Buck boost regulator gamit ang xl6009 na may naaayos na 3.3v hanggang 12v boltahe ng output

Ang regulator ng Buck-Boost ay ginawa gamit ang dalawang magkakaibang mga topology, tulad ng ipinahihiwatig ng pangalan, binubuo ito ng parehong buck at boost topology. Alam na natin na ang Buck Regulator Topology ay nagbibigay ng isang mas mababang lakas ng output boltahe kaysa sa input boltahe, habang ang isang Boost Regulator Topology ay nagbibigay ng isang mas mataas na lakas ng output boltahe kaysa sa ibinigay na boltahe ng pag-input. Nakagawa na kami ng isang 12V hanggang 5V Buck Converter at isang 3.7V hanggang 5V Boost converter Circuit gamit ang tanyag na MC34063. Ngunit sa mga oras, maaaring kailanganin natin ang isang circuit na maaaring parehong gumana bilang isang usang lalaki at isang boost regulator.

Halimbawa, sabihin, kung ang iyong aparato ay pinapagana gamit ang isang baterya ng lithium, pagkatapos ang saklaw ng input na boltahe ay nasa pagitan ng 3.6V hanggang 4.2V. Kung ang aparatong ito ay nangangailangan ng dalawang operating voltage 3.3V at 5V. Pagkatapos ay kailangan mong mag- disenyo ng isang buck-boost regulator na makokontrol ang boltahe mula sa baterya ng lithium na ito papunta sa 3.3V at 5V. Kaya, sa tutorial na ito, matututunan natin kung paano bumuo ng isang simpleng regulator na nagpapalakas ng lakas at susubukan ito sa isang breadboard para sa kadalian ng pagbuo. Ang regulator na ito ay dinisenyo upang gumana sa isang 9V na baterya at maaaring magbigay ng isang malawak na boltahe ng output mula sa 3.3V hanggang 12V na may maximum na kasalukuyang output na 4A.

Kinakailangan ang Mga Bahagi

Xl6009
10k preset
33uH inductor - 2pcs
1n4007 - 2pcs
SR160 - 1pc (para sa maximum na 800mA output)
10uH inductor
100uF Capacitor
1000uF capacitor -2pcs
1uF ceramic o polyester film capacitor
9V pinagmulan ng kuryente (baterya o adapter)
Breadboard
Mga wire para sa breadboard.

XL6009 Buck-Boost Regulator IC

Maraming mga paraan upang bumuo ng isang buck-boost circuit, alang-alang sa tutorial na ito, gagamitin namin ang sikat na XL6009 DC / DC Converter IC. Pinili namin ang IC na ito dahil sa kadalian ng kakayahang magamit at kalikasan na mag-umpisa. Maaari mo ring suriin ang artikulo kung paano pipiliin ang switching regulator IC upang matulungan ka sa iba pang pagpipilian ng regulator para sa iyong mga disenyo ng paglipat.

Ang pangunahing sangkap ay ang switching regulator XL6009. Ang pinout ng XL6009 at ang mga pagtutukoy ay ipinapakita sa larawan sa ibaba.

Ang tab na metal ay panloob na konektado sa Switching pin ng XL6009 driver ic. Ang paglalarawan ng pin ay ibinibigay din sa talahanayan sa itaas. Ang mahalagang pantukoy na panteknikal ng XL6009 IC ay ibinibigay sa ibaba

Mga Tampok

Malawak na 5V hanggang 32V Saklaw ng Boltahe ng Pag-input
Positibo o Negatibong Output Voltage Programming na may isang Single Pin na Feedback
Ang Kasalukuyang Mode Control ay Nagbibigay ng Mahusay na Saglit na Tugon
1.25V Reference Adjustable Version
Naayos na 400KHz Frequency ng Paglipat
Maximum na 4A Kasalukuyang Paglipat
SW PIN Built-in na Higit sa Proteksyon ng Boltahe
Mahusay na Regulasyon ng Linya at Pag-load
EN PIN TTL Kakayahang Shutdown
Panloob na Optimize Power MOSFET
Mataas na Kahusayan ng hanggang sa 94%
Built-in na Pagbabayad ng Frequency
Built-in na Soft-Start Function
Built-in na Thermal Shutdown Function
Built-in na Kasalukuyang Pag-andar ng Limit
Magagamit sa TO263-5L Package

Ang tsart ng pagtutukoy sa itaas ay ipinapakita na ang minimum na boltahe ng pag-input ng driver ng IC na ito ay 5V at ang maximum ay 32 Volt. Gayundin, dahil ang dalas ng paglipat ay 400 kHz, binubuksan nito ang mga posibilidad na gumamit ng mas maliit na mga inductor para sa paglipat ng mga kaugnay na layunin. Gayundin, sinusuportahan ng driver IC ang isang maximum na kasalukuyang kasalukuyang output ng 4A na mahusay upang masakop ang maraming mga mataas na na-rate na kasalukuyang may kaugnayan na mga application.

Buck-Boost Converter Circuit gamit ang XL6009

Ang kumpletong buck-boost converter circuit diagram ay ipinapakita sa imahe sa ibaba.

Para sa anumang regulator ng paglipat, ang Inductor at ang capacitor ang pangunahing sangkap. Ang posisyon ng Inductor at ang capacitor sa circuit ay napakahalaga upang maibigay ang kinakailangang lakas sa pag-load sa panahon ng switch on at off na kondisyon. Sa kasong ito, ginagamit ang dalawang inductor (l1 at L4) na susuportahan ang pag-andar at pagpapalakas ng pag-andar nang paisa-isa sa switching circuit na ito. Ang 33uH inductor na L1, ay ang inductor na responsable para sa Buck mode ng operasyon samantalang ang Inductor L2 ay ginagamit para sa Boost mode inductor. Dito ko nasugatan ang aking sariling inductor gamit ang isang ferrite core at enameled wire na tanso. Kung bago ka sa paggawa ng iyong sariling inductor, maaari mong suriin ang artikulong ito sa mga pangunahing kaalaman ng inductor at Inductor coil design upang makapagsimula. Kapag naitayo mo na ang iyong inductor,maaari mong suriin ang halaga nito gamit ang isang LCD meter o kung wala kang isang LCR meter, maaari mong gamitin ang iyong oscilloscope upang makahanap ng halaga ng inductor gamit ang resonant frequency method.

Ang mga input capacitor, C1 at C2 ay ginagamit upang salain ang mga transients at ripple mula sa panlabas na baterya o ang pinagmulan ng kuryente. Ang capacitor C3, 1uF, 100V ay ginagamit para sa paghihiwalay ng dalawang inductor na ito. Mayroong isang Schottky diode SR160 na kung saan ay isang ampere, 60V diode na ginamit para sa pag-convert ng switching frequency cycle sa isang DC at ang capacitor na 1000uF, 35V ay ang filter capacitor na ginagamit para sa pagsala ng output mula sa diode.

Tulad ng boltahe ng feedback na threshold ay 1.25V, ang voltider divider ay maaaring itakda alinsunod sa boltahe ng feedback para sa pag-configure ng aktwal na output. Para sa aming circuit, gumamit kami ng isang palayok (R1) at isang risistor (R2) upang maibigay ang boltahe ng feedback.

Ang R1 ay isang variable risistor na ginagamit para sa pagtatakda ng boltahe ng output. Ang R1 at R2 ay bumubuo ng isang divider ng boltahe na nagbibigay ng puna sa driver ng IC XL6009. Ang 10uH inductor L4 at 100uF capacitor C3 ay ginagamit bilang isang LC filter.

Konstruksyon at Paggawa ng Buck-Boost Converter

Maliban sa Inductor, lahat ng mga sangkap ay dapat na madaling magamit. Ang XL6009 IC ay hindi kaaya-aya sa breadboard. Samakatuwid, ginamit ko ang may tuldok na board upang ikonekta ang mga pin ng XL6009 sa mga male header pin tulad ng ipinakita sa ibaba.

Buuin ang inductor tulad ng tinalakay nang mas maaga at likhain ang iyong circuit. Gumamit ako ng isang breadboard upang gawing madali ang mga bagay ngunit inirekomenda ang isang perf board. Kapag kumpleto na ang aking circuit sa breadboard ay ganito ang hitsura.

Kapag ang input boltahe ay mas mataas kaysa sa itinakdang boltahe ng output, ang inductor ay nasisingil at lumalaban sa anumang mga pagbabago sa kasalukuyang landas. Kapag bumaba ang switch, ibinibigay ng inductor ang kasalukuyang singil sa pamamagitan ng C3 capacitor at sa wakas ay naayos at pinakinis ng Schottky diode at capacitor C4 ayon sa pagkakabanggit. Sinusuri ng driver ang boltahe ng output ng divider ng boltahe at nilaktawan ang cycle ng paglipat upang mai-sync ang boltahe sa labas ayon sa output ng circuit ng feedback.

Ang parehong bagay ay nangyayari sa panahon ng boost mode kapag ang input boltahe ay mas mababa kaysa sa output boltahe at ang inductor L2 ay nasingil at nagbibigay ng kasalukuyang pag-load sa panahon ng switch off na kondisyon.

Pagsubok ng XL6009 Buck-Boost Converter Circuit

Ang circuit ay nasubok sa isang breadboard. Tandaan na itinayo namin ang circuit sa breadboard lamang para sa mga layunin sa pagsubok at hindi mo dapat mai-load ang iyong circuit nang higit sa 1.5A kapag nasa breadboard. Para sa mas mataas na kasalukuyang mga application, ang paghihinang ng iyong circuit sa perf board ay lubos na inirerekomenda.

Upang mapagana ang circuit, maaari kang gumamit ng isang 9V na baterya ngunit ginamit ko ang aking bench power supply na nakatakda sa 9V.

Ang output boltahe ay maaaring itakda mula sa 3.3V hanggang 12V gamit ang potensyomiter. Sa teknikal na paraan, ang circuit ay maaaring idisenyo para sa isang mataas na kasalukuyang output hanggang sa 4A. Ngunit, dahil sa limitasyon ng output diode, ang circuit ay hindi nasubok sa isang buong pagkarga. Ang output load ay nakatakda sa isang disenteng halaga ng humigit-kumulang 700-800mA ng kasalukuyang. Maaari mong baguhin ang output diode upang madagdagan ang kasalukuyang output kung kinakailangan.

Upang subukan ang aming circuit ng suplay ng kuryente, gumamit kami ng isang multimeter upang subaybayan ang boltahe ng output at para sa pag-load, ginamit namin ang DC elektronikong pagkarga ng isang bagay na katulad sa itinatayo namin nang mas maaga. Kung wala kang isang electronic load, maaari kang gumamit ng anumang load na iyong pinili at subaybayan ang kasalukuyang gamit ang isang multimeter. Ang kumpletong video ng pagsubok ay ibinibigay sa ilalim ng pahinang ito.

Napansin din na ang boltahe ng output ay medyo nagbabago sa isang +/- 5% na margin. Ito ay dahil sa mataas na halaga ng DCR ng mga inductors at hindi magagamit ang heat sink sa XL6009. Ang sapat na heat sink at tamang sangkap ay maaaring maging kapaki-pakinabang para sa matatag na output. Sa pangkalahatan, ang circuit ay gumagana ng lubos na pagpapatakbo at ang pagganap ay kasiya-siya. Kung mayroon kang anumang mga katanungan, iwanan ang mga ito sa seksyon ng komento, maaari mo ring gamitin ang aming mga forum para sa iba pang mga teknikal na katanungan.