Xl6009 схема: XL6009 описание на русском, характеристики

Универсальный DC-DC преобразователь XL6009: руководство по использованию

Исходники изображение:

SVG, SVG B, PNG (1000px), PNG (5000px), — id:1574

Перейти в магазин

Используйте универсальный DC-DC преобразователь для получения стабильного напряжения при повышенном или пониженном источнике питания. Например модуль поможет зарядить мобильный телефон или ноутбук в полевых условиях: утром от аккумулятора машины, днем от солнечной батареи, ночью от энергии ветра.

Для старта вам достаточно лишь один раз отрегулировать требуемое выходное напряжение, а далее модуль будет преобразовывать «любое» входное напряжение в заранее заданное значение.

Общие сведения

Универсальный DC-DC преобразователь выполнен на чипе XL6009 по схеме Buck-Boost Converter, что означает симбиоз понижающего и повышающего преобразователя. Модуль способен выдавать стабильное напряжение на выходе от 2 до 40 вольт при любом входном напряжении от 5 до 35 вольт. А это значит, что на выходе преобразователя всегда будет заданное стабильное напряжение, при том входное напряжение может быть выше или ниже выходного.

Пример работы

В качестве примера продемонстрируем работу DC-DC преобразователя. Установим интересующее напряжение на выходе при одном источнике входного напряжения, затем сменим источник питания на другой и проверим изменилось ли выходное напряжение.

Что понадобится

• 1× Источник питания на 5 В
• 1× Источник питания на 12 В
• 1× Универсальный DC-DC преобразователь XL6009
• 1× Мультиметр
• 1× Плоская отвертка

Эксперимент

1. Подключите мультиметр к выходным контактам преобразователя.
2. Подключите источник питания на 12 В к входным контактам преобразователя.
3. Установите выходное напряжение в значение 9 В с помощью потенциометра.
4. Замените источник питания с 12 В на 5 В. Как видите выходное напряжение осталось неизменным со значением 9 В.

Элементы платы

Микросхема XL6009

За преобразования напряжения отвечает чип XL6009.

Контакты входного напряжения

Входное напряжение подключается к модулю через контакты IN+ и IN−. Диапазон входного напряжение от 5 до 35 В.

Контакты входного напряжения

Выходное напряжение подключается к модулю через контакты OUT+ и OUT−. Диапазон выходного напряжение от 2 до 40 В, которое регулируется потенциометром.

Контакт	Функция	Подключение
OUT+	Выходное напряжение (+)	Подключите к плюсу нагрузки.
OUT−	Выходное напряжение (−)	Подключите к минусу нагрузки.

Регулятор выходного напряжения

Выходное напряжение можно регулировать с помощью многооборотного потенциометра. Для удобства коммуникации понадобится плоская отвертка. Выходное напряжение не зависит от входного, т.е. на выходе преобразователя всегда будет заданное стабильное напряжение, при том что входное напряжение может быть выше или ниже выходного.

Габаритный чертёж

Комплектация

• 1× Плата-модуль

Характеристики

• Модель: Универсальный DC-DC преобразователь XL6009
• Тип преобразователя: Buck-Boost / Step Up-Step Down / повышающе-понижающий
• Входное напряжение питания: 5–35 В
• Выходное напряжение питания: 2–40 В (регулируемое)
• Максимальный выходной ток: до 3 А
• КПД: до 92%
• Разъем входного напряжения: контакты под пайку
• Разъем выходного напряжения: контакты под пайку
• Размеры: 47,6×24,7 мм

Ресурсы

• Универсальный DC-DC преобразователь XL6009 в магазине
• Datasheet на чип XL6009

Преобразователь напряжения XL6009 и практическое его применение

Иногда для питания различных устройств необходимо напряжение, намного большее, чем в имеющемся источнике питания. Для этих целей используют повышающие преобразователи напряжения. Одним из таких является импульсный преобразователь, построенный на микросхеме XL6009. Благодаря широкому диапазону входящего (5-32В) и выходящего напряжения (до 35 В), данный преобразователь может найти широкое применение в различных устройствах.

Свой экземпляр  я приобрёл на Aliexpress за 0.83$, схема пришла в запаянном пакете.

Плата преобразователя имеет размер 43 х 20 х 13 мм.

Принципиальная схема

К контактам IN+ и IN- подаётся входное напряжение в пределах от 5 до 32 вольт постоянного тока.   
С контактов OUT+ и OUT- снимается выходное напряжение, которое задаётся подстроечным резистором в пределах до 35 вольт, с током до 3А. Выше устанавливать выходное напряжение не рекомендуется, поскольку используемый в схеме диод имеет максимальное обратное напряжение — 40 вольт. При превышении напряжения и максимальной мощности нагрузки он может сгореть.

При подключении питания нужно соблюдать полярность и не допускать в схеме короткого замыкания.

Для уменьшения напряжения на выходе крутим переменный резистор по часовой стрелке.

В примере от 2-х аккумуляторов 18650 получаем 12 вольт.

Микросхема  XL6009 поставляется в корпусе TO263-5L, имеет встроенную функцию термовыключения и ограничения тока, согласно даташиту имеет КПД до 94% .
Выводы контактов и их обозначение. Контакт EN – включает/выключает работу микросхемы.

Где можно использовать данную схему?

1. В качестве автомобильного блока питания для ноутбуков, нетбуков.

В примере типовая схема включения микросхемы  XL6009 в качестве автомобильного адаптера питания. Входное напряжение 12 — 16 Вольт, выходное 18,5 Вольт 2,5 Ампера.

2. При наличии входного напряжения более 5 Вольт (4 элемента АА, 2 элемента 18650, солнечная батарея) можно использовать как  автономное зарядное устройство (Power Bank) для планшетов и прочих карманных гаджетов, которым необходимо 12 вольт.

3. Можно использовать в качестве драйвера питания для светодиодов, которым необходимо 12 вольт.

В примере от 2-х литиевых аккумуляторов 7,4 Вольт (2х3.7В) запитаем светодиодную лампу на 12 Вольт.

4. Для питания различных устройств, при имеющемся источнике питания ниже требуемого, но больше 5 В.

Как раз для этого случая я и покупал повышающий преобразователь. Для автономного питания прибора, для настройки спутниковой антенны, нужно напряжение от 13 до 18 Вольт, питать собираюсь через  XL6009, от аккумулятора 12 Вольт.

Согласно даташиту, микросхема XL6009 может выдавать максимальное выходное напряжение до 60 вольт, с максимальным коммутируемым током до 5А, но для этого необходимо использовать более мощный диод, дроссель и  применить радиатор.

Таблица выбора диода Шоттки, в зависимости от напряжения и тока

Добавить комментарий

Схема понижающего повышающего регулятора

с использованием XL6009 с регулируемым выходным напряжением от 3,3 В до 12 В.

Мы уже знаем, что топология понижающего регулятора обеспечивает более низкую величину выходного напряжения, чем входное напряжение, в то время как топология повышающего регулятора обеспечивает более высокую величину выходного напряжения, чем предусмотренное входное напряжение. Мы уже построили понижающий преобразователь 12 В в 5 В и повышающий преобразователь 3,7 В в 5 В, используя популярный MC34063. Но иногда нам может понадобиться схема, которая может работать и как понижающий, и как повышающий регулятор.

Скажем, например, если ваше устройство питается от литиевой батареи, то диапазон входного напряжения будет от 3,6 В до 4,2 В. Если этому устройству нужно два рабочих напряжения 3,3В и 5В. Затем вам нужно спроектировать повышающе-понижающий стабилизатор , который будет регулировать напряжение от этой литиевой батареи до 3,3 В и 5 В. Итак, в этом уроке мы узнаем, как построить простой повышающе-понижающий регулятор и протестируем его на макетной плате для простоты сборки. Этот регулятор предназначен для работы с 9V батареи и может обеспечить широкий диапазон выходного напряжения от 3,3 В до 12 В с максимальным выходным током 4 А.

Необходимые компоненты

1. XL6009
2. 10 000 пресетов
3. Дроссель 33мкГн — 2шт
4. 1н4007 — 2шт
5. SR160 — 1 шт. (для максимального выхода 800 мА)
6. Катушка индуктивности 10 мкГн
7. Конденсатор 100 мкФ
8. Конденсатор 1000мкФ -2шт
9. 1 мкФ керамический или полиэфирный пленочный конденсатор
10. Источник питания 9 В (батарея или адаптер)
11. Макет
12. Провода для макетной платы.

XL6009 Микросхема повышающе-понижающего регулятора

Существует много способов построить повышающе-понижающую схему, в этом руководстве мы будем использовать знаменитую микросхему преобразователя постоянного тока XL6009. Мы выбрали эту микросхему из-за ее доступности и удобства для новичков. Вы также можете ознакомиться со статьей о том, как выбрать микросхему импульсного стабилизатора, чтобы помочь вам с выбором другого регулятора для вашей схемы переключения.

Основным компонентом является импульсный стабилизатор XL6009. Распиновка XL6009 и технические характеристики показаны на изображении ниже.

Металлический язычок внутренне соединен с переключающим контактом микросхемы драйвера XL6009. Описание контактов также приведено в таблице выше. Важные технические характеристики микросхемы XL6009 приведены ниже.

Приведенная выше таблица технических характеристик показывает, что минимальное входное напряжение этой микросхемы драйвера составляет 5 В, а максимальное — 32 В. Кроме того, поскольку частота переключения составляет 400 кГц, это открывает возможности для использования катушек индуктивности меньшего размера для целей, связанных с переключением. Кроме того, микросхема драйвера поддерживает максимальный выходной ток 4 А, что отлично подходит для многих приложений, связанных с высоким номинальным током.

Цепь повышающе-понижающего преобразователя с использованием XL6009

Полная принципиальная схема преобразователя показана на рисунке ниже.

Основными компонентами любого импульсного стабилизатора являются индуктор и конденсатор. Положение индуктора и конденсатора в цепи очень важно для обеспечения необходимой мощности нагрузки во время включения и выключения. В этом случае используются две катушки индуктивности (l1 и L4), которые будут поддерживать функции buck и boost по отдельности в этой схеме переключения. Катушка индуктивности 33 мкГн, то есть L1, является катушкой индуктивности, которая отвечает за режим работы Buck, тогда как катушка индуктивности L2 используется для катушки индуктивности режима Boost. Здесь я намотал собственную катушку индуктивности, используя ферритовый сердечник и эмалированный медный провод. Если вы новичок в создании собственного индуктора, вы можете прочитать эту статью об основах индуктора и конструкции катушки индуктора, чтобы начать. После того, как вы построили свой индуктор, вы можете проверить его значение с помощью ЖК-метра или, если у вас нет измерителя LCR, вы можете использовать осциллограф, чтобы найти значение индуктора, используя метод резонансной частоты.

Входные конденсаторы C1 и C2 используются для фильтрации переходных процессов и пульсаций от внешней батареи или источника питания. Конденсатор С3, 1 мкФ, 100 В используется для развязки этих двух катушек индуктивности. Существует диод Шоттки SR160 , который представляет собой диод на один ампер, 60 В, используемый для преобразования цикла частоты переключения в постоянный ток, а конденсатор 1000 мкФ, 35 В является фильтрующим конденсатором, используемым для фильтрации выходного сигнала диода.

Поскольку пороговое напряжение обратной связи составляет 1,25 В, делитель напряжения можно настроить в соответствии с этим напряжением обратной связи для настройки фактического выхода. Для нашей схемы мы использовали потенциометр (R1) и резистор (R2) для обеспечения напряжения обратной связи.

R1 — это переменный резистор, который используется для установки выходного напряжения. R1 и R2 образуют делитель напряжения, который обеспечивает обратную связь с микросхемой драйвера XL6009. Дроссель L4 на 10 мкГн и конденсатор C3 на 100 мкФ используются в качестве LC-фильтра.

Понижающе-повышающий преобразователь Конструкция и работа

Кроме индуктора, все компоненты должны быть легко доступны. Микросхема XL6009 не подходит для макетной платы. Следовательно, я использовал пунктирную плату для подключения контактов XL6009 к штекерным контактам, как показано ниже.

Соберите катушку индуктивности, как обсуждалось ранее, и создайте свою схему. Я использовал макетную плату, чтобы упростить задачу, но рекомендуется перфокарта. После завершения моя схема на макетной плате выглядела так.

Когда входное напряжение выше установленного выходного напряжения, катушка индуктивности заряжается и сопротивляется любым изменениям пути тока. Когда переключатель срабатывает, катушка индуктивности обеспечивает заряженный ток через конденсатор C3 и, наконец, выпрямляет и сглаживает диодом Шоттки и конденсатором C4 соответственно. Драйвер проверяет выходное напряжение с помощью делителя напряжения и пропускает цикл переключения, чтобы синхронизировать выходное напряжение в соответствии с выходом цепи обратной связи.

То же самое происходит в форсированном режиме, когда входное напряжение меньше выходного, а дроссель L2 заряжается и обеспечивает ток нагрузки в выключенном состоянии.

Тестирование схемы повышающе-понижающего преобразователя XL6009

Схема тестируется на макетной плате. Обратите внимание, что мы построили схему на макетной плате только для целей тестирования, и вы не должны нагружать свою схему более чем на 1,5 А, когда она находится на макетной плате. Для приложений с более высоким током настоятельно рекомендуется припаять вашу схему на перфорированной плате.

Для питания схемы вы можете использовать батарею на 9 В, но я использовал настольный блок питания, настроенный на 9 В.

Выходное напряжение можно установить в диапазоне от 3,3 В до 12 В с помощью потенциометра. Технически схема может быть рассчитана на высокий выходной ток до 4А. Но, из-за ограничения выходного диода, при полной нагрузке схема не тестировалась. Выходная нагрузка настроена на приличное значение примерно 700-800 мА тока. Вы можете изменить выходной диод, чтобы увеличить выходной ток, если это необходимо.

Чтобы протестировать нашу цепь питания, мы использовали мультиметр для контроля выходного напряжения, а для нагрузки мы использовали электронную нагрузку постоянного тока, что-то похожее на то, что мы построили ранее. Если у вас нет электронной нагрузки, вы можете использовать любую нагрузку по вашему выбору и контролировать ток с помощью мультиметра. Полное видео тестирования приведено внизу этой страницы.

Также замечено, что выходное напряжение немного колеблется в пределах +/-5%. Это связано с высоким значением DCR катушек индуктивности и отсутствием радиатора в XL6009.. Адекватный радиатор и правильные компоненты могут быть полезны для стабильной производительности. В целом схема работает вполне работоспособно и производительность удовлетворительная. Если у вас есть какие-либо вопросы, оставьте их в разделе комментариев, вы также можете использовать наши форумы для других технических вопросов.

XL6009 DC-DC Buck Boost Converter Module Pinout, Datasheet, Features & Specifications

6 May 2020 — 0 комментариев

XL6009 Понижающий модуль DC-DC
Схема контактов модуля XL6009

Этот импульсный повышающий преобразователь постоянного тока способен управлять нагрузкой 4 А с превосходной регулировкой сети и нагрузки. Основной коммутационный компонент XL6009 IC доступен с фиксированным выходным напряжением 3,3 В, 5 В, 12 В и с регулируемым выходным напряжением. Это эффективный импульсный стабилизатор, а его выходная эффективность значительно выше по сравнению с популярными повышающими регуляторами. При более высоких входных напряжениях регулятор работает с частотой переключения 400 кГц, что позволяет уменьшить общий размер платы и сэкономить место.

Модуль XL6009 представляет собой модуль преобразователя постоянного тока в постоянный, работающий на частоте переключения 400 кГц. На такой высокой частоте он обеспечивает компоненты фильтра меньшего размера по сравнению с низкочастотными импульсными регуляторами. Это обновленная версия модуля на базе LM2577.

Контакт Описание платы модуля питания XL6009

Распиновку можно легко увидеть в легенде платы. Названия контактов также отмечены для справки, как вы можете видеть ниже.

Особенности и технические характеристики модуля питания XL6009 DC-DC

• Входное напряжение: 3–32 В
• Выходное напряжение: 5–35 В (регулируемое)
• Выходной ток: Максимальный выходной ток 4 А
• Примечание: Чем выше напряжение, тем больше ток нагрузки.
• Эффективность этого регулятора до <94%
• Регулировка нагрузки: 0,5 %
• Регулировка напряжения: 0,5 %
• Встроенный регулируемый потенциометр для регулировки выходного напряжения.
• Неизолированный модуль постоянного напряжения.
• Несинхронное выпрямление.
• Коэффициент короткого замыкания: ограничение тока с момента восстановления.
• Размеры: 45*20*14 мм (Д*Ш*В)

Примечание : Полную техническую информацию можно найти в Техническом описании XL6009 , ссылка на которое находится внизу этой страницы.

Альтернативный продукт XL6009 Модуль питания на базе платы

Альтернативные и совместимые продукты для XL6009Ниже перечислены платы понижающего модуля питания постоянного тока на основе DC-DC:

1. Понижающий модуль постоянного тока на базе MT3608 с номинальным током 2 А
2. Модуль регулируемого регулятора LM2596

Плата силового модуля XL6009 — Обзор

Основной драйвер — XL6009-Adj.

Повышающий модуль DC-DC на базе XL6009-Adj обеспечивает номинальный ток 4 А при входном напряжении 3–32 В. Модуль питания имеет потенциометр для регулировки выходного напряжения в соответствии с потребностями пользователя. Хотя модуль использует Радиатор на основе печатной платы рекомендуется использовать дополнительный радиатор, если номинальная выходная мощность превышает 15 Вт.