एडजस्टेबल करंट लिमिटर के साथ XL4015 बक कन्वर्टर को संशोधित करना

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पोस्ट एक समायोज्य वर्तमान सीमक के साथ XL4015 DC से DC हिरन कनवर्टर को बढ़ाने का एक सरल तरीका बताता है, जो मूल मॉड्यूल में गायब लगता है।

XL4015 के बारे में

XL4015 एक 180 KHz फिक्स्ड फ़्रीक्वेंसी PWM बक (स्टेप-डाउन) DC / DC कनवर्टर है, जिसे विशेष रूप से 5 V, 5 Amp लोड को अच्छी दक्षता, न्यूनतम तरंग और असाधारण लाइन और लोड विनियमन के संचालन के लिए डिज़ाइन किया गया है।



बहुत कम संख्या में अतिरिक्त भागों का उपयोग करके निर्मित, नियामक मॉड्यूल एक निश्चित-आवृत्ति वाले थरथरानवाला के साथ-साथ अंतर्निहित आवृत्ति मुआवजे के साथ काम करना आसान है।

PWM नियंत्रण सर्किट में 0 से 100% तक स्थिर दर पर समायोज्य ड्यूटी अनुपात है। IC XL4015 में इन-बिल्ट ओवर-करंट प्रोटेक्शन फंक्शनलिटी भी है।



जब आउटपुट पर एक शॉर्ट सर्किट का पता लगाया जाता है, तो ऑपरेटिंग आवृत्ति को तुरंत 180 KHz से 48 KHz तक कम किया जाता है, जिससे आउटपुट वोल्टेज और करंट में तत्काल गिरावट आती है।

चिप में पूरी तरह से एकीकृत क्षतिपूर्ति ब्लॉक है, बिना किसी बाहरी घटकों के।

XL4015 आईसी मुख्य विशेषताएं

  1. ब्रॉड 8 वी से 36 वी इनपुट वोल्टेज रेंज
  2. आउटपुट वोल्टेज 1.25V से 32V तक एडजस्टेबल है
  3. अधिकतम ड्यूटी साइकिल 100% तक हो सकती है
  4. आउटपुट ड्रॉप-आउट केवल 0.3V है
  5. स्विचिंग आवृत्ति 180 kHz पर तय की गई है
  6. आउटपुट वर्तमान 5 ए पर स्थिर है।
  7. इन-बिल्ट पावर MOSFETs उच्च वोल्टेज / वर्तमान अनुकूलन सुनिश्चित करते हैं
  8. ऑपरेटिंग दक्षता 96% पर बहुत प्रभावशाली है
  9. लाइन और लोड विनियमन बहुत अच्छे हैं
  10. आईसी में आंतरिक रूप से नियंत्रित थर्मल शटडाउन फ़ंक्शन है
  11. इसी तरह यह एक इन-बिल्ट करंट लिमिट फंक्शन भी पेश करता है
  12. कहने की जरूरत नहीं है कि चिप में आउटपुट शॉर्ट प्रोटेक्शन फीचर भी शामिल है।

प्रमुख नुकसान

हालांकि XL4015 मॉड्यूल कई उत्कृष्ट सुविधाओं से भरा हुआ है, जो एक हिरन कनवर्टर के लिए आवश्यक है, इसमें एक प्रमुख सुविधा का अभाव है।

मॉड्यूल में लोड विनिर्देशों के अनुसार आउटपुट करंट को पसंदीदा स्तरों पर समायोजित करने की कोई व्यवस्था नहीं है।

इसलिए अगर आप चाहते हैं ली-आयन बैटरी चार्ज करें एक XL4015 मॉड्यूल के साथ, 2 amp दर पर कहें, आप उपर्युक्त दोष के कारण ऐसा नहीं कर पाएंगे।

इसी तरह, यदि आप 3 amp अधिकतम वर्तमान दर पर 3.3 V एलईडी ड्राइव करना चाहते हैं, तो आप उसी तरह निराश होंगे, क्योंकि मॉड्यूल एक निश्चित 5 amp वर्तमान में रेट किया गया है।

XL4015 कैसे काम करता है

XL4015 हिरन कन्वर्टर का मूल काम करने वाला स्कैमैटिक नीचे दिखाया गया है:

सर्किट 8 वी से 36 वी की आपूर्ति इनपुट के जवाब में एक निरंतर 5 amp वर्तमान उत्पादन में एक निश्चित 5 वी का उत्पादन करने के लिए कॉन्फ़िगर किया गया है। इनपुट पावर विनिर्देशों को आउटपुट पावर से अधिक होना चाहिए, जिसका अर्थ है इनपुट आपूर्ति वाट क्षमता 5 V x 5 A = 25 W से अधिक हो।

इसलिए, यदि 36 V की इनपुट आपूर्ति का उपयोग किया जाता है, तो इनपुट वर्तमान 25/36 = 0.7 Amps से अधिक होना चाहिए। यदि 8 V का उपयोग किया जाता है तो इनपुट करंट 25/8 = 3 Amps से अधिक हो सकता है, और इसके बाद।

आईसी XL4015 के आंतरिक सर्किट्री में एक थरथरानवाला और एक त्रुटि amp जैसे बुनियादी तत्व होते हैं। डायोड, प्रारंभ करनेवाला, और संधारित्र से मिलकर बाहरी हिरन कनवर्टर कॉन्फ़िगरेशन को खिलाने के लिए अच्छी तरह से गणना और नियंत्रित 180 kHz थरथरानवाला आवृत्ति pin3 (SW) पर उत्पन्न होती है। यह हिरन चरण को 5 वी, 5 ए आउटपुट पर इनपुट आपूर्ति की प्रक्रिया में सक्षम बनाता है।

Pin2 (FB) त्रुटि amp प्रतिक्रिया के लिए इनपुट के रूप में कार्य करता है। इस पिनआउट पर न्यूनतम १.२५ वी इनपुट आईसी के लिए शट डाउन प्रक्रिया शुरू करने के लिए पर्याप्त है।

इस पिनआउट को एक संभावित विभक्त R1, R2 के साथ कॉन्फ़िगर किया जा सकता है, जो यह सुनिश्चित करता है कि आउटपुट वोल्टेज 5 V रेंज से आगे कभी नहीं जा सकता है, जो तब FB पिन को बंद करने की प्रक्रिया शुरू करने के लिए 1.25 V से अधिक वोल्टेज का कारण बनता है। आईसी, जिससे आउटपुट को 5 V के स्तर को पार करने से रोका जा सकता है।

इसका अर्थ यह भी है कि आउटपुट वोल्टेज को अन्य वोल्टेज स्तरों पर समायोजित किया जा सकता है, जैसे कि 12 V या 15 V, उपयुक्त रूप से R1 / R2 प्रतिक्रिया विभक्त मानों को अलग करके।

वांछित आउटपुट वोल्टेज प्राप्त करने के लिए, R1 / R2 को निम्न सूत्र का उपयोग करके भी तय किया जा सकता है:

Vout = 1.25 x (1 + R2 / R1)

वर्तमान सीमा समायोजित करें

जैसा कि हम योजनाबद्ध से देख सकते हैं XL4015 मॉड्यूल में एक वर्तमान सीमित सुविधा शामिल नहीं है जो जाहिर तौर पर मॉड्यूल की एक प्रमुख सीमा है।

हालांकि, मॉड्यूल में एक शट डाउन पिनआउट एफबी शामिल है जिसे बाहरी के साथ कॉन्फ़िगर किया जा सकता है वर्तमान सीमक सर्किट , सुविधा को पूरा करने के लिए। इसे निम्नलिखित आरेख में दर्शाया गया है:

RX की गणना ओम के नियम का उपयोग करके की जा सकती है:

आरएक्स = 0.2 / वर्तमान सीमा

चूंकि दो ट्रांजिस्टर बहुत अधिक लाभ आउटपुट के साथ वायर्ड होते हैं, इसलिए पूरे आरएक्स में सिर्फ 0.2 वी का एक संभावित अंतर आईसी के एफबी पिन को ट्रिगर करने और वर्तमान सीमित कार्रवाई शुरू करने के लिए पर्याप्त होना चाहिए।

जैसे ही करंट वांछित सीमा से अधिक हो जाता है, आरएक्स में एनपीएन के संचालन के लिए आवश्यक न्यूनतम क्षमता विकसित करने का कारण बनता है, जो बदले में पीएनपी BJT को ट्रिगर करता है। एक्शन एफबी पिन पर पॉजिटिव डीसी की आपूर्ति करता है, जो शट-डाउन शुरू करता है।

जब ऐसा होता है तो आउटपुट करंट सेट की सीमा से नीचे चला जाता है, BJTs को बंद कर देता है और पहले की स्थिति को बहाल कर देता है, जिसमें करंट फिर से BJTs पर स्विच करने की निर्धारित सीमा से अधिक होने लगता है। चक्र दोहराता रहता है, यह सुनिश्चित करता है कि वर्तमान हमेशा निर्धारित सीमा के भीतर रहे।

इस व्यवस्था के साथ, XL4015 बहुत उपयोगी समायोज्य आउटपुट करंट लिमिट फीचर से लैस हो जाता है।

XL4015 वैकल्पिक (समतुल्य सर्किट)

हालांकि, XL4015 मॉड्यूल अधिकांश ऑनलाइन स्टोर से आसानी से उपलब्ध है, आईसी प्रतिष्ठित ब्रांडों द्वारा निर्मित नहीं है, और कभी भी अप्रचलित होने का खतरा हो सकता है।

इसलिए, असतत घटकों का उपयोग करते हुए वैकल्पिक 5 V समायोज्य हिरन कनवर्टर सर्किट होना बेहतर विकल्प प्रतीत होता है।

निम्न आरेख लोकप्रिय का उपयोग करके एक बहुत ही कुशल 5 वी हिरन कनवर्टर दिखाता है TL494 टुकड़ा:

ऊपर दिया गया उदाहरण XL4015 के लिए एक साधारण अभी तक बेहद आसान, सटीक 5 V हिरन कनवर्टर दिखाता है।

यहाँ, यह एक सौर इन्वर्टर हिरन कन्वर्टर एप्लिकेशन को दिखाता है, जिसे किसी अन्य वांछित डीसी से डीसी कनवर्टर उद्देश्य के लिए अपनाया जा सकता है।

TL494 का उपयोग यह सुनिश्चित करता है कि डिजाइन आसानी से अप्रचलित नहीं होगा और जब भी आवश्यकता होगी आईसी के लिए प्रतिस्थापन आसानी से सुलभ होगा।

यहाँ भी, एक त्रुटि amp फीडबैक लूप R8 / R9 के आसपास निर्मित संभावित विभक्त नेटवर्क को सेट करके आउटपुट करंट को निर्धारित करता है।

R13 रोकनेवाला को उचित रूप से मोड़कर वर्तमान को समायोजित किया जा सकता है।

R13 = 0.2 / अधिकतम वर्तमान सीमा

उपर्युक्त निर्मित हिरन कनवर्टर का उपयोग करने का एक और महान लाभ आउटपुट वर्तमान स्तर है, जो केवल 5 एम्पियर तक सीमित नहीं है, बल्कि ट्रांजिस्टर, प्रारंभ करनेवाला तार की मोटाई और R13 रोकनेवाला मूल्य को अपग्रेड करके बहुत अधिक स्तर तक बढ़ाया जा सकता है।




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