直流到直流轉(zhuǎn)換器與恒流(CC)和恒壓(CV)控制-原理圖，PCB，零件清單，和工作

在本文中，我們將學(xué)習(xí)XL4015的特性和工作原理，XL4015是一個(gè)5A 180KHz 36V降壓DC到DC轉(zhuǎn)換器。在這里，我們將從模塊中拆卸所有組件，完全反向工程原理圖并從中制作PCB，以便我們可以訂購(gòu)組件并自己制作PCB。此外，我們將測(cè)試模塊并比較所有數(shù)據(jù)表參數(shù)，以查看它們是否為真。廢話不多說，我們直接開始吧。

XL4015 DC-DC降壓變換器模塊特點(diǎn)

恒流(CC)和恒壓(CV)轉(zhuǎn)換器可以在各種情況下非常方便，例如，如果你想用恒流給鋰電池充電，你可以很容易地用這個(gè)模塊來完成。此外，如果您是第一次測(cè)試電路并為其供電，則始終建議使用恒流，這將限制在構(gòu)建過程中出現(xiàn)任何錯(cuò)誤時(shí)對(duì)電路的損壞。

在上面的圖像中，您可以看到首先我們有直流輸入連接器，它連接到一個(gè)非調(diào)節(jié)電源。接下來，我們有兩個(gè)10K電位計(jì)，用于設(shè)置恒流和電壓水平。此外，板上有三個(gè)LED指示燈;靠近輸入連接器的第一個(gè)顯示模塊處于恒流模式時(shí)，而靠近輸出的另外兩個(gè)主要用于電池充電應(yīng)用(電池充電和電池充滿指示器)。除此之外，該IC的輸入電壓范圍為8V至36V，器件的輸出電壓為1.25V至32V。在最大負(fù)載下，該器件的PWM占空比可達(dá)100%，工作頻率可達(dá)180khz。模塊恒輸出電流為5A，工作效率高達(dá)96%。如果我們談?wù)摫Ｗo(hù)功能，它有熱關(guān)機(jī)，短路保護(hù)和電流限制功能。

DC-DC降壓變換器中使用的元件

在我們查看原理圖之前，這里是構(gòu)建XL4015降壓轉(zhuǎn)換器電路所需的組件列表。該電路板的主要組件是XL4015降壓轉(zhuǎn)換器IC，這是由XLSEMI設(shè)計(jì)和開發(fā)的5pin IC， XLSEMI是中國(guó)知名的制造商，以生產(chǎn)緊湊型降壓和升壓轉(zhuǎn)換器IC而聞名。構(gòu)建5A降壓轉(zhuǎn)換電路所需的元件清單如下所示。

?XL4015 Buck轉(zhuǎn)換器IC - 1

?78L05電壓調(diào)節(jié)器- 1

?LM358運(yùn)算放大器- 1

?SS54肖特基二極管- 1

?TL431可編程參考- 1

?470uF，35V電容- 2

?10uF 0805電容2

?10K十轉(zhuǎn)修剪鍋- 2

?0.1uF電容器- 3

?270R電阻- 1

?1K電阻- 2

?2.2K電阻- 1

?10K電阻- 1

?71.5K電阻- 1

?90.9K電阻- 1

?Led 0805 - 3

?螺釘端子- 2

xl40155a降壓變換器電路圖

Buck轉(zhuǎn)換器的原理圖如下所示。正如您所看到的，它并不難理解，模塊的整體設(shè)計(jì)確實(shí)是一個(gè)非常整潔和聰明的工作。模塊的原理圖如下所示。

電路的工作既簡(jiǎn)單又困難。如果我們檢查XL4015 5A降壓轉(zhuǎn)換器模塊的數(shù)據(jù)表，我們可以看到下面給出的典型應(yīng)用原理圖。

現(xiàn)在將上面的原理圖與我們的原理圖進(jìn)行比較，您可以看到它們非常相似，因?yàn)榻祲悍€(wěn)壓器部分的原理圖保持不變，唯一的額外區(qū)別是它具有額外的電流限制功能。

現(xiàn)在讓我們來理解當(dāng)前的限制功能是如何工作的。在原理圖中，您可以看到我們有一個(gè)78L05穩(wěn)壓器，這是一個(gè)超低功耗穩(wěn)壓器，用于將TL431 IC的輸入電壓轉(zhuǎn)換為恒定的5V。TL431是一個(gè)參考，在71.5K電阻和電位器的幫助下設(shè)置為恒定電流穩(wěn)壓器模式。該參考值與電阻輸出端的感應(yīng)電壓進(jìn)行比較，以限制電流。下面所示的電路是為運(yùn)算放大器提供恒流源的TL431電路。

接下來，我們有第一個(gè)運(yùn)算放大器部分;電路的這一部分實(shí)際上是用來限制電流的。在這部分發(fā)生的事情是，輸出檢測(cè)電壓與TL431 IC的參考電壓進(jìn)行比較。接下來發(fā)生的事情是，如果輸出檢測(cè)電壓大于參考電壓，則運(yùn)算放大器的輸出變高，并且隨著電路的關(guān)閉功能，IC的輸出關(guān)閉。

在上圖中，我已經(jīng)向您展示了數(shù)據(jù)表中的應(yīng)用電路和并排的實(shí)用電路。因此，在實(shí)際電路中，制造商使用LED代替二極管，該LED不僅起到反向電流阻斷作用，而且當(dāng)電流限制功能激活時(shí)也會(huì)亮起。

接下來，我們有電路的最后一部分，這部分電路用于指示電池充電和完全充電的情況。在這個(gè)電路中，當(dāng)電池充滿電時(shí)，輸出變低，因此充電完成LED打開，現(xiàn)在如果電池正在充電，另一個(gè)LED打開指示電池正在充電。

重新創(chuàng)建XL4015 Buck轉(zhuǎn)換器的PCB

由于我們已經(jīng)制作了原理圖，我們認(rèn)為要為降壓轉(zhuǎn)換器模塊重新創(chuàng)建PCB，我們就是這樣做的。PCB尺寸為25mm / 50mm。你可以從下圖中看到。

接下來，我們使用eagle的制造功能來確定PCB的頂部和底部部分，它看起來像下面所示的那樣。

在上圖中，顯示了PCB的頂部，PCB的底部如下所示。

這就是PCB部分的全部?jī)?nèi)容，您可以通過單擊給定的下載鏈接下載該項(xiàng)目的Gerber文件。

XL4015 DC-DC降壓變換器模塊測(cè)試

為了開始測(cè)試，我們首先將降壓轉(zhuǎn)換器模塊連接到電源上，并將輸出連接到直流負(fù)載上，我們?cè)O(shè)置了1A的恒定負(fù)載來測(cè)試電路。

現(xiàn)在，當(dāng)它工作時(shí)，我們將恒流設(shè)置為5A，正如數(shù)據(jù)表中所宣傳的那樣。

如果你考慮到模塊的大小，我非常印象深刻地看到它能夠提供5A的恒流。我測(cè)試了這個(gè)電路5分鐘，它的工作絕對(duì)很好。

接下來，我們測(cè)試了這個(gè)電路的短路情況。正如數(shù)據(jù)表上宣傳的那樣，它有內(nèi)置短路保護(hù)，所以我們也測(cè)試了它。它運(yùn)行得非常好。

測(cè)試Buck轉(zhuǎn)換器電路時(shí)遇到的問題

在測(cè)試電路時(shí)，我們?cè)谄渲幸恍┠K中遇到了一個(gè)主要問題。在寫這篇文章的時(shí)候，我們的實(shí)驗(yàn)室里有10個(gè)模塊，但其中一些是正常工作的，而另一些則不是。這讓我們很困惑。

但這個(gè)問題的解決方案非常簡(jiǎn)單：我們將一個(gè)1uF電容器連接到PCB上，模塊工作得非常好，沒有任何問題。除此之外，我們沒有發(fā)現(xiàn)模塊板有任何問題。

結(jié)論

我在各種輸入/輸出電壓和負(fù)載條件下對(duì)模塊進(jìn)行了測(cè)試，并評(píng)估了其效率，所有測(cè)試都很順利，沒有任何問題。因此，我們可以說XL4051是一個(gè)非常經(jīng)濟(jì)高效的模塊，用于演示項(xiàng)目和電池充電。

本文編譯自circuitdigest