nukrenta žemiau nustatytos ribos, išjungiant BJT ir atkuriant ankstesnę būklę, kai srovė vėl pradeda viršyti nustatytą ribą, įjungdama BJT. Ciklas kartojasi, užtikrindamas, kad srovė visada neviršytų nustatytų ribų.

Pasirinkus šį išdėstymą, XL4015 bus įdiegta labai naudinga reguliuojamos išėjimo srovės ribos funkcija.

XL4015 alternatyva (ekvivalentinė grandinė)

Nors „XL4015“ modulį galima lengvai įsigyti daugelyje internetinių parduotuvių, IC negamina žinomi prekės ženklai ir gali būti linkęs bet kada pasenti.

Todėl pasirenkant alternatyvią 5 V reguliuojamo bagažinės keitiklio schemą naudojant atskirus komponentus yra daug geresnis pasirinkimas.

Šioje diagramoje parodytas labai efektyvus 5 V įtampos keitiklis, naudojant populiarųjį TL494 lustas:

Aukščiau pateiktame pavyzdyje parodytas paprastas, tačiau ypač patogus, tikslus 5 V įtampos keitiklio ekvivalentas XL4015.

Čia rodoma saulės keitiklio keitiklio programa, kuri gali būti pritaikyta bet kokiam kitam norimam nuolatinės srovės keitiklio tikslui.

Naudojant TL494 užtikrinama, kad dizainas nebus lengvai pasenęs, o IC pakaitalas bus lengvai prieinamas, kai tik reikės.

Čia taip pat klaidų stiprintuvo grįžtamojo ryšio kilpa nustato išėjimo srovę, nustatydama potencialų skirstytuvo tinklą, pastatytą aplink R8 / R9.

Srovė gali būti sureguliuota tinkamai sureguliuojant R13 rezistorių.

R13 = 0,2 / maks. Srovės riba

Kitas didelis minėtų diskretiškai modifikuotų keitiklių naudojimo pranašumas yra išėjimo srovės lygis, kuris neapsiriboja 5 amperais, o jį būtų galima atnaujinti iki daug aukštesnio lygio, tiesiog atnaujinant tranzistorius, induktoriaus laido storį ir R13 rezistoriaus vertę.




Pora: „Variac“ grandinė, skirta valdyti didelius nuolatinius manevrinius variklius Kitas: Induktyviosios ritės vaidmuo SMPS