Данный обзор посвящён модулю импульсного стабилизатора, который предлагается интернет-магазинами под названием "5A Lithium Charger CV CC Buck Step Down Power Module LED Driver". Таким образом модуль представляет собой импульсный понижающий преобразователь, предназначенный для зарядки литий-ионных аккумуляторов в режимах CV (постоянное напряжение) и СС (постоянный ток), а также для питания светодиодов. Стоит данное устройство около 2-х USD. Конструктивно модуль представляет собой печатную плату, на которой установлены все элементы, включая сигнальные светодиоды и органы регулировки. Внешний вид модуля представлен на рис.1.
Чертёж печатной платы представлен на рис. 2.
Согласно спецификации изготовителя модуль имеет следующие технические характеристики:
- Входное напряжение 6-38 В постоянного тока.
- Выходное напряжение регулируемое 1.25-36 В постоянного тока.
- Выходной ток 0-5 А (регулируемый).
- Мощность в нагрузке до 75 ВА.
- КПД более 96%.
- Имеется встроенная защита от перегрева и короткого замыкания в нагрузке.
- Размеры модуля 61.7х26.2х15 мм.
- Масса 20 грамм.
Сочетание невысокой цены, малых размеров и высоких технических характеристик вызвало у автора интерес и желание экспериментально определить основные характеристики модуля.
Производитель не приводит схему электрическую принципиальную, по этому её пришлось рисовать самостоятельно. Результат этой работы представлен на рис. 3.
Основой устройства является микросхема DA2 XL4015, представляющая собой оригинальную китайскую разработку. Данная микросхема весьма похожа на популярную LM2596, но отличается улучшенными характеристиками. Видимо это достигается применением в качестве силового ключа мощного полевого транзистора. Описание этой микросхемы приведено в Л1. В данном устройстве микросхема включена в полном соответствии с рекомендациями изготовителя. Переменный резистор “CV” является регулятором выходного напряжения. Цепь регулируемого ограничения выходного тока выполнена на операционном усилителе DA3.1. Этот усилитель сравнивает падение напряжения на токоизмерительном резисторе R9 с регулируемым напряжением, снимаемым с переменного резистора “CC”. С помощью этого резистора можно задать желаемый уровень ограничения тока в нагрузке стабилизатора.
Если заданное значение тока будет превышено, то на выходе усилителя появится сигнал высокого уровня, красный светодиод HL2 откроется и напряжение на входе 2 микросхемы DA2 повысится, что приведёт к снижению напряжения и тока на выходе стабилизатора. Кроме того свечение HL2 будет сигнализировать о том, что модуль работает в режиме стабилизации тока (СС). Конденсатор С5 должен обеспечивать устойчивость узла регулирования тока.
На втором операционном усилителе DA3.2 собран сигнализатор снижения тока в нагрузке до значения менее 9% от заданного максимального тока. Если ток превышает указанное значение, то светится синий светодиод HL3, в противном случае светится зелёный светодиод HL1. При зарядке литий-ионных аккумуляторов снижение зарядного тока является одним из признаков окончания зарядки.
На микросхеме DA1 собран стабилизатор с выходным напряжением 5В. Это напряжение используется для питания операционного усилителя DA3, также оно используется для формирования опорного напряжения ограничителя тока и сигнализатора снижения тока.
Падение напряжения на токоизмерительном резисторе никак не компенсируется, по этому с ростом тока в нагрузке выходное напряжение стабилизатора снижается. Чтобы уменьшить данный недостаток величина токоизмерительного резистора выбрана достаточно маленькой (0.05 Ома). Из-за этого дрейф операционного усилителя DA3 может вызвать заметную нестабильность как уровня ограничения выходного тока так и уровня срабатывания сигнализатора.
Испытания модуля показали, что выходное сопротивление стабилизатора в режиме стабилизации напряжения (CV) практически полностью определяется токоизмерительным резистором и составляет около 0.06 Ома.
Коэффициент стабилизации напряжения около 400.
Для оценки тепловыделения на вход модуля было подано напряжение 12В. На выходе было установлено напряжение 5В при нагрузке сопротивлением 2.5 Ома (ток 2А). Через 30 минут микросхема DA2, дроссель L1 и диод VD1 нагрелись до 71, 64 и 48 градусов Цельсия соответственно.
Работа в режиме стабилизации тока в нагрузке (СС) сопровождалась переходом микросхемы DA2 в режим формирования пачек импульсов. Частота следования и длительность пачек изменялись в широких пределах в зависимости от величины тока. Эффект стабилизации тока при этом имел место, но пульсации на выходе модуля существенно возрастали. Кроме того работа устройства в режиме СС сопровождалась довольно громким писком, источником которого являлся дроссель L1.
Работа сигнализатора снижения тока нареканий не вызвала. Модуль успешно выдерживал короткое замыкание в нагрузке.
Таким образом модуль работоспособен как в режиме CV, так и в режиме СС, но при его использовании следует учитывать вышеописанные особенности.
Данный обзор написан по результатам исследования одного экземпляра устройства, что делает полученные результаты чисто ориентировочными.
По мнению автора описанный импульсный стабилизатор может быть с успехом использован, если требуется дешёвый, компактный источник питания с удовлетворительными характеристиками.
Список радиоэлементов
Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
---|---|---|---|---|---|---|
DA1 | Линейный регулятор | LM317L | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
DA2 | Микросхема | XL4015 | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
DA3 | Операционный усилитель | LM358 | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
VD1 | Диод Шоттки | SK54 | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
HL1 | Светодиод | Зеленый | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
HL2 | Светодиод | Красный | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
HL3 | Светодиод | Синий | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
С1, С6 | Электролитический конденсатор | 220 мкФ 50 В | 2 | Поиск в магазине Отрон | ||
С2-С4, С7 | Конденсатор | 0.47 мкФ | 4 | Поиск в магазине Отрон | ||
С5 | Конденсатор | 0.01 мкФ | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
R1 | Резистор | 680 Ом | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
R2 | Резистор | 220 Ом | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
R3 | Резистор | 330 Ом | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
R4 | Резистор | 18 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
R7 | Резистор | 100 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
R8 | Резистор | 10 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
R9 | Резистор | 0.05 Ом | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
R10, R11 | Резистор | 1.8 кОм | 2 | Поиск в магазине Отрон | ||
"CC" | Переменный резистор | 1 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
"CV" | Переменный резистор | 10 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
L1 | Дроссель | 35 мкГн | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
+In, -In, +Out, -Out | Клеммный зажим | 4 | Поиск в магазине Отрон | |||
Скачать список элементов (PDF)
Прикрепленные файлы:
- 5-325_XL4015.pdf (250 Кб)
Комментарии (96) | Я собрал (0) | Подписаться
Для добавления Вашей сборки необходима регистрация
[Автор]
У меня на плате контроллера электросамоката Iconbit cisk scooter S65
1-Vin, 2-Output, 3-GND, 4-FB, 5-SD
[Автор]
[Автор]
[Автор]
[Автор]
И мне кажется что ты хочешь "противотуманные фары" БЕЗ горизонтальной настройки использовать вместо ходовых огней для того что бы СЛЕПИТЬ ВОДИТЕЛЕЙ.
[Автор]
А вот шумы 10-100кГц от ШИМ который стоит ПЕРЕД линейным преспокойно пройдут сквозь линейный ибо реакция линейного ограничивается 10-200 Гц, иначе от него толку не будет, а 2 МГц и подавно проходят.
И да, твои плюшки не сработают.
Модуль на Х.Х. полностью регулируется.
Подключаю на выход сопротивление 1 Ом, выставляю ток ограничения 1А. Отключаю, подключаю сопротивление (несколько раз) ток ограничения остается 1 А.
Не отключая сопротивление, отключаю входное питание модуля. Затем подключаю входное питание модуля (нагрузочное сопротивление подключено) ток ограничения становится 3,65А и не регулируется.
Это неисправен модуль? Или незамеченная особенность модуля? Сам проверить не могу, модуль один, а ждать из Китая недосуг.
P.S. Если это незамеченная особенность, то заряжать аккумуляторы им нельзя.
[Автор]
А пока, обращаюсь ко всем читателям этой статьи: проведите эксперимент и отпишитесь.
P.S. А то видел как люди запитывают от этого модуля 5-ти ваттный светодиод ...
Ранее модуль питался от DC-DC.
Для проверки своих мыслей я разделил питания схемы ограничения тока и модуля. Проблема исчезла полностью.
Исходя из того, что вы раньше запитывали этот модуль от другого преобразователя, могу предположить, что у него срабатывала функция ограничения тока, и дальше происходил процесс, которые я описал выше.