Модификација КСЛ4015 Буцк претварача са подесивим граничником струје

Пост објашњава једноставан начин за побољшање КСЛ4015 једносмерног у једносмерни претварач са подесивим граничником струје, који изгледа да недостаје у оригиналном модулу.

Око КСЛ4015

КСЛ4015 је претварач једносмерне и једносмерне струје са фиксном фреквенцијом ПВМ са 180 КХз (опадајући), посебно дизајниран за рад оптерећења од 5 В, 5 Амп са добром ефикасношћу, минималним мрешкањем и изузетном регулацијом линије и оптерећења.

Изграђен од врло мало додатних делова, регулаторни модул је једноставан за рад и састоји се од уграђене фреквенцијске компензације заједно са осцилатором са фиксном фреквенцијом.

ПВМ управљачко коло има прилагодљив однос дужине при константној брзини од 0 до 100%. ИЦ КСЛ4015 такође има уграђену функционалност заштите од прекомерне струје.

Када се на излазу детектује кратки спој, радна фреквенција се тренутно спушта са 180 КХз на 48 КХз, што узрокује тренутни пад излазног напона и струје.

Чип има потпуно интегрисани компензациони блок, без зависности од било којих спољних компоненти.

КСЛ4015 ИЦ Главне карактеристике

1. Широк опсег улазног напона од 8В до 36В
2. Излазни напон је прилагодљив од 1,25 В до 32 В
3. Максимални радни циклус може бити и до 100%
4. Испуштање излаза је само 0,3В
5. Фреквенција комутације је фиксна на 180 кХз
6. Излазна струја је константна на 5А.
7. Уграђени МОСФЕТ-ови снаге осигуравају оптимизацију високог напона / струје
8. Ефикасност рада је врло импресивна на 96%
9. Регулација линије и оптерећења је изузетно добра
10. ИЦ има интерно контролисану функцију термичког искључивања
11. Такође има уграђену функцију ограничења струје
12. Непотребно је рећи да чип такође укључује излазну кратку заштиту.

Главни недостатак

Иако је КСЛ4015 модул препун многих изврсних карактеристика које претварач мора да има, недостаје му једна велика могућност.

Модул нема аранжман за подешавање излазне струје на жељене нивое, према спецификацијама оптерећења.

Па ако желите напуните Ли-Ион батерију са КСЛ4015 модулом, рецимо брзином од 2 ампера, то нећете моћи учинити због горе поменутог недостатка.

Слично томе, ако бисте желели да возите 3.3 В ЛЕД при максималној брзини струје од 3 ампера, и ви бисте били разочарани јер је модул оцењен на фиксну струју од 5 амп.

Како КСЛ4015 ради

Основни радни сметај претварача КСЛ4015 за доле приказан је испод:

Коло је конфигурисано да произведе фиксних 5 В на константном излазу струје од 5 ампера као одговор на улаз напајања од 8 В до 36 В. Спецификације улазне снаге морају бити веће од излазне снаге, што значи да снага улазног напајања мора бити бити већи од 5 В к 5 А = 25 В.

Стога, ако се користи улазно напајање од 36 В, тада би улазна струја требала бити већа од 25/36 = 0,7 ампера. Ако се користи 8 В, тада улазна струја може бити већа од 25/8 = 3 ампера и тако даље.

Интерно коло ИЦ ИЦ404015 састоји се од основних елемената попут осцилатора и појачала за грешке. Добро прорачуната и контролисана фреквенција осцилатора од 180 кХз генерише се на пин3 (СВ) за напајање спољне конфигурације доњег претварача која се састоји од диоде, индуктора и кондензатора. Ово омогућава фази да обради улазно напајање на тачно 5 В, 5 А излаз.

Пин2 (ФБ) функционише као улаз за повратну информацију појачала грешке. Минимални унос од 1,25 В на овом пиноут-у довољан је да започне процес искључивања ИЦ.

Овај пиноут може се видети конфигурисан са потенцијалним разделником Р1, Р2, који осигурава да излазни напон никада не може прећи опсег од 5 В, што онда доводи до развијања напона већег од 1,25 В на ФБ пину који покреће поступак искључивања за ИЦ, чиме се спречава излаз да пређе ниво 5 В.

То такође подразумева да би се излазни напон могао прилагодити другим нивоима напона, као што су 12 В или 15 В, прикладним променом вредности Р1 / Р2 дељивача повратних информација.

Р1 / Р2 се такође може фиксирати помоћу следеће формуле за добијање жељеног излазног напона:

Воут = 1,25 к (1 + Р2 / Р1)

Подешавање ограничења струје

Као што можемо видети из шеме, КСЛ4015 модул не укључује ограничење струје, што је очигледно главно ограничење модула.

Међутим, модул садржи искључени ФБ пиноут који се може конфигурисати са екстерним коло ограничења струје , за постизање обележја. Ово се може применити како је назначено на следећем дијаграму:

РКС се може израчунати користећи Охмов закон:

РКС = 0,2 / ограничење струје

Будући да су два транзистора ожичена са врло великим излазним појачањем, потенцијална разлика од само 0,2 В у РКС-у требало би да буде довољна да покрене ФБ пин ИЦ-а и покрене тренутну ограничену акцију.

Чим струја тежи да пређе жељену границу, узрокује развој потребног минималног потенцијала широм РКС-а, што доводи до спровођења НПН-а, што заузврат тешко покреће ПНП БЈТ. Акција испоручује предвиђени позитивни ДЦ на ФБ пину, покрећући искључивање.

Када се то догоди, излазна струја падне испод постављене границе, ИСКЉУЧУЈУЋИ БЈТ-ове и враћајући раније стање, при чему струја опет почиње премашивати постављено гранично укључивање БЈТ-ова. Циклус се непрестано понавља, осигуравајући да струја увек остане унутар постављене границе.

Овим аранжманом КСЛ4015 постаје опремљен врло корисном прилагодљивом функцијом ограничења излазне струје.

Алтернатива КСЛ4015 (еквивалентни круг)

Иако је модул КСЛ4015 лако доступан у већини Интернет продавница, ИЦ не производе реномиране марке и можда ће у било ком тренутку застарети.

Стога се чини да је постојање алтернативног 5-волтног склопног претварача са дискретним компонентама много боља опција.

Следећи дијаграм приказује врло ефикасан претварач од 5 В уз помоћ популарног ТЛ494 чип:

Горњи пример приказује једноставан, али изузетно згодан, прецизан претварач од 5 В, еквивалентан за КСЛ4015.

Овде приказује апликацију претварача соларног претварача, који се може применити за било коју другу жељену сврху претварача у једносмерну струју.

Употреба ТЛ494 осигурава да дизајн неће застарети лако и да ће замена за ИЦ бити лако доступна кад год је то потребно.

И овде повратна петља појачала грешке одређује излазну струју постављањем потенцијалне разделне мреже изграђене око Р8 / Р9.

Струја се може прилагодити одговарајућим дотеривањем отпорника Р13.

Р13 = 0,2 / максимално ограничење струје

Још једна велика предност коришћења горе поменутог дискретно изграђеног претварача је излазна струја, која није ограничена на 5 ампера, већ би се могла надоградити на много више нивое једноставном надоградњом транзистора, дебљине жице индуктора и вредности отпорника Р13.