שינוי ממיר באק XL4015 עם מגביל זרם מתכוונן

ההודעה מסבירה דרך פשוטה לשפר את ממיר ה- XL4015 DC ל- DC עם מגביל זרם מתכוונן, שנראה חסר במודול המקורי.

בערך XL4015

ה- XL4015 הוא ממיר DC / DC בתדר קבוע של 180 קילו-הרץ בתדר קבוע (למטה), שתוכנן במיוחד להפעלת עומס 5 וולט, 5 אמפר עם יעילות טובה, אדווה מינימלית ויסות קו ועומס יוצא דופן.

נבנה באמצעות מספר מועט מאוד של חלקים נוספים, ומודול הרגולטור קל לעבודה והוא מורכב מפיצוי תדרים מובנה יחד עם מתנד בתדר קבוע.

מעגל הבקרה PWM כולל יחס חובה מתכוונן בקצב קבוע בין 0 ל -100%. ה- IC XL4015 כולל פונקציונליות מובנית של הגנת זרם יתר.

כאשר מתגלה קצר במוצא, תדר ההפעלה יורד מיידית מ -180 קילוהרץ ל -48 קילוהרץ, מה שגורם לירידה מיידית במתח המוצא ובזרם.

לשבב יש בלוק פיצוי משולב לחלוטין, ללא תלות ברכיבים חיצוניים כלשהם.

תכונות עיקריות של XL4015 IC

1. טווח מתח כניסה של 8 וולט עד 36 וולט רחב
2. מתח היציאה ניתן לכוונון מ- 1.25 וולט ל -32 וולט
3. מחזור חובה מקסימלי יכול להיות עד 100%
4. נשירת התפוקה היא רק 0.3 וולט
5. תדר המיתוג קבוע ב -180 קילוהרץ
6. זרם היציאה קבוע ב- 5A.
7. מובנה כוח MOSFETs מבטיחים אופטימיזציה של מתח / זרם גבוה
8. יעילות התפעול מרשימה מאוד עם 96%
9. ויסות הקו והעומס טובים במיוחד
10. IC כולל פונקציית כיבוי תרמית מבוקרת
11. כמו כן הוא כולל פונקציית מגבלת זרם מובנית
12. למותר לציין שהשבב כולל גם תכונת הגנה קצרה על פלט.

חסרון גדול

אף על פי שמודול ה- XL4015 עמוס בתכונות מצוינות רבות שיש להמיר ממיר באק, הוא חסר מתקן אחד מרכזי.

למודול אין סידור להתאמת זרם המוצא לרמות המועדפות, בהתאם למפרט העומס.

אז אם אתה רוצה לטעון סוללת Li-Ion עם מודול XL4015, נניח בקצב של 2 אמפר, לא תוכלו לעשות זאת, בגלל החיסרון שהוזכר לעיל.

באופן דומה, אם ברצונך להניע נורית 3.3 וולט בקצב זרם מרבי של 3 אמפר, תתאכזב גם כן מכיוון שהמודול מדורג בזרם קבוע של 5 אמפר.

איך עובד XL4015

סכמת העבודה הבסיסית של ממיר הכסף XL4015 מוצגת להלן:

המעגל מוגדר לייצר 5 וולט קבועים בהספק זרם קבוע של 5 אמפר בתגובה לכניסת אספקה ​​של 8 וולט עד 36 וולט. מפרטי הספק הקלט צריכים להיות גבוהים יותר מהספק המוצא, כלומר קיבולת הספק הכניסה חייבת להיות להיות גבוה מ- 5 V x 5 A = 25 W.

לכן, אם משתמשים באספקת קלט של 36 וולט, אז זרם הקלט צריך להיות גבוה מ- 25/36 = 0.7 אמפר. אם משתמשים ב- 8 V ​​אז זרם הקלט עשוי להיות גבוה מ- 25/8 = 3 אמפר וכן הלאה.

המעגלים הפנימיים של ה- IC XL4015 מורכבים מאלמנטים בסיסיים כגון מתנד ומגבר שגיאה. תדר המתנד המחושב ומבוקר 180 קילו-הרץ נוצר ב- pin3 (SW) להזנת תצורת ממיר הכסף החיצוני המורכב מהדיודה, המשרן והקבל. זה מאפשר לשלב הבאק לעבד את אספקת הקלט ליציאה מדויקת של 5 וולט, 5 א.

ה- pin2 (FB) מתפקד כקלט למשוב מגבר השגיאה. די בכניסה של 1.25 וולט בפינאוט זה כדי להתחיל בתהליך הכיבוי של ה- IC.

ניתן לראות pinout זה מוגדר עם מחלק פוטנציאלי R1, R2, מה שמבטיח שמתח המוצא לעולם לא יכול לעבור את תחום 5 וולט, מה שגורם לאחר מכן להתפתח מתח גבוה מ- 1.25 V בסיכה FB המתחילה את תהליך הכיבוי עבור את ה- IC, ובכך מונע את הפלט לחצות את רמת 5 וולט.

זה גם מרמז כי ניתן לכוונן את מתח המוצא לרמות מתח אחרות, כגון 12 וולט או 15 וולט, על ידי שינוי מתאים בין ערכי מחלק המשוב R1 / R2.

ניתן לתקן את ה- R1 / R2 גם באמצעות הנוסחה הבאה לקבלת מתח המוצא הרצוי:

Vout = 1.25 x (1 + R2 / R1)

התאמת מגבלה נוכחית

כפי שניתן לראות מהסכמה, מודול ה- XL4015 אינו כולל תכונת הגבלה נוכחית שככל הנראה מהווה מגבלה עיקרית של המודול.

עם זאת, המודול כולל FB pinout מכובה שניתן להגדיר עם חיצוני מעגל מגביל זרם , להגשמת התכונה. ניתן ליישם זאת כמצוין בתרשים הבא:

ניתן לחשב את ה- RX על פי חוק אוהם:

RX = 0.2 / מגבלת זרם

מכיוון ששני הטרנזיסטורים מחוברים עם תפוקת רווח גבוהה מאוד, הפרש פוטנציאלי של 0.2 וולט בלבד על פני RX אמור להספיק בכדי להפעיל את סיכת ה- FB של ה- IC ולהניע את פעולת המגבלה הנוכחית.

ברגע שהזרם נוטה לחרוג מהגבול הרצוי, גורם לפוטנציאל המינימלי הנדרש להתפתח ברחבי RX וגורם להתנהלות ה- NPN, מה שמפעיל בתורו את ה- PNP BJT קשה. הפעולה מספקת את ה- DC החיובי המיועד על סיכת ה- FB, ומניע את הכיבוי.

כאשר זה קורה זרם המוצא יורד מתחת לגבול שנקבע, מכבה את ה- BJTs ומשחזר את המצב הקודם, שבו הזרם מתחיל שוב לחרוג מהגבול שנקבע להפעיל את ה- BJTs. המחזור חוזר כל הזמן, ומבטיח שהזרם תמיד יישאר בגבול שנקבע.

עם סידור זה, ה- XL4015 מצויד בתכונת הגבלת זרם היציאה המתכווננת מאוד.

XL4015 חלופי (מעגל שווה ערך)

למרות שמודול ה- XL4015 זמין בקלות מרוב החנויות המקוונות, ה- IC אינו מיוצר על ידי מותגים נחשבים, ועשוי להיות נוטה להתיישן בכל עת.

לכן, בעל מעגל ממיר באק חלופי מתכוונן 5 וולט באמצעות רכיבים נפרדים נראה אופציה טובה בהרבה.

התרשים שלהלן מציג ממיר יעיל מאוד של 5 וולט באמצעות הפופולרי TL494 שְׁבָב:

הדוגמה שלמעלה מציגה ממיר דיוק 5 V באק פשוט אך שימושי במיוחד, שווה ערך ל- XL4015.

כאן, זה מראה יישום ממיר באק ממיר סולארי, אשר יכול להיות מאומץ לכל מטרה ממיר מתח DC ל DC אחר.

השימוש ב- TL494 מבטיח כי העיצוב לא יתיישן בקלות והחלפת ה- IC תהיה נגישה בכל עת.

גם כאן, לולאת משוב מגבר שגיאה קובעת את זרם הפלט על ידי הגדרת רשת המחלקים הפוטנציאלית הבנויה סביב R8 / R9.

ניתן לכוונן את הזרם על ידי כוונון הנגד R13 כראוי.

R13 = 0.2 / מגבלת זרם מקסימלית

יתרון גדול נוסף בשימוש בממיר באק בנוי באופן דיסקרטי לעיל הוא רמת זרם הפלט, שאינה מוגבלת ל -5 אמפר, אלא ניתן לשדרג לרמות גבוהות בהרבה פשוט על ידי שדרוג הטרנזיסטורים, עובי חוט המשרן וערך הנגד R13.