Regulator de impuls Buck folosind xl6009 cu tensiune de ieșire reglabilă de 3,3v la 12v

Regulatorul Buck-Boost este realizat folosind două topologii diferite, așa cum sugerează și numele, constând atât din topologie Buck, cât și din top. Știm deja că Topologia regulatorului Buck oferă o magnitudine mai mică a tensiunii de ieșire decât tensiunea de intrare, în timp ce o topologie a regulatorului de amplificare oferă o magnitudine mai mare a tensiunii de ieșire decât tensiunea de intrare furnizată. Am construit deja un convertor Buck de 12V la 5V și un circuit de convertor Boost de 3,7V la 5V folosind popularul MC34063. Dar uneori, s-ar putea să avem nevoie de un circuit care să funcționeze atât ca un dolar cât și ca un regulator de impuls.

Spuneți, de exemplu, dacă dispozitivul dvs. este alimentat cu ajutorul unei baterii cu litiu, atunci domeniul de tensiune de intrare va fi între 3,6V și 4,2V. Dacă acest dispozitiv are nevoie de două tensiuni de funcționare de 3,3V și 5V. Apoi, trebuie să proiectați un regulator Buck-Boost care va regla tensiunea de la această baterie de litiu în 3,3V și 5V. Deci, în acest tutorial, vom învăța cum să construim un regulator simplu de creștere a buck-ului și să-l testăm pe o placă pentru simplificarea construcției. Acest regulator este proiectat să funcționeze cu o baterie de 9V și poate oferi o tensiune de ieșire largă variind de la 3,3V la 12V cu un curent de ieșire maxim de 4A.

Componente necesare

1. Xl6009
2. 10k presetat
3. Inductor 33uH - 2buc
4. 1n4007 - 2buc
5. SR160 - 1 buc (pentru ieșire de maxim 800mA)
6. Inductor de 10uH
7. Condensator 100uF
8. Condensator 1000uF -2buc
9. 1uF condensator de film din ceramică sau poliester
10. Sursă de alimentare de 9V (baterie sau adaptor)
11. Breadboard
12. Sârme pentru panou.

XL6009 Regulator Buck-Boost IC

Există multe modalități de a construi un circuit de impuls, pentru acest tutorial, vom folosi faimosul XL6009 DC / DC Converter IC. Am selectat acest IC datorită ușurinței sale de disponibilitate și a naturii prietenoase cu începătorii. De asemenea, puteți consulta articolul despre cum să selectați regulatorul de comutare IC pentru a vă ajuta cu selectarea altor regulatoare pentru proiectele dvs. de comutare.

Componenta principală este regulatorul de comutare XL6009. Pinout de XL6009 și caietul de sarcini sunt prezentate în imaginea de mai jos.

Fila metalică este conectată intern cu știftul de comutare al driverului XL6009 ic. Descrierea pinului este, de asemenea, dată în tabelul de mai sus. Specificațiile tehnice importante ale XL6009 IC sunt prezentate mai jos

Caracteristici

• Gama largă de tensiune de intrare de 5V la 32V
• Programare pozitivă sau negativă a tensiunii de ieșire cu un singur pin de feedback
• Controlul modului curent oferă un răspuns tranzitoriu excelent
• Versiune ajustabilă de referință de 1,25V
• S-a fixat frecvența de comutare de 400 kHz
• Curent de comutare maxim 4A
• SW PIN Protecție de supratensiune încorporată
• Reglare excelentă a liniei și încărcării
• Capacitatea de închidere EN PIN TTL
• MOSFET intern Optimize Power
• Eficiență ridicată de până la 94%
• Compensare de frecvență încorporată
• Funcție încorporată Soft-Start
• Funcția de oprire termică încorporată
• Funcția încorporată de limită de curent
• Disponibil în pachetul TO263-5L

Graficul de specificații de mai sus arată că tensiunea minimă de intrare a acestui driver IC este de 5V și cea maximă este de 32 de volți. De asemenea, deoarece frecvența de comutare este de 400 kHz, deschide posibilități de utilizare a inductoarelor mai mici pentru schimbarea scopurilor conexe. De asemenea, IC-ul driverului acceptă un curent de ieșire de maximum 4A, care este excelent pentru a acoperi multe aplicații legate de curentul nominal ridicat.

Circuit convertor Buck-Boost folosind XL6009

Schema completă a circuitului convertorului Buck-Boost este prezentată în imaginea de mai jos.

Pentru orice regulator de comutare, inductorul și condensatorul sunt componentele principale. Poziția inductorului și a condensatorului în circuit este foarte esențială pentru a furniza puterea necesară sarcinii în timpul stării de pornire și oprire. În acest caz, sunt folosiți doi inductori (l1 și L4) care vor sprijini funcția buck și boost individual în acest circuit de comutare. Inductorul de 33uH, care este L1, este inductorul care este responsabil pentru modul de funcționare Buck, în timp ce inductorul L2 este utilizat pentru inductorul de mod Boost. Aici mi-am înfășurat propriul inductor folosind un miez de ferită și sârmă de cupru emailată. Dacă sunteți nou în ceea ce privește crearea propriului dvs. inductor, puteți consulta acest articol despre noțiunile de bază ale proiectării bobinelor inductorului și inductorului pentru a începe. Odată ce v-ați construit inductorul,puteți verifica valoarea acestuia folosind un contor LCD sau, dacă nu aveți un contor LCR, puteți utiliza osciloscopul pentru a găsi valoarea inductorului utilizând metoda frecvenței rezonante.

Condensatoarele de intrare, C1 și C2 sunt folosite pentru a filtra tranzitorii și a prelua de la bateria externă sau de la sursa de alimentare. Condensatorul C3, 1uF, 100V este utilizat pentru izolarea acestor doi inductori. Există o diodă Schottky SR160, care este o diodă de un amper, 60V utilizată pentru convertirea ciclului de frecvență de comutare într-un DC și condensatorul 1000uF, 35V este condensatorul de filtrare utilizat pentru filtrarea ieșirii din diodă.

Deoarece tensiunea de prag de feedback este de 1,25 V, divizorul de tensiune poate fi setat în funcție de această tensiune de feedback pentru configurarea ieșirii reale. Pentru circuitul nostru, am folosit un pot (R1) și un rezistor (R2) pentru a furniza tensiunea de feedback.

R1 este un rezistor variabil care este utilizat pentru setarea tensiunii de ieșire. R1 și R2 formează un divizor de tensiune care oferă feedback driverului IC XL6009. Inductorul 10UH L4 și condensatorul C3 100uF sunt folosiți ca filtru LC.

Construcția și funcționarea convertorului Buck-Boost

În afară de inductor, toate componentele ar trebui să fie disponibile cu ușurință. XL6009 IC nu este compatibil cu panourile. Prin urmare, am folosit placa punctată pentru a conecta pinii XL6009 la pinii antetului masculin, după cum se arată mai jos.

Construiți inductorul așa cum sa discutat mai devreme și creați circuitul. Am folosit un panou pentru a ușura lucrurile, dar este recomandat un panou perf. Odată finalizat circuitul meu pe panou, arăta așa.

Atunci când tensiunea de intrare este mai mare decât tensiunea de ieșire setată, inductorul se încarcă și rezistă la orice schimbare a căii curente. Când comutatorul se oprește, inductorul furnizează curentul încărcat prin condensatorul C3 și, în cele din urmă, rectifică și netezește prin dioda Schottky și respectiv condensatorul C4. Șoferul verifică tensiunea de ieșire de către divizorul de tensiune și omite ciclul de comutare pentru a sincroniza tensiunea de ieșire conform ieșirii circuitului de feedback.

Același lucru se întâmplă în timpul modului de creștere atunci când tensiunea de intrare este mai mică decât tensiunea de ieșire și inductorul L2 se încarcă și furnizează curentul de încărcare în timpul stării de oprire.

Testarea circuitului convertorului Buck-Boost XL6009

Circuitul este testat într-o placă de calcul. Rețineți că am construit circuitul pe panou numai în scopuri de testare și nu ar trebui să vă încărcați circuitul pentru mai mult de 1,5 A atunci când este pe panou. Pentru aplicații cu curent mai mare, lipirea circuitului dvs. pe placa de perfecționare este foarte recomandată.

Pentru a alimenta circuitul, puteți folosi o baterie de 9V, dar am folosit sursa de alimentare pe bancă, care este setată la 9V.

Tensiunea de ieșire poate fi setată de la 3,3V la 12V folosind potențiometrul. Din punct de vedere tehnic, circuitul poate fi proiectat pentru un curent de ieșire mare de până la 4A. Dar, din cauza limitării diodei de ieșire, circuitul nu este testat la o sarcină completă. Sarcina de ieșire este setată la o valoare decentă de aproximativ 700-800mA de curent. Puteți schimba dioda de ieșire pentru a crește curentul de ieșire, dacă este necesar.

Pentru a testa circuitul nostru de alimentare, am folosit un multimetru pentru a monitoriza tensiunea de ieșire și pentru sarcină, am folosit sarcina electronică DC ceva similar cu ceea ce construim mai devreme. Dacă nu aveți o încărcare electronică, puteți utiliza orice sarcină la alegere și puteți monitoriza curentul folosind un multimetru. Videoclipul complet de testare este prezentat în partea de jos a acestei pagini.

De asemenea, se observă că tensiunea de ieșire este puțin fluctuantă, cu o marjă de +/- 5%. Acest lucru se datorează valorii ridicate DCR a inductoarelor și indisponibilității radiatorului în XL6009. Chiuveta de căldură adecvată și componentele adecvate pot fi utile pentru o ieșire stabilă. În general, circuitul funcționează destul de operațional și performanța este satisfăcătoare. Dacă aveți întrebări, lăsați-le în secțiunea de comentarii, puteți folosi și forumurile noastre pentru alte întrebări tehnice.