XL6019 — микросхема DC-DC-преобразователя компании XLSEMI, предназначенная для построения повышающих, инвертирующих и других импульсных источников питания. По сравнению с XL6009 она рассчитана на больший максимальный ток переключения — 5 А вместо 4 А, однако работает на более низкой частоте: 180 кГц вместо 400 кГц.
Готовые модули на XL6019 обычно представляют собой регулируемые повышающие преобразователи с входными и выходными клеммами. Возможности конкретной платы зависят не только от микросхемы, но и от применённых дросселя, диода, конденсаторов и системы охлаждения.
Основные характеристики XL6019
- Тип: импульсный DC-DC-преобразователь; возможны повышающая, инвертирующая, SEPIC и другие схемы включения.
- Рабочее входное напряжение микросхемы: 5–40 В.
- Выходное напряжение: зависит от схемы включения; у распространённых регулируемых повышающих модулей обычно заявлено 5–40 В.
- Максимальный ток переключения: 5 А. Это не означает, что модуль способен непрерывно выдавать 5 А в нагрузку.
- Частота переключения: 180 кГц.
- КПД: до 94% в зависимости от режима работы и схемы.
- Корпус микросхемы: TO263-5L.
Примечание: в описаниях отдельных готовых плат можно встретить входное напряжение от 3 В. Это не гарантированный рабочий диапазон самой XL6019: в даташите микросхемы указан минимум 5 В. Перед подключением следует проверить спецификацию конкретного модуля.
XL6019 и XL6009: в чём разница
| Характеристика | XL6019 | XL6009 |
|---|---|---|
| Максимальный ток переключения | 5 А | 4 А |
| Частота переключения | 180 кГц | 400 кГц |
| Рабочее входное напряжение микросхемы | 5–40 В | 5–32 В |
| Поддерживаемые схемы включения | Boost, flyback, SEPIC, инвертирующая | Boost, flyback, SEPIC, инвертирующая |
| Корпус микросхемы | TO263-5L | TO263-5L |
Обе микросхемы позволяют собирать разные схемы преобразования напряжения, однако для этого требуется соответствующая внешняя обвязка. Обычный регулируемый модуль на XL6019 или XL6009, как правило, собран по повышающей схеме и не превращается в SEPIC- или инвертирующий преобразователь простой регулировкой потенциометра.
Структурная схема XL6019
Внутри микросхемы находятся стабилизатор 3,3 В с источником опорного напряжения 1,25 В, усилитель ошибки (EA), компаратор с компенсацией наклона, RS-триггер, драйвер и силовой N-канальный ключ (NDMOS). Генератор работает на частоте 180 кГц. Мягкий старт, защита по току (OCP), защита от перенапряжения (OVP), блокировка при низком входном напряжении (UVLO) и тепловое отключение защищают микросхему.
Типовая схема включения
Типовая схема из даташита — повышающий преобразователь с входом 12–22 В и выходом 24 В при токе нагрузки до 1,5 А. Контакты микросхемы: 1 — GND, 2 — EN (включение), 3 — SW (выход ключа), 4 — VIN (питание), 5 — FB (обратная связь). Выходное напряжение задаёт делитель R2/R1 по формуле VOUT = 1,25 × (1 + R2/R1). Для значений на схеме (R2 = 49,9 кОм, R1 = 2,7 кОм) получается около 24 В. Дроссель L1 рассчитан на ток 5 А, а в качестве диода D1 применён диод Шоттки MBRD1045. Конденсаторы C1 и C2 с маркировкой 105 имеют ёмкость 1 мкФ.
Разъёмы типового модуля XL6019
| Контакт | Описание |
|---|---|
| IN+ | Положительный вход питания |
| IN− | Отрицательный вход питания, общий провод |
| OUT+ | Положительный выход |
| OUT− | Отрицательный выход; в типовом неизолированном повышающем модуле обычно соединён с IN− |
На стандартном повышающем модуле выходное напряжение регулируется подстроечным потенциометром. Перед подключением нагрузки измерьте напряжение мультиметром и настройте его на требуемое значение.
Применение
- Повышение напряжения от аккумуляторных батарей или других источников питания.
- Регулируемые источники питания для электронных устройств, которым требуется напряжение выше входного.
- Питание усилителей и другой электроники от источников с низким напряжением.
- Сборка специализированных повышающих, SEPIC- и инвертирующих преобразователей по схемам из даташита.
Для светодиодных лент и других нагрузок, которым требуется ограничение тока, необходимо учитывать характеристики самой нагрузки: обычный модуль XL6019 регулирует выходное напряжение, но не заменяет полноценный драйвер постоянного тока.
Ограничения
- Выходной ток не равен 5 А. Максимальные 5 А относятся к току внутреннего переключателя. Реальный выходной ток ограничивается входной мощностью, коэффициентом повышения напряжения, потерями, дросселем, диодом, печатной платой и охлаждением.
- При повышении напряжения доступный выходной ток уменьшается. При выборе модуля следует ориентироваться на его реальные характеристики и условия охлаждения, а не только на параметры микросхемы.
- Не все топологии доступны на готовом модуле. Типовая плата с потенциометром обычно предназначена только для повышения напряжения. Для SEPIC или инвертирующей схемы нужна соответствующая электрическая схема и другая внешняя обвязка.
- Гальванической развязки обычно нет. Возможность получить отрицательное выходное напряжение или использовать SEPIC не означает, что вход и выход электрически изолированы.
- Настройка обычно выполняется потенциометром. У простых модулей нет цифровой индикации, поэтому напряжение следует проверять мультиметром.
Материалы и даташиты
- XL6019 — официальный даташит XLSEMI (PDF)
- XL6009 — даташит (PDF)
- XL6009 — повышающий DC-DC-преобразователь