Buka palielināšanas regulators, izmantojot xl6009 ar regulējamu izejas spriegumu no 3.3v līdz 12v

Buck-Boost regulators ir izgatavots, izmantojot divas dažādas topoloģijas, kā norāda nosaukums, tas sastāv gan no buck, gan boost topoloģijas. Mēs jau zinām, ka Buka regulatora topoloģija nodrošina zemāku izejas sprieguma lielumu nekā ieejas spriegums, savukārt Boost Regulator topoloģija nodrošina lielāku izejas sprieguma lielumu nekā norādītais ieejas spriegums. Izmantojot populāro MC34063, mēs jau esam izveidojuši 12 V līdz 5 V Buck Converter un 3,7 V līdz 5 V Boost pārveidotāja shēmu. Bet dažreiz mums var būt nepieciešama ķēde, kas var darboties gan kā buks, gan kā pastiprinātāja regulators.

Piemēram, ja jūsu ierīce tiek darbināta, izmantojot litija akumulatoru, tad ieejas sprieguma diapazons būs no 3,6 V līdz 4,2 V. Ja šai ierīcei ir nepieciešami divi darba spriegumi 3,3 V un 5 V. Tad jums jāprojektē sprieguma palielināšanas regulators, kas regulēs šīs litija baterijas spriegumu 3,3 V un 5 V. Tātad, šajā apmācībā mēs uzzināsim, kā izveidot vienkāršu regulēšanas regulatoru un pārbaudīt to uz maizes paneļa, lai būtu ērti būvēt. Šis regulators ir paredzēts darbam ar 9V akumulatoru un var nodrošināt plašu izejas spriegumu no 3.3V līdz 12V ar maksimālo izejas strāvu 4A.

Nepieciešamās sastāvdaļas

1. Xl6009
2. 10 k iepriekš iestatīts
3. 33uH induktors - 2gab
4. 1n4007 - 2gab
5. SR160 - 1gab (maksimālai 800mA izejai)
6. 10uH induktors
7. 100uF kondensators
8. 1000uF kondensators -2gab
9. 1uF keramikas vai poliestera plēves kondensators
10. 9 V barošanas avots (akumulators vai adapteris)
11. Maizes dēlis
12. Vadi maizes dēlim.

XL6009 Buck-Boost Regulator IC

Ir daudz veidu, kā izveidot ķēdes palielināšanas ķēdi. Šīs apmācības labad mēs izmantosim slaveno XL6009 DC / DC Converter IC. Šo IC esam izvēlējušies tā pieejamības viegluma un iesācējiem draudzīgā rakstura dēļ. Varat arī pārbaudīt rakstu par to, kā izvēlēties komutācijas regulatora IC, lai palīdzētu jums izvēlēties citu regulatora izvēli jūsu komutācijas dizainam.

Galvenā sastāvdaļa ir komutācijas regulators XL6009. No XL6009 pinout un specifikācijām, ir redzams zemāk attēlā.

Metāla cilne ir iekšēji savienota ar XL6009 draivera ic komutācijas tapu. Piespraudes apraksts ir norādīts arī iepriekšējā tabulā. Svarīgās XL6009 IC tehniskās specifikācijas ir norādītas zemāk

Iespējas

• Plašs 5 V līdz 32 V ieejas sprieguma diapazons
• Pozitīva vai negatīva izejas sprieguma programmēšana ar vienu atgriezeniskās saites tapu
• Pašreizējā režīma vadība nodrošina lielisku pārejošu reakciju
• 1,25 V atsauces regulējamā versija
• Fiksēta 400KHz komutācijas frekvence
• Maksimālā 4A komutācijas strāva
• SW PIN iebūvēta aizsardzība pret pārspriegumu
• Lielisks līnijas un slodzes regulējums
• EN PIN TTL izslēgšanas iespējas
• Iekšējā optimizācija Power MOSFET
• Augsta efektivitāte līdz 94%
• Iebūvēta frekvences kompensācija
• Iebūvēta Soft-Start funkcija
• Iebūvēta termiskās izslēgšanas funkcija
• Iebūvēta pašreizējās robežas funkcija
• Pieejams TO263-5L iepakojumā

Iepriekš sniegtā specifikāciju tabula parāda, ka šī draivera IC minimālais ieejas spriegums ir 5 V un maksimālais ir 32 V. Tā kā komutācijas frekvence ir 400 kHz, tas paver iespējas izmantot mazākus induktorus ar komutāciju saistītiem mērķiem. Arī draivera IC atbalsta ne vairāk kā 4A izejas strāvu, kas ir lieliski, lai nosegtu daudzas ar augstu nominālo strāvu saistītās lietojumprogrammas.

Buck-Boost pārveidotāja shēma, izmantojot XL6009

Pilna buck-boost pārveidotāja shēmas shēma ir parādīta zemāk esošajā attēlā.

Jebkuram komutācijas regulatoram induktors un kondensators ir galvenie komponenti. Induktora un kondensatora stāvoklis ķēdē ir ļoti būtisks, lai ieslēgšanas un izslēgšanas stāvoklī nodrošinātu nepieciešamo slodzes jaudu. Šajā gadījumā tiek izmantoti divi induktori (l1 un L4), kas šajā komutācijas ķēdē atsevišķi atbalstīs sprādziena un palielināšanas funkciju. 33uH induktors, kas ir L1, ir induktors, kas ir atbildīgs par Buka darbības režīmu, turpretim induktors L2 tiek izmantots pastiprināšanas režīma induktoram. Šeit es esmu savijis savu induktoru, izmantojot ferīta serdi un emaljētu vara stiepli. Ja esat jauns, lai izveidotu pats savu induktoru, varat sākt pārbaudīt šo rakstu par induktora un induktora spoles konstrukcijas pamatiem. Kad esat izveidojis induktoru,jūs varat pārbaudīt tā vērtību, izmantojot LCD skaitītāju, vai, ja jums nav LCR mērītāja, varat izmantot savu osciloskopu, lai atrastu induktora vērtību, izmantojot rezonanses frekvences metodi.

Ieejas kondensatori C1 un C2 tiek izmantoti, lai filtrētu pārejas un pulsāciju no ārējā akumulatora vai strāvas avota. Kondensators C3, 1uF, 100V tiek izmantots šo divu induktoru izolēšanai. Ir Schottky diode SR160, kas ir viena ampēra 60V diode, ko izmanto, lai pārveidotu komutācijas frekvences ciklu līdzstrāvai un kondensatoram 1000uF, 35V ir filtra kondensators, ko izmanto diode izejas filtrēšanai.

Tā kā atgriezeniskās saites sliekšņa spriegums ir 1,25 V, sprieguma dalītāju var iestatīt atbilstoši šai atgriezeniskās saites spriegumam faktiskās izejas konfigurēšanai. Mūsu ķēdei atgriezeniskās saites sprieguma nodrošināšanai esam izmantojuši trauku (R1) un rezistoru (R2).

R1 ir mainīgs rezistors, ko izmanto izejas sprieguma iestatīšanai. R1 un R2 veido sprieguma dalītāju, kas nodrošina atgriezenisko saiti draivera IC XL6009. Kā LC filtru izmanto 10uH induktoru L4 un 100uF kondensatoru C3.

Buck-Boost Converter konstrukcija un darbība

Izņemot induktoru, visām sastāvdaļām jābūt viegli pieejamām. XL6009 IC nav draudzīgs ar maizes dēli. Tāpēc es esmu izmantojis punktētu dēli, lai savienotu XL6009 tapas ar vīriešu galvenes tapām, kā parādīts zemāk.

Veidojiet induktoru, kā jau iepriekš apspriests, un izveidojiet savu ķēdi. Esmu izmantojis maizes dēli, lai lietas būtu viegli, taču ieteicams izmantot perfu dēli. Kad mana ķēde uz maizes dēļa bija pabeigta, izskatījās šādi.

Kad ieejas spriegums ir lielāks par iestatīto izejas spriegumu, induktors tiek uzlādēts un pretojas visām izmaiņām pašreizējā ceļā. Kad slēdzis izslēdzas, induktors nodrošina uzlādētu strāvu caur C3 kondensatoru un galu galā izlabo un izlīdzina attiecīgi Schottky diode un kondensators C4. Vadītājs pārbauda izejas spriegumu ar sprieguma dalītāju un izlaiž pārslēgšanās ciklu, lai sinhronizētu izejas spriegumu atbilstoši atgriezeniskās saites ķēdes izejai.

Tas pats notiek pastiprināšanas režīmā, kad ieejas spriegums ir mazāks par izejas spriegumu un induktors L2 tiek uzlādēts un nodrošina slodzes strāvu izslēgšanas stāvoklī.

XL6009 Buck-Boost Converter ķēdes pārbaude

Ķēde tiek pārbaudīta maizes dēlī. Ņemiet vērā, ka mēs esam izveidojuši ķēdi uz paneļa tikai testēšanas nolūkos, un jums nav paredzēts ielādēt savu ķēdi vairāk nekā 1,5 A, atrodoties uz maizes paneļa. Lielākas strāvas lietojumiem ir ļoti ieteicams lodēt ķēdi uz perf.

Lai darbinātu ķēdi, varat izmantot 9V akumulatoru, bet es izmantoju savu stenda barošanas avotu, kas ir iestatīts uz 9V.

Izmantojot potenciometru, izejas spriegumu var iestatīt no 3,3 V līdz 12 V. Tehniski ķēdi var veidot ar lielu izejas strāvu līdz pat 4A. Bet, pateicoties izejas diode ierobežojumam, ķēde netiek pārbaudīta pilnā slodzē. Izvades slodze ir iestatīta uz pienācīgu vērtību aptuveni 700-800mA strāvas. Ja nepieciešams, varat mainīt izejas diode, lai palielinātu izejas strāvu.

Lai pārbaudītu mūsu barošanas ķēdi, mēs izmantojām multimetru, lai uzraudzītu izejas spriegumu un slodzi, mēs esam izmantojuši līdzstrāvas elektronisko slodzi, kas ir līdzīga tai, ko mēs uzbūvējām agrāk. Ja jums nav elektroniskas slodzes, varat izmantot jebkuru izvēlēto slodzi un kontrolēt strāvu, izmantojot multimetru. Pilns testēšanas video ir norādīts šīs lapas apakšdaļā.

Ir arī pamanīts, ka izejas spriegums nedaudz svārstās +/- 5% rezervē. Tas ir saistīts ar induktoru augsto DCR vērtību un siltuma izlietnes nepieejamību XL6009. Stabilai izejai var būt noderīga atbilstoša siltuma izlietne un atbilstoši komponenti. Kopumā ķēde darbojas diezgan darbspējīgi un veiktspēja ir apmierinoša. Ja jums ir kādi jautājumi, atstājiet tos komentāru sadaļā, kā arī varat izmantot mūsu forumus citiem tehniskiem jautājumiem.