ADBlock

XL4015 Step-Down DC modul s ovládaním CV / CC

XL4015 Step-Down DC modul s ovládaním CV / CC
Elektrolab Pridal  Elektrolab
  444 zobrazení
6
 0
Elektronické moduly a stavebnice

V predchádzajúcom blogovom príspevku som robil recenziu modulu XL4015 DC-DC Buck Converter. Nedávno som však dostal jeho vylepšenú verziu toho istého modulu. Zakúpil som ho od online predajcu v Číne. Okamžite som ho vyskúšal v novom experimente a o poznatky sa chcem podeliť v tejto recenzii.

Tentokrát má modul integrované riadenie konštantného napätia (CV) a konštantného prúdu (CC), ktoré je užitočné pre aplikácie napájania a nabíjačky batérií na všeobecné účely.

Modul s XL4015 Step-Down si môžte kúpiť na tomto odkaze - klikni (Aliexpress)

Špecifikácia modulu zverejnená predajcom.

  • Vstupné napätie : 8VDC - 36VDC
  • Výstupné napätie : 1.25VDC - 32 VDC
  • Výstupný prúd : Nastaviteľný až 5A
  • Regulácia napätia : ± 2.5%
  • Regulácia záťaže : ± 0.5%
  • Zvlnenie výstupu : 50mV (max), pri 20M šírke pásma.
  • Spínacia frekvencia : 300kHz
  • Efektivita : 95% (špičková)
  • Pracovné napätie : - 40 ºC až + 80 ºC

Pohľad na modul s XL4015.

Ako vidíte, okrem vstupných a výstupných skrutkových konektorov sú k dispozícii dva viacotáčkové trimre na nastavenie výstupného napätia a výstupného prúdu. Ďalej sú tu tri indikátory LED - prvý v blízkosti vstupného konektora, ktorý je indikátorom konštantného prúdu (cc), zatiaľ čo ďalšie dva indikátory LED sú určené hlavne na nabíjanie batérií (nabíjanie batérie a indikátor nabitia batérie). Ak sa však použije ako univerzálny zdroj napájania, indikátor LED nabíjania batérie bude fungovať ako indikácia záťaže.

Popis hlavných prvkov modulu.

Pomalým otáčaním trimra pre nastavenie napätia (V-ADJ) v smere hodinových ručičiek sa bude postupne zvyšovať výstupné napätie a otáčaním proti smeru hodinových ručičiek ho bude naopak znižovať. Rovnako tak trimer nastavenia prúdu (I-ADJ) pri otáčaní v smere hodinových ručičiek zvyšuje limit prúdu, zatiaľ čo otáčanie proti smeru hodinových ručičiek prúdový limit znižuje. Odporúčam najskôr upraviť úroveň napätia a potom úroveň prúdu (tento postup jemného doladenia bude podrobne popísaný neskôr).

Nasleduje dôkladná kontrola modulu. Túto reláciu som zaradil, aby som zdieľal informácie o elektronike pozadia, ktoré by podľa mňa mohli byť užitočné pre ľudí. Nech sa začne teardown!

Srdcom modulu je čip XL4015 od XLSEMI (www.xlsemi.com), čo je 180 KHz PWM step-down (buck) DC / DC prevodník s pevnou frekvenciou, schopný riadiť 5A záťaž s vysokou účinnosť, nízkym zvlnením a vynikajúcou reguláciou napätia a zaťaženia. Podľa technického listu (Rev 1.5) môže riadiaci obvod PWM nastavovať prevádzkový pomer lineárne od 0 do 100%. Vo vnútri je zabudovaná funkcia ochrany proti nadmernému prúdu, takže keď dôjde ku skratu, prevádzková frekvencia sa zníži na 48 KHz. Ďalej vidíte funkčný blokový diagram modelu XL4015 (XL4015E1) z katalógového listu výrobcu.

Bloková schéma zapojenia a popis vývodov XL4015

Schéma zapojenia

Jadro dizajnu sleduje iba typický príklad použitia (pozri nižšie). Výnimkou je, že odporúčaný kondenzátor 1µF (C1) sa v tomto module vôbec nepoužíva.

Doporučená schéma zapojenia modulu výrobcom.

Zvyšok elektroniky obsahuje jeden pevný regulátor napätia 78L05, jeden presný regulátor TL431 a operačný zosilňovač LM358. Spočiatku som nevidel čip 78L05 v mojom module, pretože je umiestnený pod plochým toroidným jadrom, čo podľa mňa nie je práve našťastnejšie umiestnenie.

Detail rozmiestnenia komponentov modulu.

Ak ste modul prevrátili, nájdete v spodnej časti dosky plošných spojov rezistor 0,05Ω (R050), ktorý sníma prúd, na fotografii označený ako "ISENSE"

Detail snímacieho rezistora.

Ďalej nasleduje adoptovaná schéma modulu XL4015 CV / CC. Jedná sa o veľmi základnú schému, pretože existuje nespočet jej nekvalitných replikácií a revízií - žiadne prekvapenie, jednoducho bežná čínska obchodná prax.

Celkový dizajn modulu je skutočne pekne spracovaný. Úprimne povedané, bol som celkom ohromený myšlienkou súčasného riadenia založeného na LM358, pretože táto edícia obsahuje aj bočníkový regulátor TL431. V predchádzajúcej verzii som zistil, že v zapojení nie je žiadny čip TL431, ale pre regulované napätie sa používa rovnaké regulované napätie 5VDC (výstupné jedným čipom LM317) (pozri ďalší schematický výrez). TL431 / TS431 v zásade poskytuje referenciu, ktorá je stabilnejšia ako 78L05.

Praktické zapojenie modulu

Tento modul je aj tak zbytočné používať, pokiaľ neviete, ako ho správne spustiť. Ukážem vám (verím, že má pravdu) cestu, ktorú navrhol môj dôveryhodný zámorský predajca. Predpokladajme, že chcete získať prúd 1A pri výstupe 9VDC. Zapnite modul a pripojte digitálny multimetr (nastavený na správny rozsah jednosmerného napätia) cez výstupný konektor a upravte trimer V-ADJ tak, aby ste získali údaj 9.0 VDC. Potom prepnite multimetr na meranie prúdu a upravte trimer I-ADJ tak, aby ste získali údaj 1.0A. Nakoniec vyberte digitálny multimetr, zapojte záťaž a spustite ju. Je potrebné si všimnúť, že vyladenie jedného trimra môže mierne ovplyvniť nastavenie druhého - nie je to veľký problém.

Pre rýchly test som použil modul na napájanie jednej 10W bielej LED diódy cez laboratórny napájací zdroj 2A / 12VDC.

Všetko je v tolerancii

Pozrite sa na oscilogram, ktorý bol urobený, pripojením osciloskopu na pin 3 na XL4015. Spínacia frekvencia (Fosc) je asi 190 kHz. Podľa údajového listu to leží v rozsahu 144-216kHz (typicky 180kHz). Výstupné zvlnenie je 18mV. Vôbec nie zlé!

Ovládanie signálom logickej úrovne

Pokiaľ ide o funkciu modelu XL4015 vypínania signálom TTL, je to možné v bežných systémových aplikáciách s malou signálnou diódou alebo štandardnou LED použiť funkciu vypínania privedením určitej logickej úrovne. Keď je vysoké napätie TTL nad 3,3 V (vzhľadom na zem, nižšie ako VIN), prevodník sa vypne a keď nízke napätie TTL pod 0,8 V (vzhľadom na zem) zapne prevodník. Ako sa dalo očakávať, táto funkcia je inteligentne využívaná v tu neizolovanom module konštantného napätia a prúdu XL4015.

Ovládanie modulu pomocou signálu TTL.

Počas experimentovani som náhodne narazil na ďalší podobný (5A) dizajn XL4015 CV / CC modulu s mierne upraveným obvodom. V nasledujúcej schéme nájdete dva zvýraznené odpory.

Na záver by sme mohli iba hádať, bez užívateľskej príručky a presnej schémy modulu. Avšak tento modul ma skôr teší. Pravdepodobne sa to bude najlepšie hodiť pre hobby projekty, ktoré vyžadujú stále napätie alebo konštantný prúd, kde trochu driftu nebude spôsobovať problémy. Nnline obchody sú plné týchto miniatúrnych modulov, ktoré stoja bagateľ, a keď fungujú tak, ako ich predajcovia opisujú, sú neuveriteľne užitočné. Trochu ma znepokojuje pôsobivé tvrdenie, že tento modul je možné použiť aj ako nabíjačku lítium-iónových batérií, pretože sa obávam, že ak dôjde k prerušeniu vstupného napätia, pripojená batéria na výstupe sa vybije späť samotnou elektronikou a môže ju takto zničiť.

Testoval som modul pri rôznych vstupných / výstupných napätiach a podmienkach zaťaženia a vyhodnotil som jeho účinnosť. Jeden z týchto modulov som už vyskúšal  a doteraz som s ním nemal žiadne problémy.

Dodatok - Modul prevodníka SEPIC?

Jedna nepríjemná vec je, že mnoho predajcov omylom označilo a aj naďalej označuje tieto konverzné moduly CV40 / CV40 CC ako konverzné moduly SEPIC. Pozrite sa, že v jednom zakončenom primárnom indukčnom meniči (SEPIC) môže byť výstupné napätie vyššie alebo nižšie ako vstupné napätie. Modul prevodníka SEPIC je v skutočnosti modul prevodníka dc-dc typu buck-boost založený na topológii návrhu SEPIC, čo je typ metódy konverzie dc-dc, ktorá umožňuje, aby elektrický výstupný potenciál (napätie) na výstupe prevodníka bol väčší ako, menší ako alebo rovnaké ako pri vstupnom napätí. Ďalej vidíte fotografiu veľmi populárneho (a lacného) modulu prevodníka SEPIC.

Modul s XL4015 Step-Down si môžte kúpiť na tomto odkaze - klikni (Aliexpress)

Odkazy

Pokiaľ sa vám článok páčil - nezabudnite ho ohodnotiť hviezdičkami, poprípade podporte autora článku - Ďakujeme.

Máte aj vy zaujímavú konštrukciu, alebo článok?

Máte aj vy zaujímavú konštrukciu, alebo článok a chceli by ste sa o to podeliť s viac ako 200.000 čitateľmi? Tak neváhajte a dajte nám vedieť, radi ju uverejníme a to vrátane obrazových a video príloh. Rovnako uvítame aj autorov teoretických článkov, či autorov zaujímavých videí z oblasti elektroniky / elektrotechniky.

Kontaktujte nás!


Páčil sa Vám článok? Pridajte k nemu hodnotenie, alebo podporte jeho autora.
 

     

Komentáre k článku

Zatiaľ nebol pridaný žiadny komentár k článku. Pridáte prvý? Berte prosím na vedomie, že za obsah komentára je zodpovedný užívateľ, nie prevádzkovateľ týchto stránok.
Pre komentovanie sa musíte prihlásiť.

Vyhľadajte niečo na našom blogu

PCBWay Promo
PCBWay Promo
PCBWay Promo
Webwiki Button