Pagbabago sa XL4015 Buck Converter na may adjustable Kasalukuyang Limiter

Subukan Ang Aming Instrumento Para Sa Pagtanggal Ng Mga Problema





Ipinapaliwanag ng post ang isang simpleng paraan upang mapahusay ang XL4015 DC sa DC buck converter na may isang madaling iakma kasalukuyang limiter, na tila nawawala sa orihinal na module.

Tungkol sa XL4015

Ang XL4015 ay isang 180 KHz nakapirming dalas ng PWM buck (step-down) DC / DC converter, espesyal na idinisenyo para sa pagpapatakbo ng isang 5 V, 5 Amp load na may mahusay na kahusayan, minimal na ripple at pambihirang linya at pagkontrol sa pag-load.



Itinayo gamit ang napakakaunting bilang ng mga karagdagang bahagi, ang module ng regulator ay madaling gumana at binubuo ng built-in na kompensasyon ng dalas kasama ang isang oscillator ng dalas ng dalas.

Nagtatampok ang PWM control circuit ng naaayos na ratio ng tungkulin sa isang pare-pareho na rate mula 0 hanggang 100%. Nagtatampok din ang IC XL4015 ng isang in-built na over-kasalukuyang pag-andar ng proteksyon.



Kapag ang isang maikling circuit ay napansin sa output, ang dalas ng operating ay agad na ibinaba mula sa 180 KHz hanggang 48 KHz, na nagiging sanhi ng agarang pagbagsak ng output boltahe at kasalukuyang.

Ang maliit na tilad ay may isang ganap na isinamang bloke ng kompensasyon, nang hindi nakasalalay sa anumang panlabas na mga bahagi.

Pangunahing Mga Tampok ng XL4015 IC

  1. Malawak na 8V hanggang 36V Saklaw ng Boltahe ng Input
  2. Ang output boltahe ay madaling iakma mula sa 1.25V hanggang 32V
  3. Ang Maximum Duty Cycle ay maaaring maging kasing taas ng 100%
  4. Ang Output Drop-Out ay 0.3V lamang
  5. Ang Frequency ng Paglipat ay naayos sa 180 kHz
  6. Ang kasalukuyang output ay pare-pareho sa 5A.
  7. In-built Power MOSFETs tinitiyak ang mataas na boltahe / kasalukuyang pag-optimize
  8. Ang kahusayan sa pagpapatakbo ay kahanga-hanga sa 96%
  9. Ang regulasyon ng linya at pag-load ay lubos na mahusay
  10. Nagtatampok ang IC ng isang internal na kinokontrol na thermal shutdown function
  11. Gayundin nagtatampok din ito ng isang nakapaloob na kasalukuyang pag-andar ng limitasyon
  12. Hindi na kailangang sabihin, nagsasama rin ang maliit na tilad ng isang tampok na output ng maikling proteksyon.

Pangunahing Kalamangan

Bagaman ang module ng XL4015 ay na-load ng maraming mahusay na mga tampok na kailangang magkaroon ng isang converter ng buck, kulang ito sa isang pangunahing pasilidad.

Ang module ay walang pag-aayos para sa pag-aayos ng kasalukuyang output sa ginustong mga antas, ayon sa mga pagtutukoy ng pag-load.

Kaya kung gusto mo singilin ang isang baterya ng Li-Ion na may isang module na XL4015, sabihin sa 2 amp rate, hindi mo magagawa iyon, dahil sa nabanggit na sagabal.

Katulad nito, kung nais mong magmaneho ng isang 3.3 V LED sa 3 amp maximum na kasalukuyang rate, ikaw ay mabibigo din, dahil ang module ay na-rate sa isang nakapirming 5 amp kasalukuyang.

Paano Gumagana ang XL4015

Ang pangunahing gumaganang schmetaic ng XL4015 buck converter ay ipinapakita sa ibaba:

Ang circuit ay naka-configure upang makabuo ng isang nakapirming 5 V sa isang pare-pareho na 5 amp kasalukuyang output bilang tugon sa isang input ng supply ng 8 V hanggang 36 V. Ang mga pagtutukoy ng lakas ng input ay dapat na mas mataas kaysa sa output na kapangyarihan, nangangahulugang ang input supply wattage na kapasidad ay dapat mas mataas sa 5 V x 5 A = 25 W.

Samakatuwid, kung ang isang supply ng input ng 36 V ay ginamit, kung gayon ang kasalukuyang pag-input ay dapat na mas mataas sa 25/36 = 0.7 Amps. Kung ginamit ang 8 V kung gayon ang kasalukuyang pag-input ay maaaring mas mataas sa 25/8 = 3 Amps, at iba pa.

Ang panloob na circuitry ng IC XL4015 ay binubuo ng mga pangunahing elemento tulad ng isang oscillator at isang error amp. Ang mahusay na kinakalkula at kinokontrol na 180 kHz oscillator frequency ay nabuo sa pin3 (SW) para sa pagpapakain ng panlabas na pag-configure ng buck converter na binubuo ng diode, inductor, at capacitor. Pinapayagan nito ang yugto ng pag-usbong upang maproseso ang input ng supply sa isang tumpak na 5 V, 5 Isang output.

Gumagana ang pin2 (FB) bilang input para sa error amp feedback. Ang isang minimum na 1.25 V input sa pinout na ito ay sapat na upang simulan ang proseso ng shut down para sa IC.

Ang pinout na ito ay maaaring makita na naka-configure sa isang potensyal na divider R1, R2, na tinitiyak na ang boltahe ng output ay hindi maaaring lumampas sa saklaw na 5 V, na kung saan ay sanhi ng isang boltahe na mas mataas sa 1.25 V upang mabuo sa FB pin na pinasimulan ang proseso ng shut down para sa ang IC, sa gayon pinipigilan ang output mula sa pagtawid sa antas ng 5 V.

Ipinapahiwatig din nito na ang output boltahe ay maaaring iakma sa iba pang mga antas ng boltahe, tulad ng 12 V o 15 V, sa pamamagitan ng angkop na pag-iiba-iba ng mga halaga ng divider ng R1 / R2 na feedback.

Ang R1 / R2 ay maaaring maayos din gamit ang sumusunod na formula, para makuha ang nais na boltahe ng output:

Vout = 1.25 x (1 + R2 / R1)

Kasalukuyang Limitahan ang Ayusin

Tulad ng nakikita natin mula sa eskematiko ang module ng XL4015 ay hindi kasama ang isang kasalukuyang tampok sa paglilimita na tila isang pangunahing limitasyon ng module.

Gayunpaman, ang module ay nagsasama ng isang shut down na pinout FB na maaaring mai-configure sa isang panlabas kasalukuyang limiter circuit , para sa pagkamit ng tampok. Maaaring ipatupad ito tulad ng ipinahiwatig sa sumusunod na diagram:

Maaaring makalkula ang RX gamit ang batas ni Ohm:

RX = 0.2 / Kasalukuyang Limitasyon

Dahil ang dalawang transistors ay naka-wire na may napakataas na output na nakuha, ang isang potensyal na pagkakaiba ng 0.2 V lamang sa buong RX ay dapat sapat upang ma-trigger ang FB pin ng IC at simulan ang kasalukuyang nililimitahan na aksyon.

Sa lalong madaling panahon na ang kasalukuyang may kaugaliang lumampas sa nais na limitasyon, sanhi ng kinakailangang minimum na potensyal na bumuo sa buong RX na sanhi ng pagsasagawa ng NPN, na kung saan ay nagpapalitaw ng husto sa PNP BJT. Ang aksyon ay nagbibigay ng inilaan na positibong DC sa FB pin, na pinasimulan ang shut-down.

Kapag nangyari ito ang kasalukuyang output ay bumaba sa ibaba ng itinakdang limitasyon, i-OFF ang mga BJT at ibalik ang naunang kondisyon, kung saan ang kasalukuyang muli ay nagsisimulang lumampas sa itinakdang limitasyon sa paglipat SA BJTs. Patuloy na paulit-ulit ang pag-ikot, tinitiyak na ang kasalukuyang palaging mananatili sa loob ng itinakdang limitasyon.

Sa pag-aayos na ito, ang XL4015 ay nilagyan ng napaka kapaki-pakinabang na naaayos na kasalukuyang tampok na limitasyon.

Alternatibong XL4015 (Katumbas na Circuit)

Bagaman, ang module na XL4015 ay madaling magagamit mula sa karamihan sa mga online na tindahan, ang IC ay hindi gawa ng mga kilalang tatak, at maaaring madaling maging lipas sa anumang oras.

Samakatuwid, ang pagkakaroon ng isang kahalili na 5 V adjustable buck converter circuit gamit ang mga discrete na sangkap ay lilitaw na isang mas mahusay na pagpipilian.

Ang sumusunod na diagram ay nagpapakita ng isang napakahusay na 5 V buck converter gamit ang tanyag TL494 maliit na tilad:

Ang halimbawa sa itaas ay nagpapakita ng isang simple ngunit lubos na madaling gamiting, eksaktong 5 V buck converter na katumbas para sa XL4015.

Dito, nagpapakita ito ng isang aplikasyon ng solar inverter buck converter, na maaaring magamit para sa anumang iba pang nais na hangarin ng DC to DC converter.

Ang paggamit ng TL494 ay tinitiyak na ang disenyo ay hindi madaling mawawala at ang kapalit para sa IC ay madaling ma-access tuwing kinakailangan.

Dito din, tinutukoy ng isang error amp feedback loop ang kasalukuyang output sa pamamagitan ng pagse-set up ng potensyal na divider network na itinayo sa paligid ng R8 / R9.

Ang kasalukuyang ay maaaring iakma sa pamamagitan ng pag-aakma sa risistor ng R13 nang naaangkop.

R13 = 0.2 / Max Kasalukuyang Limitasyon

Ang isa pang mahusay na bentahe ng paggamit sa itaas na discretely built buck converter ay ang kasalukuyang antas ng output, na kung saan ay hindi limitado sa 5 amps, sa halip ay ma-upgrade sa mas mataas na mga antas sa pamamagitan lamang ng pag-upgrade ng mga transistor, ang kapal ng wire ng inductor at ang halagang R13 resistor.




Nakaraan: Variac Circuit para sa Pagkontrol ng Malalaking DC Shunt Motors Susunod: Ang Papel ng Inductor Coil sa SMPS