Buck boost regulator menggunakan xl6009 dengan voltan keluaran 3.3v hingga 12v yang boleh disesuaikan

Pengatur Buck-Boost dibuat menggunakan dua topologi yang berbeza, seperti namanya, terdiri dari topologi buck dan boost. Kita sudah tahu bahawa Buck Regulator Topology memberikan magnitud voltan output yang lebih rendah daripada voltan input, sementara Boost Regulator Topology memberikan magnitud voltan keluaran yang lebih tinggi daripada voltan input yang disediakan. Kami telah membina Buck Converter 12V hingga 5V dan Circuit converter 3.7V hingga 5V Boost menggunakan MC34063 yang popular. Tetapi kadang-kadang, kita mungkin memerlukan litar yang dapat berfungsi sebagai pengatur daya dan penguat dorongan.

Katakan, sebagai contoh, jika peranti anda dihidupkan menggunakan bateri litium, maka julat voltan input antara 3,6V hingga 4,2V. Sekiranya peranti ini memerlukan dua voltan operasi 3.3V dan 5V. Kemudian anda perlu merancang pengatur penguat yang akan mengatur voltan dari bateri litium ini menjadi 3.3V dan 5V. Oleh itu, dalam tutorial ini, kita akan belajar bagaimana membina pengatur penguat yang mudah dan mengujinya di papan roti untuk kemudahan membina. Pengatur ini dirancang untuk berfungsi dengan bateri 9V dan dapat memberikan voltan keluaran yang luas mulai dari 3.3V hingga 12V dengan arus keluaran maksimum 4A.

Komponen Diperlukan

Xl6009
Pratetap 10k
Induktor 33uH - 2pcs
1n4007 - 2 keping
SR160 - 1pc (untuk output maksimum 800mA)
Induktor 10uH
Kapasitor 100uF
Kapasitor 1000uF -2pcs
Kapasitor filem seramik atau poliester 1uF
Sumber kuasa 9V (bateri atau penyesuai)
Papan roti
Wayar untuk papan roti.

XL6009 Buck-Boost Regulator IC

Terdapat banyak cara untuk membina litar penguat, demi tutorial ini, kita akan menggunakan IC Konverter DC / DC XL6009 yang terkenal. Kami memilih IC ini kerana kemudahan ketersediaan dan sifat mesra pemula. Anda juga boleh membaca artikel tentang cara memilih IC pengatur beralih untuk membantu anda dengan pemilihan pengatur lain untuk reka bentuk peralihan anda.

Komponen utama adalah pengatur beralih XL6009. The pinout daripada XL6009 dan spesifikasi yang ditunjukkan dalam imej di bawah.

Tab logam dihubungkan secara dalaman dengan pin Switching ic pemacu XL6009. Huraian pin juga diberikan dalam jadual di atas. Spesifikasi teknikal penting IC XL6009 diberikan di bawah

ciri-ciri

Julat Voltan Input Lebar 5V hingga 32V
Pengaturcaraan Voltan Output Positif atau Negatif dengan Pin Maklum Balas Tunggal
Kawalan Mod Semasa Memberi Respons Transien yang Cemerlang
1.25V Versi Laras Rujukan
Memperbaiki Frekuensi Beralih 400KHz
Arus Beralih 4A Maksimum
PIN SW Perlindungan Voltan Terpadu
Peraturan Garis dan Beban yang Hebat
Keupayaan Penutupan EN PIN TTL
Daya Optimumkan Dalaman MOSFET
Kecekapan Tinggi hingga 94%
Pampasan Frekuensi terbina dalam
Fungsi Permulaan Lembut terbina dalam
Fungsi Pemadaman Termal terbina dalam
Fungsi Had Semasa Terpadu
Terdapat dalam Pakej TO263-5L

Carta spesifikasi di atas menunjukkan bahawa voltan input minimum IC pemacu ini adalah 5V dan maksimum ialah 32 Volt. Juga, kerana frekuensi beralih adalah 400 kHz, ia membuka kemungkinan untuk menggunakan induktor yang lebih kecil untuk menukar keperluan yang berkaitan. Juga, IC pemacu menyokong arus keluaran maksimum 4A yang bagus untuk menutup banyak aplikasi berkaitan semasa yang dinilai tinggi.

Litar Penukar Buck-Boost menggunakan XL6009

Gambarajah litar penukar buck-boost yang lengkap ditunjukkan dalam gambar di bawah.

Untuk sebarang pengatur peralihan, Induktor dan kapasitor adalah komponen utama. Kedudukan Induktor dan kapasitor dalam litar sangat penting untuk memberikan daya yang diperlukan kepada beban semasa keadaan hidup dan mati. Dalam kes ini, dua induktor (l1 dan L4) digunakan yang akan menyokong fungsi buck dan boost secara individu dalam litar pensuisan ini. Induktor 33uH yang merupakan L1, adalah induktor yang bertanggungjawab untuk mod operasi Buck sedangkan Induktor L2 digunakan untuk induktor mod Boost. Di sini saya telah melukai induktor saya sendiri menggunakan teras ferit dan wayar tembaga enamel. Sekiranya anda baru membuat induktor sendiri, anda boleh membaca artikel ini mengenai asas reka bentuk induktor dan gegelung Induktor untuk memulakan. Setelah anda membina induktor anda,anda boleh memeriksa nilainya menggunakan meter LCD atau jika anda tidak mempunyai meter LCR, anda boleh menggunakan osiloskop anda untuk mencari nilai induktor menggunakan kaedah frekuensi resonan.

Kapasitor input, C1 dan C2 digunakan untuk menyaring transien dan riak dari bateri luaran atau sumber kuasa. Kapasitor C3, 1uF, 100V digunakan untuk mengasingkan dua induktor ini. Terdapat Schottky diod SR160 yang satu ampere, 60V dioda digunakan untuk menukar kitaran frekuensi beralih ke DC dan kapasitor 1000uF, 35V adalah kapasitor penapis yang digunakan untuk menyaring output dari dioda.

Oleh kerana voltan ambang Maklum balas adalah 1.25V, pembahagi voltan boleh ditetapkan mengikut voltan maklum balas ini untuk mengkonfigurasi output sebenar. Untuk litar kami, kami telah menggunakan periuk (R1) dan perintang (R2) untuk memberikan voltan maklum balas.

R1 adalah perintang boleh ubah yang digunakan untuk menetapkan voltan keluaran. R1 dan R2 membentuk pembahagi voltan yang memberikan maklum balas kepada pemandu IC XL6009. Induktor 10uH L4 dan kapasitor 100uF C3 digunakan sebagai penapis LC.

Pembinaan dan Kerja Penukar Buck-Boost

Selain daripada Induktor, semua komponen boleh didapati dengan mudah. IC XL6009 tidak mesra papan roti. Oleh itu, saya telah menggunakan papan putus-putus untuk menyambungkan pin XL6009 ke pin header lelaki seperti gambar di bawah.

Bina induktor seperti yang dibincangkan sebelumnya dan buat litar anda. Saya telah menggunakan papan roti untuk membuat sesuatu menjadi mudah tetapi papan wangi disyorkan. Setelah melengkapkan litar saya di papan roti kelihatan seperti ini.

Apabila voltan input lebih tinggi daripada voltan keluaran yang ditetapkan, induktor akan dicas dan menahan sebarang perubahan pada laluan semasa. Apabila suis dimatikan, induktor memberikan arus yang dicas melalui kapasitor C3 dan akhirnya diperbaiki dan dilancarkan oleh dioda Schottky dan kapasitor C4 masing-masing. Pemandu memeriksa voltan keluaran dengan pembahagi voltan dan melangkau kitaran pensuisan untuk menyegerakkan voltan keluar mengikut output litar maklum balas.

Perkara yang sama berlaku semasa mod dorongan apabila voltan input kurang daripada voltan keluaran dan induktor L2 akan diisi dan memberikan arus beban semasa keadaan mati.

Pengujian Litar Penukar Buck-Boost XL6009

Litar diuji di papan roti. Harap perhatikan bahawa kami telah membina litar di papan roti hanya untuk tujuan ujian dan anda tidak seharusnya memuatkan litar anda lebih dari 1.5A semasa di papan roti. Untuk aplikasi semasa yang lebih tinggi, pematerian litar anda di papan perf sangat digalakkan.

Untuk menghidupkan litar, anda boleh menggunakan bateri 9V tetapi saya telah menggunakan bekalan kuasa bangku saya yang diatur pada 9V.

Voltan keluaran dapat diatur dari 3.3V hingga 12V menggunakan potensiometer. Secara teknikal, litar boleh dirancang untuk arus keluaran tinggi sebanyak 4A. Tetapi, kerana keterbatasan diod keluaran, litar tidak diuji dalam beban penuh. Beban output ditetapkan pada nilai wajar sekitar 700-800mA arus. Anda boleh menukar diod keluaran untuk meningkatkan arus keluaran jika diperlukan.

Untuk menguji litar bekalan kuasa kami, kami telah menggunakan multimeter untuk memantau voltan output dan untuk beban, kami telah menggunakan beban elektronik DC sesuatu yang serupa dengan yang kami bina sebelumnya. Sekiranya anda tidak mempunyai beban elektronik, anda boleh menggunakan beban pilihan anda dan memantau arus menggunakan multimeter. Video pengujian lengkap diberikan di bahagian bawah halaman ini.

Juga diperhatikan bahawa voltan output sedikit berubah-ubah dalam margin +/- 5%. Ini disebabkan oleh nilai DCR tinggi induktor dan ketiadaan pendingin di XL6009. Heat sink yang mencukupi dan komponen yang betul dapat berguna untuk output yang stabil. Secara keseluruhan, litar berfungsi dengan cukup baik dan prestasi memuaskan. Sekiranya anda mempunyai pertanyaan, tinggalkan di bahagian komen, anda juga boleh menggunakan forum kami untuk pertanyaan teknikal yang lain.