Sx1308 обзор. SX1308: Мощный повышающий преобразователь DC-DC для портативной электроники

alexxlabРазное
Что такое SX1308. Как работает повышающий преобразователь SX1308. Каковы основные характеристики SX1308. Для чего применяется SX1308 в электронных устройствах. Каковы преимущества использования SX1308 по сравнению с другими DC-DC преобразователями.

Содержание

Что такое SX1308 и принцип его работы

SX1308 — это интегральная микросхема повышающего преобразователя постоянного тока, разработанная для создания компактных и эффективных источников питания. Данный чип преобразует низкое входное напряжение в более высокое выходное, что позволяет питать электронные устройства от батарей с небольшим числом элементов.

Принцип работы SX1308 основан на импульсном преобразовании энергии:

  1. При включении транзистора ток через катушку индуктивности нарастает, накапливая энергию в магнитном поле.
  2. При выключении транзистора ЭДС самоиндукции катушки суммируется с входным напряжением.
  3. Повышенное напряжение выпрямляется диодом и сглаживается конденсатором.
  4. Цикл повторяется с высокой частотой, обеспечивая стабильное выходное напряжение.

Встроенный ШИМ-контроллер автоматически регулирует скважность импульсов для поддержания заданного выходного напряжения при изменении нагрузки или входного напряжения.


Основные характеристики и параметры SX1308

SX1308 обладает следующими ключевыми характеристиками:

  • Диапазон входных напряжений: 2-24 В
  • Диапазон выходных напряжений: 2-28 В
  • Максимальный выходной ток: 2 А
  • КПД: до 93%
  • Частота преобразования: 1.2 МГц
  • Встроенный MOSFET-транзистор
  • Защита от короткого замыкания и перегрева
  • Компактный корпус SOT23-6

Каковы типичные значения выходного тока для SX1308 при различных напряжениях? При входном напряжении 3.7 В (литиевый аккумулятор) и выходном 5 В микросхема способна обеспечить ток до 1.8 А. При выходном напряжении 12 В максимальный ток снижается до 0.8 А.

Применение SX1308 в портативной электронике

Благодаря своим характеристикам, SX1308 находит широкое применение в различных портативных устройствах:

  • Мобильные зарядные устройства (powerbank)
  • Bluetooth-колонки и наушники
  • Беспроводные датчики и IoT-устройства
  • Носимая электроника (фитнес-трекеры, умные часы)
  • Светодиодные фонари и фары
  • Питание микроконтроллеров от батарей

Почему SX1308 так популярен в портативных устройствах? Ключевыми факторами являются высокая эффективность преобразования, компактные размеры и возможность работы от одного литиевого аккумулятора. Это позволяет создавать энергоэффективные устройства с длительным временем автономной работы.


Сравнение SX1308 с другими DC-DC преобразователями

Как SX1308 соотносится с аналогичными микросхемами? Рассмотрим сравнение с популярными конкурентами:

ПараметрSX1308MT3608XL6009
Входное напряжение2-24 В2-24 В3-32 В
Выходное напряжение2-28 В2-28 В5-35 В
Макс. выходной ток2 А2 А4 А
Частота преобразования1.2 МГц1.2 МГц400 кГц
КПДдо 93%до 93%до 94%

Как видим, SX1308 и MT3608 имеют схожие характеристики и часто взаимозаменяемы. XL6009 обеспечивает больший ток, но работает на более низкой частоте, что требует использования более крупных внешних компонентов.

Схемотехника и расчет внешних компонентов для SX1308

Для корректной работы SX1308 требуется минимальное количество внешних компонентов. Базовая схема включения выглядит следующим образом:

  • Входной конденсатор C1: 10-22 мкФ
  • Выходной конденсатор C2: 22-47 мкФ
  • Индуктивность L1: 4.7-10 мкГн
  • Диод Шоттки D1: SS14 или аналог
  • Резистивный делитель R1-R2 для установки выходного напряжения

Как рассчитать номиналы резисторов для установки нужного выходного напряжения? Формула выглядит следующим образом:


Vout = 0.6 * (1 + R1/R2)

Рекомендуется выбирать R2 = 10 кОм, тогда R1 можно рассчитать как:

R1 = R2 * (Vout/0.6 — 1)

Например, для получения 5В на выходе при R2=10 кОм, R1 должно быть 73.3 кОм. На практике можно использовать ближайшее стандартное значение 75 кОм.

Особенности применения SX1308 в реальных устройствах

При разработке устройств на базе SX1308 следует учитывать несколько важных моментов:

  1. Тепловой режим. При больших токах нагрузки микросхема может значительно нагреваться. Необходимо обеспечить адекватный теплоотвод, особенно в компактных устройствах.
  2. Выбор индуктивности. От правильного выбора катушки зависит эффективность преобразования и уровень пульсаций. Рекомендуется использовать индуктивности с низким DC-сопротивлением и высоким током насыщения.
  3. Защита от переполюсовки. SX1308 не имеет встроенной защиты от обратного подключения питания. Рекомендуется добавить внешний защитный диод или P-канальный MOSFET.
  4. Фильтрация помех. Импульсный преобразователь может создавать высокочастотные помехи. Для их подавления используются LC-фильтры на входе и выходе.

Какие типичные ошибки допускают разработчики при использовании SX1308? Часто недооценивают важность качественной разводки печатной платы, используют конденсаторы с высоким ESR или неоптимальные индуктивности. Это приводит к снижению КПД и повышению уровня пульсаций.


Тестирование и измерение параметров SX1308

Для оценки характеристик преобразователя на базе SX1308 проводят следующие измерения:

  • КПД при различных входных напряжениях и токах нагрузки
  • Уровень пульсаций выходного напряжения
  • Переходные процессы при изменении нагрузки
  • Температурный режим работы
  • Уровень электромагнитных помех

Как провести базовое тестирование модуля на SX1308? Потребуется источник питания, электронная нагрузка и осциллограф. Измеряем входное и выходное напряжение, входной и выходной ток. Рассчитываем КПД как отношение выходной мощности к входной. С помощью осциллографа оцениваем уровень пульсаций и переходные процессы.

Альтернативные решения для повышающих преобразователей

Хотя SX1308 является популярным решением, существуют и другие варианты для создания повышающих преобразователей:

  • Дискретная схема на базе ШИМ-контроллера и внешнего MOSFET
  • Специализированные микросхемы для конкретных применений (например, драйверы светодиодов)
  • Модули с интегрированными индуктивностями и компонентами обвязки
  • Преобразователи с более высокими рабочими частотами (до 2-4 МГц)

Какое решение выбрать для конкретного устройства? Это зависит от требований к выходной мощности, диапазона входных напряжений, габаритных ограничений и стоимости. SX1308 остается оптимальным выбором для большинства портативных устройств благодаря хорошему балансу характеристик и цены.


Перспективы развития технологий DC-DC преобразования

Технологии импульсных преобразователей постоянно совершенствуются. Основные направления развития включают:

  • Повышение рабочих частот для уменьшения габаритов внешних компонентов
  • Улучшение КПД, особенно при малых токах нагрузки
  • Интеграция дополнительных функций защиты и диагностики
  • Развитие цифровых методов управления преобразователями
  • Создание специализированных решений для новых типов аккумуляторов (литий-полимерных, твердотельных)

Как будут развиваться преобразователи типа SX1308 в ближайшие годы? Вероятно, мы увидим дальнейшее повышение КПД, расширение диапазона рабочих напряжений и токов, улучшение тепловых характеристик. Также ожидается появление версий с интегрированными силовыми компонентами, что позволит еще больше уменьшить размеры устройств.


Защита от некорректной полярности на входе для DC-DC преобразователя на базе SX1308/MT3608

Всем привет. Сегодня я хочу рассказать про доработку, способную спасти большое количество модулей DC-DC преобразователей, не дав волшебному дыму, благодаря которому оно там всё и работает внутри, вырваться наружу)).

В частности, речь пойдёт про доработку всем известных, копеечных, мелких модулей DC-DC Step-Up, построенных на микросхемах SX1308 или MT3608, способных стабильно работать от 1-ой банки 18650, чего например, не может более мощная XL6009, но доработка годится и для неё

Данные модули, а точнее микросхемы на которых они построены, не лишены недостатков, среди которых: отсутствие защиты при КЗ выхода, отсутствие защиты при некорректной полярности входа. Всё это приводит к их быстрому поджариванию.

Вообще, изначально я начал делать доработку модуля ещё в начале лета, после того как спалил два таких модуля друг за другом.
В одном случае, я перепутал полярность входа, во втором уже точно не помню, то ли те же грабли с полярностью, толи всё таки было КЗ на выходе, да и не столь важно, главное что модулям хана.

Была так же идея сделать защиту по току, так как на этом модуле она типо есть встроенная, но работает она только при достаточно высоком сопротивлении нагрузки, и то это я узнал случайно (речь про SX1308).
Если на выходе будет либо очень низкое сопротивление нагрузки, либо вообще кз, модуль обречен на смерть в течении максимум 5-6 секунд, если на входе у него хорошая банка формата 18650, способная отдать значительные токи.

На MT3608 полноценной защита от кз выхода тоже нет, работает ли там защита при небольших токах, я не проверял.

Именно на защите по току я и застопорился. Рисовал с десяток вариантов в Proteus, основываясь на компараторе, потом переносил на макетку. Пару вариантов даже в ряде случаев работали, но только в ряде случаев, в общем хочу попробовать попозже ещё один вариант, жду дополнительные деталюшки, не ясно получится ли что то в итоге, так как я не профи в разработке схем, но посмотрим.

А так хотел сделать всё аналоговое, без применения микроконтроллеров и здоровенной схемы, ибо уже теряется смысл в такой доработке, ввиду сложности, гемора, стоимости, и общей целесообразности, ведь спалить модуль в случае перегрузки достаточно сложно: должно либо произойти кз в нагрузке, либо кз в проводах (например юзер по кривости рук замкнул два вывода сам), либо подключаем изначально не подходящую нагрузку, с током потребления более 2А, при сильно большом напряжении выхода (более подробно даташите).

На половину написанная статья так бы и весела в черновиках ещё бы пару месяцев (провисев почти 3), ведь я всё-таки хотел сделать DC-DC повышайку полностью неубиваемой, но в моём случае, спалить очередной модуль по некорректной полярности оказалось намного проще, и более того, сегодня я сжёг ещё один такой модуль, и вместе с ним относительно дорогостоящий передатчик для FPV (TS832) на 5.8ГГц (на входе там понижающий DC-DC преобразователь, есть небольшая надежда что после него ничего не сгорело, в том числе и аналоговая камера).
Модуль конечно вышел из строя по моей ошибке, так как я отвлекся и вставил батарею в холдер не той полярностью, во время тестирования дальности при пешем тестировании (можно было её вообще не вынимать её от туда или не использовать холдер, или просто поставив тумблер). Вот такая вот история. Теперь снова к микросхемам.

Если кто то не знает, то схема включения данных микросхем очень проста и идентична друг другу, приведу пример из документации на SX1308:

При выгорании силового ключа, встроенного в микросхему, на выходе модуля присутствует напряжение, примерно равное входу.

Более подробно о предыстории, а так же о том как колбасит модуль на базе XL6009, при питании от 3В (иногда попадается информация что на него можно подавать от 3В), рассказал на видео.

Так же, если кто то вдруг не знает как горят такие модули при КЗ, снял короткое видео:

Жгём модуль


Защита от не корректной полярности

Самый простой вариант по защите от не корректной полярности, просто впаять оригинальный диод Шоттки, например SS34, который в целом способен «прокачать» токи с которыми работает модуль.
Единственный минус данного варианта — небольшое падение напряжения на диоде, и соответственно рассеивание лишнего тепла, что актуально при питании от банок 18650.
С другой стороны, если мы что то питаем от банки 18650, и заботимся о токе потребления (стремимся его минимизировать), то наверное и переключать батарею особо часто мы не будем, только когда она полностью сядет и нам нужно будет её зарядить. Вероятность перепутывания полярности при редкой смене батареи мизерная, но она всё же есть, и согласитесь немного геморойно потом перепаивать такой модуль из-за того что случайно сожгли его, когда он вместе с потребителем уже где то установлен.

Решение проблемы было найдено на просторах хабра, приведу ссылку на оригинальную :статью

На всякий случай проверил вариант в Proteus, применимо к не самому лучшему P- канальному транзистору FU9024N, что лежал у меня дома, из заказанной когда то партии с Ali. Если кратко, то у данного транзистора, даже по меркам P канала высоковато сопротивление Исток-Сток (но при этом, относительно небольшая ёмкость затвора), и высоковато напряжение открытия, для надёжности, при работе в схемах с питанием около 3В, лучше искать транзисторы с меньшим пороговым напряжением открытия, например IRLML6402TRPBF (стоят копейки на Ali, единственное мелкий корпус и не очень большая мощность с которой они могут работать)

Получилось вот так:

Как видим, ток полностью течёт через полевик. На нагрузке (лампа, с сопротивлением 24Ом) есть падение напряжения относительно входных 3В, из-за достаточно высокого сопротивления полевика (цель была просто проверить работоспособность, а так по сути, конкретно этот полевик не сильно лучше диода Шоттки в плане рассеивания тепла через себя).

Более подробная информация о данной защите, а так же демонстрацию работы реальной схемы (макетная плата), показана на видео:

Возможно данный вариант защиты будет полезен таким же любителям палить модули, как и я)).

SX1308 DC-DC ПОВЫШАЮЩИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Повышающий преобразователь с напряжения 3 в 12 Вольт – обзор и тестирование готового модуля с Алиэкспресс. Достаточно часто электронное устройство требует такого напряжения питания, которое нельзя обеспечить от 1-2 гальванических элементов, а питание от батареи из большого числа элементов неприемлемо по тем или иным причинам, например в связи с массогабаритными ограничениями.

Еще одной проблемой батарей, собираемых из большого числа отдельных элементов, является снижение надежности. В случае если соединения между элементами выполнено чисто механически, без пайки или сварки, велика вероятность нарушение любого из многочисленных контактов. Причиной этого может быть окисление места контакта, выскальзывание гальванического элемента из колодки от вибрации и т.п. Если гальванические элементы соединены последовательно, а так чаще всего и бывает, то это приведет к обесточиванию устройства.

По этим причинам может оказаться выгодным питать радиоэлектронное устройство от небольшой батареи через повышающий преобразователь, который преобразует низкое постоянное напряжение источника тока в более высокое постоянное напряжение, подаваемое на вход электронного устройства. Примером такого преобразователя может служить модуль SX1308, приобретенный на ru.aliexpress.com

По заявлению продавца прибор работоспособен в диапазоне входных напряжений 2-24 В, давая при этом на выходе напряжение 2-28 В. Как заявляет производитель модуль может быть нагружен током до 2 А, что глядя на размеры модуля и полное отсутствие каких-либо специальных мер для охлаждения устройства вызывает определенные сомнения, во всяком случае если речь идет о более менее долговременной работе.

Конструктивно модуль представляет собой печатную плату размером 23 х 16 х 14 мм. Для подключения источника питания и нагрузки предусмотрены маркированные металлизированные отверстия.

Для тестирования устройства была собрана следующая схема:

В качестве нагрузки использован резистор ПЭВ-25, сопротивлением 510 Ом. Резистор такой мощности использован, чтобы протекающий через него ток не смог привести к заметному нагреванию резистора, а, следовательно, к изменению его сопротивления.

Результаты измерения представлены в таблицах 1 и 2

Таблица 1 Испытания модуля SX1308 с нагрузкой ПЭВ-25 510 Ом

  • Входной ток, мА    Входное напряжение, В    Выходное напряжение, В
  • 7,3    3,14    3,17
  • 12,3    3.13    4,09
  • 18,9    3,13    5,02
  • 29,7    3,11    6,03
  • 42,0    3,10    7,01
  • 56,5    3,07    8,05
  • 76,7    3,05    9,05
  • 100    3,03    10,01
  • 130    3,00    11,00
  • 147    2,95    12,02

Таблица 2 Испытания модуля SX1308 на холостом ходу

  • Входной ток, мА    Входное напряжение, В    Выходное напряжение, В
  • 8,7    3,08    15,1
  • 16,4    3,07    20,2
  • 28    3,06    25,1
  • 42    3,05    30,8

Как видно из приведенных выше измерений, получить заявленное КПД в 95% не удалось. При этом следует иметь в виду, что при большом значении выходного напряжения сильно увеличивается ток, потребляемый самим преобразователем. Следует отметить, что это именно повышающий преобразователь, т.е. на его выходе напряжение всегда больше напряжения питания. Регулирование напряжения производится с помощью многооборотного подстроечного резистора. В целом благодаря малым размерам модуль хорошо подходит для портативных устройств с небольшим энергопотреблением. В частности при помощи модуля SX1308 можно организовать питание плат семейства Arduino от пары гальванических элементов типа АА, в то время как простейший вариант питания Arduino обычно предполагает использование достаточно дорогой и не очень емкой батареи типа 6LF22 «Крона». Автор материала – Denev.

   Форум по БП

LoRa Core Digital Baseband для внутренних шлюзов LoRaWAN

информация о продукте

Микросхема LoRa Core™ Digital Baseband для внутренних сетевых пико-шлюзов LoRaWAN®

  • Обзор
  • Характеристики
  • Приложения
  • Коды упаковки и заказа
  • Без свинца/ROHS
  • Документация
  • Диаграммы
  • Инвентарь
  • Ресурсы

SX1308

Цифровая микросхема основной полосы частот SX1308 представляет собой массивный процессор цифровой обработки сигналов, специально разработанный для обеспечения революционных возможностей шлюза в диапазонах ISM по всему миру. Он интегрирует IP-концентратор LoRa®.

Номер детали Информация об упаковке

Деталь № Страна Кол-во Купить Дистрибьютор