Какие особенности и преимущества имеет понижающий DC-DC преобразователь на микросхеме XL4015. Как правильно применять модуль для питания устройств и зарядки аккумуляторов. Какие доработки могут повысить его эффективность и надежность. Как выжать из преобразователя максимум возможностей.

Основные характеристики и возможности XL4015

XL4015 — это высокоэффективный понижающий DC-DC преобразователь с возможностью регулировки выходного напряжения и тока. Основные особенности микросхемы:

• Входное напряжение: 5-32В
• Выходное напряжение: 0.8-30В
• Максимальный выходной ток: до 5А
• КПД: до 96%
• Частота преобразования: 300 кГц
• Встроенная защита от перегрева
• Встроенный силовой MOSFET транзистор

Благодаря высокой частоте преобразования и эффективной схемотехнике, XL4015 позволяет создавать компактные и мощные DC-DC преобразователи с низким уровнем пульсаций.

Преимущества перед популярными аналогами

По сравнению с часто используемыми преобразователями на базе LM2596, модули на XL4015 имеют ряд преимуществ:

• Более высокая частота работы (300 кГц против 150 кГц) позволяет использовать компоненты меньших размеров
• Выше КПД, особенно при больших токах нагрузки
• Меньший нагрев при одинаковой мощности
• Возможность точной регулировки выходного тока
• Более широкий диапазон входных и выходных напряжений

Благодаря этим особенностям, XL4015 позволяет создавать более эффективные и компактные преобразователи по сравнению с LM2596.

Применение модуля на практике

Модули на базе XL4015 могут эффективно применяться для решения следующих задач:

• Питание электронных устройств от источников с более высоким напряжением
• Зарядка аккумуляторов с контролем тока и напряжения
• Питание светодиодов и светодиодных лент с регулировкой яркости
• Лабораторные источники питания с регулируемым напряжением и током
• Стабилизаторы напряжения для автомобильной электроники

При этом важно учитывать ограничения по максимальной мощности и обеспечивать адекватный теплоотвод при работе на предельных режимах.

Типичные проблемы и способы их решения

При использовании модулей на XL4015 могут возникать следующие проблемы:

• Перегрев микросхемы и дросселя при больших токах нагрузки
• Недостаточная точность установки малых выходных напряжений
• Некорректная работа схемы токоограничения при малых выходных напряжениях
• Выход из строя при коротких замыканиях на выходе

Для решения этих проблем рекомендуется выполнить следующие доработки:

• Установить дополнительный радиатор на микросхему и диод Шоттки
• Заменить штатный дроссель на более мощный
• Добавить резистор 200-330 Ом последовательно с подстроечником регулировки напряжения
• Установить токоограничивающие резисторы на входы операционных усилителей

Эти простые модификации позволят существенно повысить надежность и функциональность модуля.

Рекомендации по выбору модуля

При выборе модуля на XL4015 стоит обратить внимание на следующие моменты:

• Качество изготовления платы и пайки компонентов
• Наличие керамических конденсаторов для фильтрации помех
• Толщина медных дорожек силовых цепей
• Наличие возможности установки радиатора
• Удобство регулировки напряжения и тока

Также желательно выбирать модули от проверенных производителей, чтобы минимизировать риск получения подделки с заниженными характеристиками.

Особенности применения для зарядки аккумуляторов

Модули на XL4015 хорошо подходят для создания зарядных устройств благодаря возможности точной регулировки тока и напряжения. При этом важно учитывать следующие моменты:

• Необходимо правильно выставить напряжение окончания заряда для конкретного типа аккумулятора
• Ток заряда не должен превышать 0.5-1С от емкости аккумулятора
• Желательно обеспечить принудительное охлаждение модуля при длительной работе на больших токах
• Для литиевых аккумуляторов рекомендуется использовать дополнительную схему защиты

При соблюдении этих рекомендаций модуль на XL4015 может стать основой эффективного и безопасного зарядного устройства.

Сравнение с другими понижающими преобразователями

XL4015 имеет ряд преимуществ по сравнению с другими популярными микросхемами понижающих преобразователей:

Параметр	XL4015	LM2596	MP2307
Максимальный ток	5А	3А	3А
Частота преобразования	300 кГц	150 кГц	340 кГц
КПД	до 96%	до 92%	до 95%
Диапазон входных напряжений	5-32В	4.5-40В	4.75-23В

Как видно, XL4015 превосходит аналоги по большинству ключевых параметров, что делает его отличным выбором для создания эффективных понижающих преобразователей.

Понижающий преобразователь DC-DC на XL4015

Однажды мне потребовался понижающий преобразователь с выходной мощностью до 30вт, хорошим КПД и возможностью ограничения тока. Погуглив по теме, я выбрал для себя плату преобразователя на XL4015. Обзор подобной платы уже был на mysku — mysku.ru/blog/aliexpress/46321.html или вот его упрощенная версия без регулировки тока mysku.ru/search/topics/?q=xl4015
В данном обзоре я хочу рассказать об измеренных параметрах устройства и его модификации для полноценной работы. Даташит нам говорит о хорошем КПД, возможности отдавать до 5А в нагрузку и хорошем диапазоне питающих напряжений. Параметры устройства от китайцев

• Погрешность измерения входного/выходного напряжения ± 0.05 В
• Входное напряжение 4.0 ~ 38 В
• Выходное напряжение 1.25 В ~ 35 В
• Выходной ток до 5А, рекомендуется 4.5A
• Выходная мощность до 75 Вт

Далее стал изучать даташит — КПД довольно сильно зависит от параметров входного/выходного напряжения и тока нагрузки. Путем подсчетов обнаружил, что на самой микросхеме может выделяться до 5 ватт и выше. Очевидно, что слоев металлизации на этой платке не достаточно для нормального охлаждения микросхемы. Входящий в комплект радиатор выполняет декоративную роль — отводить тепло нужно с обратной стороны чипа. Сразу понял, что будет нужна доработка
Далее увидел, что вариантов этой платы несколько. В одном из вариантов увидел интересную особенность — с обратной стороны платы есть небольшой участок 1.5×0.8см с отверстиями сплошной металлизации

Площадка сразу напротив чипа. Эта площадка по мнению китайцев, видимо, должна была улучшить теплоотвод. Но мне пришла в голову интересная мысль — если мы не можем прикрепить к этой плате радиатор, то можно очистив эту площадку, его к ней припаять 🙂 А отверстия металлизации будут передавать на радиатор тепло. Правда работа достаточно ювелирная. Заказал две таких платы, дабы если одну поломаю после экспериментов, использовать другую. После получения плат замерил параметры преобразователя

• Входное напряжение — минимум 4.5 вольт. Но нормально встроенный вольтметр начинает работать от 6 вольт. Ниже или не работает или врет. Но меня устраивает
• Выходное напряжение — 1.25 — 32В (входное я ограничил безопасным уровнем в 36В из-за номиналов примененных компонентов, в т.ч. диода Шоттки на 40 В)
• Ток действительно отдает до 5А. Но есть нюансы — я подал на вход 17 вольт постоянки и на выходе повесил два резистора по 20 ватт 4 Ома. Получил 2 Ома. Выходное напряжение установил 8 вольт. Итого получил ток нагрузки 4А, выходную мощность 32 ватта. Далее замерял температуру компонентов — довольно быстро микросхема нагрелась до 85 градусов, диод Шоттки на входе до 110. Этот же диод стал сильно разогревать расположенный рядом электролит. Индуктивность через некоторое время нагрелась до 80 градусов. В общем без переделки оно отдает 30 ватт. Но отдавать оно будет не долго 🙂 Все это быстро выйдет из строя. Путем экспериментов и измерений температуры обнаружил, что безопасно долговременно можно снимать с него не более 20 ватт. Чудес не бывает. Под 75 ваттами китайцы, видимо, понимали очень кратковременное увеличение мощности. КПД в этом режиме оказалось равным 86 процентам
• По току — я бы не стал снимать с него более 4А. Дело не в микросхеме, а в том, что для больших токов нужно менять индуктивность
• Пульсации — при нагрузке 4А и выходном напряжении 8В пульсации составляют порядка 120мВ

Очистил место под пайку радиатора

Приступил к изготовлению радиатора. Взял медную пластину толщиной 2мм, сделал несколько изгибов, отпилил на конце по выступу, что бы получить площадку для пайки. Замеров не делал, но на прилагаемых скриншотах понятно, как он изготовлен. Повторить просто


Теперь, если мы просто припаяем радиатор, то на месте пайки получим рычаг. Т.е. если надавим на радиатор, он оторвет эту площадку. Поэтому я изготовил брусок по диаметру изгиба, который уже использовал как опору и приклеил его эпоксидкой к плате и радиатору и сразу припаял радиатор


После застывания эпоксидки получилась монолитная прочная конструкция


Далее испытал все на той же нагрузке. Температура на чипе и радиаторе стала меньше 55 градусов. Тепло передается хорошо. Аналогичный результат и на второй плате. Следующая доработка — тот радиатор в комплекте — я убрал одну секцию и через теплопроводную пасту установил на диод Шоттки. Зафиксировал эпоксидкой

По замерам, температура упала со 110 до 79 градусов. И стал меньше греться электролит. В таком варианте уже вполне можно долговременно отдавать 30 ватт. Что нужно. Еще одна доработка — китайцы не поставили шунтирующий керамический конденсатор параллельно выходному электролиту. А он нужен по даташиту. Поставил 0.1uF 50v

Дальше больше. Захотел полноценный блок, со входом для переменного напряжения, дополнительной фильтрацией выходных пульсаций, нормальными разьемами, выходом для постоянного напряжения и для зарядки током. Сделал такую плату

Думаю тут все понятно. Единственный момент — дополнительно переключатель на схеме — это что бы не искрили разьемы при подключении переменного напряжения. Ток ограничивает терморезистор. Далее переключателем мы просто его шунтируем. Из опыта — искрение приводит к ухудшению контакта в разьеме. Плата в сборе



Пульсации на выходе при той же нагрузке упали со 120мВ до 40мВ

mysku.ru

Понижающий преобразователь XL4015 | Все своими руками

В сегодняшней статье хочу сделать небольшой обзор понижающего преобразователя на XL4015. Этот дешевый модуль на удивление очень мощный для своего маленького размера.

Модуль на XL4015 имеет КПД до 96%, мощность в нагрузке 75ВТ, при максимальном токе 5А. Питается модуль от 6В до 38В, выходное напряжение от 1,25В до 36В. Надо помнить, что разница между входящим и исходящим напряжением не менее 2В. В микросхеме есть защита от перегрева кристалла, а так же защита от короткого замыкания.

Выглядит модуль вот так

Размеры модуля 26*62*16ММ. Высота замерена по самой высокой детали, дросселю.
Пора перейти к схеме модуля с регулировкой напряжения и тока XL4015
Схема преобразователя XL4015

Основой всей схемы является XL4015. Которая чем то напоминает lm2596, но имеет на борту полевой транзистор, а так же выходной ток до 5А
Эта микросхема импульсный понижающий преобразователь. Управление микросхемой происходит через 2-ю ножку называемая FeedBack. Ножка FB  это вход компаратора ошибки с фиксированным напряжением 1,25В.

Ограничение напряжения устанавливается переменным резистором CV 10к в составе резисторного делителя R3иCV
Ограничение выходного тока построено на датчике тока которым выступает шунт на 0,05Ом. Падение напряжения на нем сравнивается с напряжением на компараторе, установленным переменным резистором СС 1к. Индикация работы в режиме стабилизатора тока осуществляется красным светодиодом

На втором ОУ собран индикатор нагрузки. Если нагрузка меньше 9% от максимального тока, светится зеленый светодиод, если нагрузка больше- синий светодиод

Смысл от от этого индикатора в блоке питания считаю бесполезным, а вот сигнализатор токов удобно использовать как индикатор заряда аккумулятора.

Испытания XL4015
Пришло испытать модуль
На вход подаю напряжение 23В от конденсаторного фильтра лабораторного блока питания, нагрузка на модуле лампа 12В с мото фары ближний свет
Напряжение под нагрузкой просело до 18,6В при токе 4А, напряжение на выходе 12,3В ток 4А. Если мои расчеты верны то КПД этой схемы 65%.
Под такой нагрузкой за первые 5 минут схема хорошенько нагрелась, проработала еще пол часа и испустила дух.

Тот самый белым дым, на котором работают все микросхемы и транзисторы,  микросхема выпустила. После замены микросхемы и диода все нормально заработало, но я больше ее та не нагружал.  Скорее всего первым умер диод и увел за собой микросхему
Плата после замены, диод временно заменил на двойной диод с блока питания ПК
Микросхема выглядит вот так

Вывод напрашивается такой, модуль преобразователя XL4015 великолепно подходит для многих задач и несомненно найдет место в мастерской, но с отводом тепла надо что-то делать
Рекомендую посмотреть статью про универсальное зарядное плюс блок питания на Xl4015

Покупка модуля XL4015
Пару слов о том, где прикупить такой модуль. Естественно, лучшая цена за товар будет именно при заказе с Китая. Проблематично ждать месяц, но если уж экономить,то лучше при прямой покупке
Приобрести модули можно по этой ссылке цена за один 92 рубля, доставка бесплатна

С ув. Эдуард

Загрузка…

---

Полезные материалы по этой теме:

---

Навигация по записям

rustaste.ru

ШИМ контроллер для DC-DC преобразователя XL4005E1

Продолжение истории об убиенном DC-DC преобразователе, начало тут:
mySKU.me/blog/aliexpress/32986.html
Был заказан десяток микросхем для продолжения жестоких экспериментов с получением заявленного тока.

Долетели всего за 3 недели

Пакетик

Содержимое


Итак, имеем:
Преобразователь со сгоревшей микросхемой

Новые микросхемы на замену
www.xlsemi.com/datasheet/XL4005%20datasheet.pdf

Принципиальная схема для медитации

Надо попытаться из всего этого получить что нибудь полезное.
Хронология событий соблюдена 🙂
Выпаял дохлую микросхему и сравнил с новыми

Оказались довольно похожи.
Запаял новую микросхему, заодно поменял клеммные колодки на более удобные лифтовые. Плата не отмыта и пока без дросселя.

Отмотал 4 витка с родного дросселя, т.к. по расчётам на ток 5А его требуемая индуктивность выходила менее 30мкГн во всём диапазоне входных и выходных напряжений, оставил 30мкГн (изначально было 42мкГн).

Приклеил с обратной стороны малюсенький радиатор 20х20х6мм в надежде хоть немного охладить пыл горячего устройства

Подал на вход 12,5В выставил на выходе 5В и нагрузил на 4A для прогрева. Примерно через 15 минут плата и радиатор очень сильно разогрелись, особенно расстроил нагрев входного конденсатора — свыше 100°С от рядом расположенного диода, в таком режиме он долго не проработает. Дроссель также нагрелся свыше 100°С.
Примерно через час такой работы, напряжение на выходе стало подозрительно снижаться и прыгать, решил понаблюдать чем это закончится (запас микросхем позволяет). Закончилось тепловым пробоем диода Шоттки SK86 🙁
pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/mcc/SK83.pdf

mysku.me

ШИМ контроллер для DC-DC преобразователя XL4005E1

Продолжение истории об убиенном DC-DC преобразователе, начало тут:
mysku.ru/blog/aliexpress/32986.html
Был заказан десяток микросхем для продолжения жестоких экспериментов с получением заявленного тока.

Долетели всего за 3 недели

Пакетик

Содержимое


Итак, имеем:
Преобразователь со сгоревшей микросхемой

Новые микросхемы на замену
www.xlsemi.com/datasheet/XL4005%20datasheet.pdf

Принципиальная схема для медитации

Надо попытаться из всего этого получить что нибудь полезное.
Хронология событий соблюдена 🙂
Выпаял дохлую микросхему и сравнил с новыми

Оказались довольно похожи.
Запаял новую микросхему, заодно поменял клеммные колодки на более удобные лифтовые. Плата не отмыта и пока без дросселя.

Отмотал 4 витка с родного дросселя, т.к. по расчётам на ток 5А его требуемая индуктивность выходила менее 30мкГн во всём диапазоне входных и выходных напряжений, оставил 30мкГн (изначально было 42мкГн).

Приклеил с обратной стороны малюсенький радиатор 20х20х6мм в надежде хоть немного охладить пыл горячего устройства

Подал на вход 12,5В выставил на выходе 5В и нагрузил на 4A для прогрева. Примерно через 15 минут плата и радиатор очень сильно разогрелись, особенно расстроил нагрев входного конденсатора — свыше 100°С от рядом расположенного диода, в таком режиме он долго не проработает. Дроссель также нагрелся свыше 100°С.
Примерно через час такой работы, напряжение на выходе стало подозрительно снижаться и прыгать, решил понаблюдать чем это закончится (запас микросхем позволяет). Закончилось тепловым пробоем диода Шоттки SK86 🙁
pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/mcc/SK83.pdf
Равноценной замены в SMD корпусе под рукой не оказалось и была временно подпаяна диодная сборка S10С40С (10А 40В)

Оба диода сборки соединил перемычкой.
Преобразователь заработал, но нагрузку вообще не держал — напряжение тут-же проваливалось. Стало понятно, что микросхема тоже неисправна. Очевидно, замыкание диода убило микросхему…
В очередной раз перепаял микросхему, при этом обнаружилась ещё одна проблема — фольга печатной платы слабо приклеена к основанию и легко отходит при нагреве 🙁

Погорельцы

Очередное включение, ток выставлен на 4А, начинает дико греться диодная сборка, что не удивительно. Устанавливаю её на первый попавшийся под руку радиатор, чтобы опять не запалить.

Плата работает нормально пару часов 🙂 Температура всех компонентов стала гораздо ниже, входной конденсатор перестал перегреваться, самым горячим элементом оставался дроссель, который действительно рассчитан на ток 3A.
Родное кольцо дросселя T50-26B, обмотка проводом всего 0,7мм
Беру ещё парочку колец побольше размером из такого-же материала (распылённое железо -26) и мотаю на 30-33мкГн.
Сразу замечу, что материал неудачен для работы на частотах свыше 100кГц из-за повышенных потерь в сердечнике. На требуемой частоте 300кГц лучше работают кольца из распылённого железа -52 (слева) либо из композитного материала (справа). В дальнейшем обязательно попробую их поставить.

Все 3 дросселя, родной слева.
T50-26B 30мкГн (27 витков 0,7мм, изначально был 31 виток)
T60-26 30мкГн (25 витков 0,9мм)
T80-26 33мкГн (25 витков 1,1мм)

Ставлю дроссель T60-26 30мкГн

На токе 4А сильного нагрева дросселя уже нет, преобразователь работает нормально.
Для выяснения наличия работающей внутренней термозащиты микросхемы, выставил выходной ток 2А и коснулся разогретым паяльником непосредственно до её металлической подложки. Через пару секунд микросхема полностью отрубилась. Убрал паяльник — через 3 секунды микросхема опять заработала. Так успешно повторил несколько раз. Вывод — термозащита работает, но видимо не на всех микросхемах или не во всех режимах.

Далее, был изготовлен и установлен более-менее нормальный радиатор на всё это безобразие. Радиатор — половинка от древнего процессорного кулера.

К плате прилепил на термоскотч. Если будет недостаточно, приклею на теплопроводящий клей

Диодную сборку отавил ту-же и прикрутил к радиатору через изолятор, чтобы не выносить ВЧ импульсы на него.

Ради эксперимента, попробовал поставить дроссель T80-26 33мкГн, но он оказался с огромным запасом по мощности и почти не грелся, смысла его оставлять не было, поставил назад T60-26 30мкГн

После переделок, с установленным радиатором и увеличенным дросселем проверил температуры основных компонентов (пирометром), КПД и пульсации в разных режимах работы.
5В 1А
Радиатор и диод 35°С
ШИМ контроллер 36°С
Дроссель 39°С
Шунт 33°С
КПД 88%

5В 2А
Радиатор и диод 39°С
ШИМ контроллер 42°С
Дроссель 44°С
Шунт 42°С
КПД 86 %

2В 3А
Радиатор и диод 47°С
ШИМ контроллер 51°С
Дроссель 51°С
Шунт 55°С
КПД 78%

5В 3А
Радиатор и диод 46°С
ШИМ контроллер 51°С
Дроссель 52°С
Шунт 55°С
КПД 85%

10В 3А
Радиатор и диод 45°С
ШИМ контроллер 57°С
Дроссель 51°С
Шунт 57°С
КПД 90%

5В 4А
Радиатор и диод 57°С
ШИМ контроллер 68°С
Дроссель 64°С
Шунт 73°С (реально еще выше)
КПД 82%

5В 5А
Радиатор и диод 67°С
ШИМ контроллер 81°С
Дроссель 79°С
Шунт 96°С (реально еще выше) — перегрев налицо.
КПД 78%

Размах пульсаций на выходе при максимальном токе 5А — всего 30мВ.

Это заслуга высокой частоты преобразования 300кГц и керамического конденсатора на выходе.
На рабочих токах более 4А очень желательна замена шунта на 0,025-0,03Ом, что снизит его нагрев и повысит КПД преобразования.
Либо можно обойтись улучшением теплосьёма с шунта при помощи толстого медного проводника:

На токе 5А температура шунта снизилась до безопасной величины.

Для снижения нагрева дросселя попробовал заменить кольцо из распылённого железа -26 на композитное высокочастотное T60 с материнской платы (материал неизвестен), провод 0,9мм 23 витка, индуктивность 18мкГн

Нагрев дросселя заметно снизился — его и оставил.

Добавил резистор 330 Ом последовательно в цепи обратной связи, чтобы токоограничение работало при минимальном выходном напряжении.

Окончательный вариант схемы получился такой:

Ради интереса, проверил форму напряжения на диоде при разном выходном напряжении, но одинаковом токе 1А
1В

3В

5В

8В

10В

12В

Примечательно, что ток нагрузки почти не меняет форму напряжения на диоде, поэтому нет смысла её показывать.
Переделанная плата успешно отработала сутки в режиме 5В 5А без заметной деградации и дрейфа параметров и настроек.

Дополнительно проверил работу схемы при входном напряжении 24V на выходном токе 5А при разных выходных напряжениях — проблем с перегревом и перегрузкой не обнаружено несмотря на выходную мощность до 110Вт (22В 5А).

Итоговые выводы:
— Без переделки и дополнительного охлаждения, плата безопасно вытянет максимум 2,5А-3А
— Штатный диод перегревается сильнее всех элементов и подогревает рядом расположенный конденсатор и микросхему, поэтому вынос его на радиатор очень помогает выжать из платы обещанные амперы.
— Хоть микросхема по спецификации и тянет 5A, но получить их надо ещё постараться.
— Охлаждение элементов радиатором через плату неэффективно, но вполне возможно.
— Отремонтировать и улучшить можно что угодно, но иногда это нецелесообразно.

mysku.ru

Понижающий преобразователь с токограничением или зарядка на 5А

На этот раз полноценного тестирования не получилось ввиду выхода устройства из строя 🙁
Представляет собой понижающий преобразователь напряжения с дополнительной функцией регулируемого токоограничения и контроля. Это может быть полезно не только для зарядки аккумуляторов, но и для защиты от перегрузки и КЗ.

Заявленные технические характеристики:
Размер: 50*26*11 (l * W * h) (мм)
Рабочая температура:-40° до + 85°
Регулирование напряжения: ± 2.5% (вероятно имелась в виду точность поддержания)
Регулировка нагрузки: ± 0.5% (вероятно имелась в виду точность поддержания)
Пульсация выходного сигнала: 20мВ
Частота переключения: 300 кГц
Эффективность преобразования: до 95%
Выходной ток: регулируемый максимально 5А
Выходное напряжение: 0.8 В-30 В
Входное напряжение: 5 В-32 В
Не синхронное выпрямление

Собран на базе XL4005E1 от XLSEMI, которая по параметрам выгодно отличается от популярной LM2596S

www.xlsemi.com/datasheet/XL4005%20datasheet.pdf

На сдвоенном операционном усилителе LM358 собрана схема регулируемого токоограничения и компаратор для индикации окончания заряда.

Реальная принципиальная схема устройства

Выходное напряжение регулируется в пределах от 0,8В до почти входного.
Точность установки малых напряжений (менее 3В) невысока — слишком резко оно меняется при вращении подстроечника. Если необходима высокая точность установки малых выходных напряжений — придётся заменить подстроечник 10кОм на меньший номинал:
1,0кОм — 1,4-3,5В
1,5кОм — 1,4-5В
2,2кОм — 1,4-7В

Выходной ток регулируется в пределах от 0,03А до 5,5А
В качестве датчика тока применён шунт на базе резистора SMD 2512 0,05Ом. Очень часто производители в качестве шунта используют печатную дорожку, что является плохим тоном (ток плавает с нагревом).
Подключение входа и выхода универсальное — клеммник + контакты под пайку.
Имеются дополнительные контакты блокировки работы преобразователя.

Отдельно стоящий красный светодиод показывает работу в режиме ограничения тока. Синий светодиод показывает режим заряда аккумулятора, красный рядом с ним — режим окончания заряда (уменьшение тока до 10% от уставки).

Дроссель явно сделан не под этот преобразователь, т.к. не тянет 5А, намотан в один провод и имеет повышенную индуктивность (40мкГн). Скорее всего это дроссель для преобразователя на LM2596S (3А 150кГц).
Реальная ёмкость конденсаторов 470мкФ оказалась 360мкФ, ESR довольно плохой 0,10 Ом, однако дополнительная керамика должна помочь уменьшить выходные пульсации.
Ещё одна особенность: падение напряжения на шунте не компенсировано, т.е. выходное напряжение немного зависит от нагрузки — на максимальном токе 5А выходное напряжение снижается на 0,25В

Естественно китайцы не смогли не накосячить в схеме 🙂
1. При установленном напряжении менее 1,4В некорректно работает схема токоограничения, т.к. операционник уже не может корректировать напряжение на управляющем входе XL4005E1. Решение — добавить сопротивление 200 Ом последовательно с подстроечником. Также, при малом выходном напряжении перестаёт светиться синий светодиод.
2. Напряжение с шунта идёт на входы операционников напрямую без токоограничивающих резисторов. Это может привести к кратковременному повышению напряжения на их входах свыше 5В при замыкании выхода. Решение — добавить резистор 10кОм в разрыв между входами ОУ и шунтом.
3. Уменьшить индуктивность дросселя, просто отмотав с него 6 витков.
После всех доработок схема получается такая:

Проверку производил при входном напряжении 12,5В и выходном напряжении 5В.
На выходном токе 3A XL4005 разогрелась до 65ºС, дроссель до 91ºС, нагрев в допустимых пределах
На выходном токе 4A А XL4005 разогрелась до 82ºС, дроссель до 106ºС, нагрев слишком велик
На выходном токе 5A XL4005 разогрелась до 97ºС, дроссель до 132ºС, быстро перегреваются все силовые элементы включая даже шунт и конденсаторы.
Через 3 минуты такой работы, ток пропал и тестирование пришлось прекратить. Ну, думаю, хорошо, заявленная термозащита XL4005 сработала, но после остывания преобразователь не заработал 🙁 Остальные элементы не пострадали. Видимо, не стоило максимально нагружать преобразователь без дополнительного радиатора.
Надеюсь, это дефект конкретного экземпляра, а не всей партии.
Преобразователь в дальнейшем буду ремонтировать, как придут заказанные микросхемы.
Претензий продавцу не предъявлял.

Вывод: интересная железка, но заявленный ток 5A совершенно не держит, необходимо ограничиться током не более 2,5-3A

mysku.ru

Понижающий преобразователь с токограничением или зарядка на 5А

На этот раз полноценного тестирования не получилось ввиду выхода устройства из строя 🙁
Представляет собой понижающий преобразователь напряжения с дополнительной функцией регулируемого токоограничения и контроля. Это может быть полезно не только для зарядки аккумуляторов, но и для защиты от перегрузки и КЗ.

Заявленные технические характеристики:
Размер: 50*26*11 (l * W * h) (мм)
Рабочая температура:-40° до + 85°
Регулирование напряжения: ± 2.5% (вероятно имелась в виду точность поддержания)
Регулировка нагрузки: ± 0.5% (вероятно имелась в виду точность поддержания)
Пульсация выходного сигнала: 20мВ
Частота переключения: 300 кГц
Эффективность преобразования: до 95%
Выходной ток: регулируемый максимально 5А
Выходное напряжение: 0.8 В-30 В
Входное напряжение: 5 В-32 В
Не синхронное выпрямление

Собран на базе XL4005E1 от XLSEMI, которая по параметрам выгодно отличается от популярной LM2596S

www.xlsemi.com/datasheet/XL4005%20datasheet.pdf

На сдвоенном операционном усилителе LM358 собрана схема регулируемого токоограничения и компаратор для индикации окончания заряда.

Реальная принципиальная схема устройства

Выходное напряжение регулируется в пределах от 0,8В до почти входного.
Точность установки малых напряжений (менее 3В) невысока — слишком резко оно меняется при вращении подстроечника. Если необходима высокая точность установки малых выходных напряжений — придётся заменить подстроечник 10кОм на меньший номинал:
1,0кОм — 1,4-3,5В
1,5кОм — 1,4-5В
2,2к

mysku.me

CV/CC Модуль на основе XL4015, или делаем подсветку для стерео микроскопа

Привет!

Небольшая, но богато иллюстрированная история об том, как я использовала модуль для зарядки аккумуляторов в качестве регулируемого источника тока для самодельной светодиодной подсветки микроскопа.

Этот обзор я решила сделать в альтернативно-расширенном варианте, сразу за небольшим блоком информаций будут ответы на типичные вопросы, которые могут возникнуть по ходу прочтения.

Этот модуль у меня валяется достаточно давно, даже не помню где заказывала, купила сразу несколько штук. В отличий от более распространённых модулей на «LM2596» (По факту, XL2576), имеет повышенную частоту работы, и повышенный КПД. Например, он может выдавать 3 ампера выходного тока при 5 вольтах выходного и 12 вольтах входного напряжения, при этом оставаясь практически холодным.

Вопрос: Почему так дорого?
Ответ: Я уже не помню где покупала, ничего не мешает вам купить в другом магазине и в другом месте. И не забывайте, пожалуйста- Mysku.ru — это место обзора товаров, а не магазинов.

Вопрос: А откуда знаете что это XL4015? у продавца нигде не написано об этом.
Ответ: На одном из экземпляров маркировка микросхемы была плохо затёрта, поэтому мне удалось её вычитать.

У модуля два многооборотных подстроечных резистора, которыми можно выставлять ограничение выходного тока и выходное напряжение. Оба резистора номиналом 10 килоом, при желании можно впаять переменные резисторы, и получить миниатюрный «лабораторный» блок питания. Благо, модуль оснащён светодиодной индикацией работы в режиме ограничения тока или напряжения. Выходное напряжение можно выставлять в пределах 1.25 вольт до почти равного входному, а входное может быть от 8 до 36 вольт. По факту, работает и при 5 вольт входных, но эффективность при этом низкая.

Хотя продавец и заявляет модуль как «зарядный», я бы не рекомендовала его применение в подобной роли без постоянного контроля. Это «тупой» модуль, он просто ограничивает выходное напряжение и ток, но после окончания заряда, напряжение с аккумулятора не снимает, следовательно, получаете высокий риск испортить аккумулятор, особенно если он литиевый. Данный модуль больше подходит для питания мощных низковольтных светодиодов, в каком качестве я его и собираюсь применить.

У меня есть стереоскопический микроскоп фирмы PZO (Польша), который использую при пайке мелких деталей, при ремонте аппаратуры и вообще везде, где надо что-то хорошенько разглядеть. У микроскопа была небольшая проблема — отсутствовала родная система подсветки, и приходилось фонариком светить, что всегда подразумевало занятую руку. Благодаря Дяде Игорю, удалось купить родную подсветку, это такой тубус на гибком шарнире, с лампочкой накаливания 6 вольт 20 ватт внутри и с линзой с диафрагмой на другом конце.

Вопрос: А какой плюс в стереоскопическом микроскопе, применительно к электронике?
Ответ: Он обеспечивает «трёхмерное» изображение, в результате чего, трещины, непропай и другие проблемы визуализировать значительно легче. Также, стерео микроскоп обладает хорошей светосилой, что позволяет при небольших увеличениях использовать рассеянный комнатный свет, без спец. источников.

Вопрос: А что это чёрное на тубусе правого окуляра?
Ответ: А это самодельный переходник на кольцо Т2, для установки фотоаппарата.

Лампочки накаливания сейчас это уже не модно и не практично, поэтому решила делать подсветку на светодиоде. Выбрала наиболее мощный из того, что было у меня, таким оказался Cree XT-E (~5вт, ~500люмен), купленный в свое время у LedDNA: ebay.com/itm/390851754670
Для того, чтоб родная система фокусировки и контроля над световым потоком работала правильно, надо чтоб источник света (светодиод), находился там же, где раньше находилась спираль лампочки накаливания, соответственно, пришлось вытачивать переходник.

Для переходника взяла болванку из сплава 6061 (Сорт Дюралюминия).

Ставим на станок и точим и точим ))))))

Даже накатала насечку ))))))

Есть в этом процессе что-то сексуальное)))))

Вот и в сборе, красота)))))

Вопрос: Почему нет фото и видео автора во время работы на станке?
Ответ: Я работаю, а не позирую. Хотите сэлфи на фоне шкафа станка? вы знаете, к кому надо обращаться ))))

Вопрос: а зачем точить такой сложный держатель, если можно просто переделать родной?
Ответ: У меня есть и второй микроскоп PZO, с фазоконтрастом и другими наворотами. Осветителя у него тоже нет, а осветители у фирмы PZO имеют стандартные размеры, и являются взаимозаменяемыми, так что у меня будет один осветитель на два микроскопа.

Вопрос: Как закреплён светодиод, и что это за отверстия в переходнике?
Ответ: Светодиод приклеен на термоклей Arctic Silver. А через отверстия обеспечивается вывод питания светодиода с обратной стороны переходника.

Для применения с светодиодом XT-E обозреваемый преобразователь был переделан: Выставила выходное напряжение 3.8 вольт, выпаяла резистор ограничения тока, и вместо него включила переменный резистор на 2.5к, нижнее плечо которого подключила на массу через резистор 200ом, а верхнее — вместо подстроечного резистора, через резистор 5.1 килоом. В итоге, получила регулировку тока через светодиод в пределах 0.1-1.5А.

Для питания используется б.у. сетевой блок питания от роутера на 12 вольт и 1.5А, а в качестве корпуса использован пустой корпус от адаптера блока питания для ноутбука (покупала на тао). Шнуры питания и гибкие переходники тоже куплены на тао, как и градуированная шкала для переменного резистора и выключатель питания.

Включаю, всё работает и регулируется. Два примера с максимально открытой и закрытой диафрагмой.

Перехожу к практическим тестам, для чего, чтоб была возможность вам показать как всё это работает, ставлю фотоаппарат Sony NEX 5N на микроскоп:

У микроскопа переключаемое увеличение, от 0.63х до 4х. В комплекте окуляры 6.3х и 25х, соответственно доступное увеличение в пределах 4Х-100Х. На практике, увеличение более 25х практически не требуется, на этом увеличении уже можно читать номиналы на самых мелких SMD компонентах. Далее по тексту, под минимальным увеличением будет подразумеваться 4Х, а под максимальным — 25Х.

Оперативная память SODIMM, минимальное увеличение:

Максимальное, с открытой диафрагмой:

С закрытой:

Видимый контраст заметно возрастает.

Переходы в плате на максимальном зуме и кроп центра кадра.

Матрица от проектора.

Материнская плата

Винтики на 1.2мм от очков:

Микроскоп хотя и не предназначен для наблюдения препаратов в проходящем свете, но попробовать можно. На фото «Ротовой аппарат комара».

Вопрос: Ей, фотоаппарат установлен на микроскопе без окуляра, откуда получилось увеличение 4Х и 25Х, ведь должно было получится 0.63Х и 4Х ???
Ответ: В фотоаппарате матрица не того размера и не с такой оптикой, как человеческий глаз, поэтому когда выставляла коэффициенты увеличения, я просто смотрела на экран и в левый тубус, получалось приблизительно одно и то же.

В итоге, я переделкой-доработкой довольна, рука свободна, паять можно легко, свет работает хорошо, не греется.

Надеюсь, вам было интересно.

С уважением,

Анна

mysku.ru