Повышающий DC-DC преобразователь XL6009 (регулируемый, до 35 В)

Общие сведения

Повышающий DC-DC преобразователь XL6009 — небольшая плата, которая из более низкого постоянного напряжения делает более высокое и держит его стабильным. Нужное напряжение выставляется винтом подстроечного резистора, на выходе — до 35 В.

Им получают 12 В от двух аккумуляторов 18650 или 19–24 В от автомобильной сети и блока питания на 12 В.

Характеристики

• Микросхема: XL6009E1, корпус TO263-5L;
• Входное напряжение: 5–32 В (рабочий диапазон микросхемы; входной конденсатор на 35 В);
• Выходное напряжение: от входного до 35 В — с запасом к диоду SS34 на 40 В (выходной конденсатор — на 50 В); ниже входного не выставить;
• Ток: ключ микросхемы ограничен 4 А, с выхода — не больше 3 А (предел диода SS34); сколько можно взять на деле, зависит от того, во сколько раз поднимаете напряжение (расчёт — ниже);
• КПД: до 94 %; в испытательной схеме XLSEMI при 12 → 18,5 В и токе 2 А — 92 %;
• Частота преобразования: 400 кГц;
• Защиты в микросхеме: ограничение тока ключа, отключение при перегреве; есть плавный пуск; от переполюсовки и от замыкания выхода защиты нет;
• Подключение: площадки под пайку IN+, IN−, OUT+, OUT−; минус входа и выхода общий, гальванической развязки нет.

Цифры по микросхеме взяты из даташита XLSEMI (ссылка в конце страницы).

Подключение и настройка

1. Припаяйте провода: к IN+ и IN− — от источника, к OUT+ и OUT− — провода, которые потом пойдут к нагрузке. Подписи есть с обеих сторон платы, на обороте ещё и стрелка от входа к выходу. Ток со входа больше, чем на выходе, поэтому входные провода берите не тоньше выходных.
2. Саму нагрузку пока не подключайте: с завода на выходе может стоять любое напряжение, в том числе намного выше нужного. Подайте питание на вход, щупы мультиметра — на OUT+ и OUT−.
3. Крутите винт подстроечного резистора маленькой отвёрткой и смотрите на мультиметр. Резистор многооборотный: у резисторов этого типа (3296) от края до края около 25 оборотов, поэтому напряжение меняется медленно. На краю винт не упирается, а прокручивается вхолостую. Пока выставлено меньше входного, мультиметр показывает почти входное напряжение (чуть меньше — часть вольта остаётся на диоде): так и должно быть, поднимайте дальше. Если за 25 оборотов напряжение так и не начало расти — крутите в другую сторону. Выше 35 В не поднимайте.
4. Выключите питание, подключите нагрузку, включите и проверьте напряжение ещё раз, уже под нагрузкой.

Мелочи, на которых спотыкаются

• Плюс и минус на входе. Защиты от переполюсовки нет: перепутали провода — микросхема может сгореть. Проверьте полярность до включения.
• Вход от 5 В. Один аккумулятор Li-ion (до 4,2 В) ниже рабочего диапазона микросхемы, USB на 5 В — на самой его границе. Для них берите мини-преобразователь (вход от 2 В) или Trema-модуль на 5 или 12 В.
• Выход не ниже входа. Даже если микросхема не работает или напряжение выставлено ниже входного, вход попадает на выход через дроссель и диод. Понижать модуль не умеет: для этого есть понижающий преобразователь LM2596S, а если вход бывает то выше, то ниже нужного — повышающий/понижающий модуль на XL6009.
• Ток со входа. Ток со входа ≈ ток нагрузки × (U выхода / U входа) / КПД. В примере из даташита 12 → 18,5 В при 2 А и КПД 92 % — со входа около 3,4 А. Источник должен это выдержать. Ключ микросхемы ограничен 4 А, а ток через него идёт импульсами с пиком выше среднего, поэтому держите ток со входа заметно ниже 4 А. Чем сильнее поднимаете напряжение, тем меньше ток можно взять с выхода.
• Замыкание выхода. В повышающей схеме выход связан со входом через дроссель и диод, и этот ток микросхема не ограничивает: при замыкании выхода его держит только источник. С аккумуляторами ставьте на вход предохранитель.
• Нагрев. При большом токе греются микросхема и диод. Ближе к пределу дайте обдув или поставьте радиатор и не прячьте модуль в глухой корпус.

Что пригодится вместе

• Мультиметр — без него напряжение не выставить;
• Силиконовый провод 20AWG, красный и чёрный — для входа и выхода;
• Батарейный отсек 2×18650 — два аккумулятора дают 7,4 В, из которых модуль сделает 12 В; берите аккумуляторы с защитой — модуль за разрядом не следит;
• Штекер питания 2,1 мм с клеммником — провода с OUT+ и OUT− зажимаются в клеммник, штекер вставляется в круглое гнездо питания;
• Радиатор 11 × 11 × 5 мм — на микросхему при большом токе (корпус микросхемы около 10 × 9 мм).

Комплектация

• 1 × повышающий DC-DC преобразователь XL6009.

Ссылки

• Даташит XL6009 (XLSEMI).