- Komponen Diperlukan
- IC Regulator Buck-Boost XL6009
- fitur
- Rangkaian Konverter Buck-Boost menggunakan XL6009
- Konstruksi dan Pengerjaan Buck-Boost Converter
- Pengujian Sirkuit Konverter Buck-Boost XL6009
Regulator Buck-Boost dibuat dengan menggunakan dua topologi yang berbeda, seperti namanya, terdiri dari topologi buck dan boost. Kita sudah mengetahui bahwa Topologi Regulator Buck memberikan besaran tegangan keluaran yang lebih rendah daripada tegangan masukan, sedangkan Topologi Regulator Boost memberikan besaran tegangan keluaran yang lebih tinggi daripada tegangan masukan yang disediakan. Kami telah membangun Konverter Buck 12V ke 5V dan Sirkuit konverter Boost 3.7V ke 5V menggunakan MC34063 yang populer. Tetapi kadang-kadang, kita mungkin membutuhkan sirkuit yang dapat berfungsi sebagai uang dan pengatur dorongan.
Katakanlah, misalnya, jika perangkat Anda diberi daya menggunakan baterai lithium, maka kisaran tegangan input akan antara 3.6V hingga 4.2V. Jika perangkat ini membutuhkan dua tegangan operasi 3.3V dan 5V. Kemudian Anda perlu merancang regulator buck-boost yang akan mengatur tegangan dari baterai lithium ini menjadi 3,3V dan 5V. Jadi, dalam tutorial ini, kita akan belajar cara membuat regulator buck-boost sederhana dan mengujinya di papan tempat memotong roti untuk kemudahan pembuatan. Regulator ini dirancang untuk bekerja dengan baterai 9V dan dapat memberikan tegangan keluaran yang lebar mulai dari 3.3V hingga 12V dengan arus keluaran maksimal 4A.
Komponen Diperlukan
- Xl6009
- 10k preset
- 33uH induktor - 2 lembar
- 1n4007 - 2 lembar
- SR160 - 1pc (untuk output maks 800mA)
- 10uH induktor
- Kapasitor 100uF
- Kapasitor 1000uF -2pcs
- Kapasitor film keramik atau poliester 1uF
- Sumber daya 9V (baterai atau adaptor)
- Papan tempat memotong roti
- Kabel untuk papan tempat memotong roti.
IC Regulator Buck-Boost XL6009
Ada banyak cara untuk membangun rangkaian buck-boost, demi tutorial ini, kita akan menggunakan IC Konverter DC / DC XL6009 yang terkenal. Kami memilih IC ini karena kemudahan ketersediaannya dan sifatnya yang ramah pemula. Anda juga dapat memeriksa artikel tentang cara memilih IC regulator switching untuk membantu Anda dengan pemilihan regulator lain untuk desain switching Anda.
Komponen utama adalah regulator switching XL6009. The pinout dari XL6009 dan spesifikasi ditunjukkan pada gambar di bawah.
Tab logam terhubung secara internal dengan pin Switching ic driver XL6009. Deskripsi pin juga diberikan pada tabel di atas. Spesifikasi teknis penting dari IC XL6009 diberikan di bawah ini
fitur
- Rentang Tegangan Input 5V hingga 32V Lebar
- Pemrograman Tegangan Output Positif atau Negatif dengan Pin Umpan Balik Tunggal
- Kontrol Mode Saat Ini Memberikan Respon Transien Yang Sangat Baik
- 1.25V Referensi Versi Dapat Disesuaikan
- Memperbaiki Frekuensi Pengalihan 400KHz
- Maksimum 4A Mengalihkan Arus
- SW PIN Built-in Over Voltage Protection
- Garis Yang Sangat Baik dan Pengaturan Beban
- Kemampuan Shutdown EN PIN TTL
- Optimalkan MOSFET Daya Internal
- Efisiensi Tinggi hingga 94%
- Kompensasi Frekuensi Bawaan
- Fungsi Soft-Start bawaan
- Fungsi Shutdown Termal Internal
- Fungsi Batas Arus Internal
- Tersedia dalam Paket TO263-5L
Bagan spesifikasi di atas menunjukkan bahwa tegangan input minimum IC driver ini adalah 5V dan maksimum 32 Volt. Selain itu, karena frekuensi switching 400 kHz, ini membuka kemungkinan untuk menggunakan induktor yang lebih kecil untuk keperluan switching terkait. Selain itu, IC driver mendukung arus keluaran maksimum 4A yang sangat bagus untuk menutupi banyak aplikasi terkait arus terukur tinggi.
Rangkaian Konverter Buck-Boost menggunakan XL6009
Diagram rangkaian konverter buck-boost lengkap ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Untuk regulator switching apa pun, Induktor dan kapasitor adalah komponen utama. Posisi Induktor dan Kapasitor pada rangkaian sangat penting untuk memberikan daya yang dibutuhkan pada beban selama kondisi sakelar hidup dan mati. Dalam hal ini, dua induktor (l1 dan L4) digunakan yang akan mendukung fungsi buck dan boost secara individual di sirkuit switching ini. Induktor 33uH yaitu L1, adalah induktor yang bertanggung jawab untuk mode operasi Buck sedangkan Induktor L2 digunakan untuk induktor mode Boost. Di sini saya telah melilitkan induktor saya sendiri menggunakan inti ferit dan kawat tembaga berenamel. Jika Anda baru membuat induktor sendiri, Anda dapat memeriksa artikel ini tentang dasar-dasar induktor dan desain kumparan induktor untuk memulai. Setelah Anda membangun induktor Anda,Anda dapat memeriksa nilainya menggunakan pengukur LCD atau jika Anda tidak memiliki pengukur LCR, Anda dapat menggunakan osiloskop Anda untuk menemukan nilai induktor menggunakan metode frekuensi resonansi.
Kapasitor input, C1 dan C2 digunakan untuk menyaring transien dan riak dari baterai eksternal atau sumber daya. Kapasitor C3, 1uF, 100V digunakan untuk mengisolasi kedua induktor ini. Ada dioda Schottky SR160 yang merupakan satu ampere, dioda 60V yang digunakan untuk mengubah siklus frekuensi switching ke DC dan kapasitor 1000uF, 35V adalah kapasitor filter yang digunakan untuk menyaring keluaran dari dioda.
Karena tegangan ambang umpan balik adalah 1,25V, pembagi tegangan dapat diatur sesuai dengan tegangan umpan balik ini untuk mengkonfigurasi keluaran aktual. Untuk rangkaian kami, kami telah menggunakan pot (R1) dan resistor (R2) untuk memberikan tegangan umpan balik.
R1 adalah resistor variabel yang digunakan untuk mengatur tegangan keluaran. R1 dan R2 membentuk pembagi tegangan yang memberikan umpan balik ke IC driver XL6009. Induktor 10uH L4 dan kapasitor 100uF C3 digunakan sebagai filter LC.
Konstruksi dan Pengerjaan Buck-Boost Converter
Selain Induktor, semua komponen harus tersedia dengan mudah. IC XL6009 tidak ramah papan tempat memotong roti. Oleh karena itu, saya telah menggunakan papan bertitik untuk menghubungkan pin XL6009 ke pin header pria seperti yang ditunjukkan di bawah ini.
Bangun induktor seperti yang dibahas sebelumnya dan buat sirkuit Anda. Saya telah menggunakan papan tempat memotong roti untuk membuat segalanya mudah tetapi papan kinerja disarankan. Setelah selesai sirkuit saya di papan tempat memotong roti terlihat seperti ini.
Ketika tegangan input lebih tinggi dari tegangan output yang ditetapkan, induktor akan terisi daya dan menahan setiap perubahan di jalur arus. Ketika sakelar mati, induktor menyediakan arus yang dibebankan melalui kapasitor C3 dan akhirnya diperbaiki dan dihaluskan masing-masing oleh dioda Schottky dan kapasitor C4. Pengemudi memeriksa tegangan keluaran dengan pembagi tegangan dan melewatkan siklus switching untuk menyinkronkan tegangan keluar sesuai keluaran rangkaian umpan balik.
Hal yang sama terjadi selama mode boost ketika tegangan input lebih kecil dari tegangan output dan induktor L2 terisi dan memberikan arus beban selama kondisi mati.
Pengujian Sirkuit Konverter Buck-Boost XL6009
Sirkuit diuji di papan tempat memotong roti. Perhatikan bahwa kami telah membangun sirkuit di papan tempat memotong roti hanya untuk tujuan pengujian dan Anda tidak boleh memuat sirkuit Anda lebih dari 1,5A saat di papan tempat memotong roti. Untuk aplikasi arus yang lebih tinggi, sangat disarankan untuk menyolder sirkuit Anda pada papan perf.
Untuk menyalakan sirkuit, Anda dapat menggunakan baterai 9V tetapi saya telah menggunakan catu daya bangku saya yang disetel pada 9V.
Tegangan keluaran dapat diatur dari 3.3V ke 12V menggunakan potensiometer. Secara teknis rangkaian dapat dirancang untuk menghasilkan arus keluaran yang tinggi sebanyak 4A. Namun, karena keterbatasan dioda keluaran, rangkaian tidak diuji dalam beban penuh. Beban keluaran diatur ke nilai yang layak sekitar 700-800mA arus. Anda dapat mengubah dioda keluaran untuk meningkatkan arus keluaran jika diperlukan.
Untuk menguji rangkaian catu daya kami, kami telah menggunakan multimeter untuk memantau tegangan keluaran dan untuk beban, kami telah menggunakan beban elektronik DC yang mirip dengan yang kami buat sebelumnya. Jika Anda tidak memiliki beban elektronik, Anda dapat menggunakan beban apa pun pilihan Anda dan memantau arus menggunakan multimeter. Video pengujian lengkap diberikan di bagian bawah halaman ini.
Juga diperhatikan bahwa tegangan keluaran agak berfluktuasi dengan margin +/- 5%. Ini karena nilai DCR yang tinggi dari induktor dan tidak tersedianya unit pendingin di XL6009. Unit pendingin yang memadai dan komponen yang tepat dapat berguna untuk keluaran yang stabil. Secara keseluruhan, rangkaian tersebut bekerja cukup operasional dan kinerjanya memuaskan. Jika Anda memiliki pertanyaan, tinggalkan di bagian komentar, Anda juga dapat menggunakan forum kami untuk pertanyaan teknis lainnya.