Понижающий преобразователь XL4015

Понижающий преобразователь XL4015

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

Понижающий преобразователь 9А с регулировкой тока и напряжения

Мы даем гарантию на любой товар приобретенный в нашем магазине:

6 месяцев на товары, кроме батареек и аккумуляторов

14 дней на батарейки и аккумуляторы

В случае наступления гарантийного случая товар бесплатно ремонтируется, меняется на аналогичный или возвращается полная сумма его стоимости

• Описание
• Отзывы (47)
• Задать вопрос

Мощный DC-DC преобразователь напряжения, на входе может получать от 5 до 40В и на выходе обеспечивать от 1.2 до 35В. Кроме регулировки напряжения позволяет регулировать выходной ток, что позволяет использовать его как драйвер светодиодов или зарядное устройство для аккумуляторов.

Плата модуля спроектирована на базе микросхемы XL4016, диодной сборки MBR20100CT, операционного усилителя LM358 и прочих вспомогательных компонентов. ШИМ-контроллер закреплен на корпусе радиатора. В целях безопасности они разделены изоляцией. Благодаря диодной сборки MBR20100CT на выходе платы может присутствовать довольно большой ток. Максимальная выходная сила тока составляет 9 А. При снижении силы тока на 1/10 от входного значения, загорает светодиод, который подключен к шинам входного и выходного напряжения. Потенциометр, который регулирует значения напряжения расположен справа (V-ADJ), а переменный резистор выходного тока слева (I-ADJ). Рабочая частота модуля составляет 300 кГц.

Модуль имеет защиту от короткого замыкания и перегрева. Также на плату можно установить выходной диод напряжением 45 или 100 В. Но учтите, при использовании диода 100 В будет меньшое значение КПД, чем при использовании напряжением 45 В. КПД преобразователя составляет 95%.

На плате имеется 4 вывода:

Подается питание от внешнего источника питания постоянного тока. Диапазон входного напряжения питания преобразователя составляет от 5 до 40 В. Линейный стабилизатор платы рассчитан на напряжения до 40 В, поэтому диапазон выходного напряжения преобразователя составляет от 1.2 до 35 В.

Характеристики:

• входное напряжение: от 5 до 40В постоянного тока
• выходное напряжение: 1.2 — 35В
• микросхема преобразователя: xl4016e1
• выходной ток: 0.2 — 9А (при высоких токах может нагреваться свыше 65°C, в этом случае обязательно используйте принудительное охлаждение, иначе модуль выйдет из строя)
• выходная мощность: около 300Вт
• размеры: 6.5 х 4.8 х 2.4 см

Ссылки:

• Даташит

Отзывы покупателей про Понижающий преобразователь 9А с регулировкой тока и напряжения

Илья (26.04.2021)

Подскажите пожалуйста фирму производителя микросхемы XL4016 и если можно актуальную фото платы со стороны LM358.

admin (26.04.2021)

Добрый день. Маркировка данной микросхемы — XL SEMI XL4016E1 93274 Где (XL SEMI — это производитель) Напишите нам письмо на почту и мы вам вышлем актуальную фотографию.

Илья (28.04.2021)

Спасибо большое, фото я уже увидел. Я сталкивался с подделкой данного преобразователя и он заявленным характеристикам не соответствовал вообще. На плате подделки были такие же компоненты, я нашёл только два отличия там плата по другому разведена и в названии производителя данной микросхемы одна буква отличалась на оригинале (как и у Вас) «XL SEMI», а на подделке «XL SEML». XL SEMI — это я так понимаю сокращение от «SEMICONDUCTOR». Плата вашего преобразователя, судя по фото, имеет третий вариант исполнения, но надеюсь работать будет нормально так как «главная» микросхема оригинальная. Одну на пробу возьму.

Николай (02.04.2021)

Регулировка тока доходит только до 1 ампера. При подключении большей нагрузки уходит в защиту. Что может быть?

Импульсный стабилизатор с регулировкой напряжения (от 1,25 до 28В) и тока (от 0,1 до 8А) на основе микросхемы XL4016.

Назначение, технические характеристики, схема подключения.

Импульсный стабилизатор, еще его называют понижающий DC-DC преобразователь XL4016, это малогабаритный, недорогой, высокоэффективный модуль с КПД до 95% на основе которого можно достаточно просто реализовать блок питания с регулировкой напряжения от 1,25 до 28В, а также ограничением (стабилизацией) тока от 0,1 до 8А, что позволяет ему выполнять функции автоматического зарядного устройства для аккумуляторов от самых малых (пальчиковых) до автомобильных. Стоит около 4$. Купить можно здесь.

Вид и назначение выводов и регулировок импульсного стабилизатора с двух сторон:

Характеристики, заявленные на сайте продавца:

1. Входное напряжение – 7-40 Вольт
2. Диапазон регулировки выходного напряжения — 1.25-35 Вольт
3. Максимальный выходной ток — 8 Ампер
4. Диапазон регулировки тока 0,3-8 Ампер
5. Порог выключения индикации заряда — 0.1 от установленного выходного тока (изменяется цвет светодиода на зеленый).
6. Минимальная разница между входным и выходным напряжением — 1 Вольт
7. КПД — до 95%
8. Рабочая частота — 300кГц (хотя в даташит самой XL4016E1 180 кГц)
9. Выходные пульсации напряжения, 50мВ при токе 5 Ампер, входном напряжении 24 и выходном 12 Вольт.
10. Диапазон рабочих температур — от — 40 до + 85.
11. Ток холостого хода — до 20мА
12. Точность поддержания тока — ±1%
13. Точность поддержания напряжения — ±1%
14. Параметры проверены в диапазоне температур 25-60 градусов и изменение составило менее 5% при токе нагрузки 5 Ампер.

Основной элемент стабилизатора – микросхема XL4016E1:

Даташит (основные характеристики) на эту микросхему доступен в интернете. В нем указаны все характеристики микросхемы и приведены типовые схемы включения.

Также в интернете доступно несколько вариантов принципиальных схем этого импульсного стабилизатора (понижающего DC-DC преобразователя XL4016). Наиболее совпадающая с моим экземпляром выглядит так:

Обзоров, информации по эксплуатации и доработке этого импульсного стабилизатора в интернете много. В основном отзывы положительные.

Основные замечания и особенности:

1. При токах 3-5 Ампер хорошо работает без вентилятора и дополнительных радиаторов. При больших токах желательно вентилятор или дополнительные радиаторы.
2. Резисторы 10кОм для регулировки выходного напряжения и тока как правило выносят на лицевую панель корпуса. Если выпаять многооборотные подстроечные резисторы из платы и установить на переднюю панель корпуса обычные переменные резисторы, то сложно производить точную установку напряжения и тока. Поэтому нужно приобретать многооборотные переменные резисторы или подключать последовательно 10 кОм еще переменные резисторы по 1 кОм для плавной регулировки. Тогда для регулировок будет по 2 резистора, грубая и плавная. Проблема решается полностью.
3. В некоторых отзывах встречаются нарекания на зависимость выходного напряжения от тока нагрузки. Здесь важно, чтобы блок питания от которого питается сам импульсный стабилизатор имел достаточную мощность. Ну и при зарядке аккумуляторов очень критичных к максимальному напряжению на них, например, Li-Ion, контролировать процесс.
4. Нет защиты от переполюсовки входного напряжения. Если часто подключается к различным блокам питания целесообразно на входе поставить диод, например Шоттки, на 10А. Что касается выхода, то при работе переполюсовка для самого стабилизатора не опасна, у него сработает ограничение по току. Но в самой нагрузке, для которой перепутана полярность могут выйти из строя детали, если ограничение по току в стабилизаторе выставлено на большое значение. А вот например, если при отключенном питании стабилизатора будет подключен аккумулятор для зарядки и у него перепутана полярность, то на плате стабилизатора может выйти из строя диод, подключенный к 3 выводу микросхемы XL4016. Так что если заряжаете мощные аккумуляторы, то лучше поставить защитный диод и на выходе.

Ниже на видео показан пример использования этого импульсного стабилизатора в универсальном блоке питания-зарядном:

6 комментариев к “Импульсный стабилизатор с регулировкой напряжения (от 1,25 до 28В) и тока (от 0,1 до 8А) на основе микросхемы XL4016.”

Здравствуйте! Помогите пожалуйста найти стабилизатор напряжения для автомобиля. Стоят светодиодные лампочки и из-за периодических колебаний напряжения от 11 до 14 Вольт они быстро перегорают.

Чтобы рекомендовать нужно знать какие лампочки — рабочее напряжение, потребляемый ток или мощность, где стоят, есть ли одна точка подключения или нужен стабилизатор к каждой лампочке.

Смущает, что при закороченном переменном резисторе регулировки напряжения и коротком замыкании на выходе, катод диода VD2 тоже окажется на корпусе и ограничение по току не сработает.
Думаю, что не помешает еще один диодик между переменным резистором и ножкой 2 микросхемы.

По-моему, это лишнее. При закороченном переменном резисторе регулировки напряжения, величина напряжения на выходе близка к 0. При таком напряжении, по закону Ома, значение тока тоже близко к 0 и оно не опасно для элементов схемы. Такой малый ток на датчике тока не создаст падение напряжения необходимое для срабатывания схемы ограничения тока.
К тому же установка дополнительного диода увеличит минимальное значение напряжения минимум на 0.7В

Как выставить ограничение по току (алгоритм действий)?

1. На вход подать напряжение от блока питания до 30В способного выдавать нужный вам ток. Модуль работает до 8А.
2. Выходное напряжение выставить любое, желательно не на нижнем или верхнем пределе.
3. Закоротить выход через амперметр до 10А и регулятором ограничения тока выставить по показаниям амперметра нужное значение. Разомкнуть щупы. Все.
Ограничение напряжения выставлять при холостом ходе, без нагрузки.
В процессе работы модуль будет контролировать выходное напряжение и ток. Если один из параметров начнет выходить за установленные пределы, сработает соответствующая схема ограничения. При срабатывании схемы ограничения тока будет уменьшаться выходное напряжение до значения, при котором ток не будет превышать установленный предел.

Понижающий модуль схема с регулировкой тока

• Входное напряжение: 6-32V;
• Выходное напряжение: 1.25-30V регулироемое;
• Ток нагрузки: регулируемый, макс. 5A;
• Выходная мощность: не более 75W;
• Допустимая при работе температуры окружающей среды: -40 до + 85 градусов;
• Частота внутреннего преобразователя: 180KHz;
• КПД: до 96%;
• Защита от короткого замыкания: Есть (предельный ток 8A);
• Защита от перегрева: Есть (автоматическое отключение при перегреве);
• Защита от включения с обратной полярностью: Нет;
• Размеры: 51х26х15 mm;
• Вес: 20 г.

Регулируется выходное напряжение и максимальный ток нагрузки. Выполнен на микросхеме-преобразователе XL4015.
ВАЖНО! При использовании модуля, «минус» входа и выхода не должны быть
гальванически соединены, в противном случае токоизмеряющий резистор
будет «закорочен» и ограничение максимального выходного тока не будет
работать. Это может привести к перегрузке и выходу со строя модуля.Внимание. При токе нагрузки более 3А или выходной мощности более 35W требуется дополнительное охлаждение.

Основные режимы использования:
понижающий преобразователь с ограничением максимального тока нагрузки;
зарядное устройство для различных аккумуляторов;
мощный светодиодный драйвер.

Настройка режима понижающего преобразователя с ограничением максимального тока нагрузки.
Вращением потенциометра регулировки выходного напряжения установите требуемую величину выходного напряжения.
Подключите к выходу без подключенной нагрузки мультиметр в режиме измерения тока
10A. Фактически это режим измерения тока короткого замыкания на выходе.
Вращая потенциометр регулировки выходного тока установите максимальное
значение тока нагрузки, например 4A. После этого можно подключить
нагрузку. Когда выходной ток достигнет 4A, включится соответствующий
сигнальный диод.

Настройка режима зарядного устройства.
В этом режиме требуется установить максимальное напряжение заряда
аккумулятора и максимальный ток заряда. (для литиевого аккумулятора
максимальное напряжение заряда составляет 4.2V, максимальный ток заряда
равен значению емкости)
Без подключенной нагрузки, вращая потенциометр регулировки напряжения, установите максимальное напряжение заряда, например 4.2V.
Подключите к выходу без подключенной нагрузки мультиметр в режиме измерения тока
10A. Фактически это режим измерения тока короткого замыкания на выходе.
Вращая потенциометр регулировки выходного тока установите максимальное
значение тока заряда. Например для аккумулятора емкостью 2200mAh это
будет 2200mA.
После выполненных регулировок можно осуществлять заряд аккумулятора.
На плате расположены светодиодные индикаторы для визуального контроля
состояния заряда. Когда ток заряда упадет до значения 0.1 от
максимального тока заряда, выключится соответствующий светодиодный
индикатор процесса заряда и включится индикатор завершения заряда.

Настройка режима светодиодного драйвера.
Для настройки требуется подключить к выходу светодиод и контролирую
выходной ток и напряжение подобрать рабочее напряжение, при котором ток
через светодиод достигает номинального. После чего настраивается
ограничение по току на уровне номинального тока светодиода.
Процедуры регулировки аналогичны описанным выше.