Найти тему

XL4015E1 — понижающий модуль с контролем тока

Оглавление

Можно заряжать аккумуляторы, подключать светодиодные ленты и использовать, как источник питания. Но только после небольшой модификации.

Понижающий DC-DC преобразователь на XL4015E1, с рабочим током 5А (нет)
Понижающий DC-DC преобразователь на XL4015E1, с рабочим током 5А (нет)

Как заявляют китайцы и местные магазины — модуль рассчитан на 5А и в целом на 75 Вт. Во что не то, что бы не верится, но не верится совсем.

Чем в целом интересен этот модуль?

Он позволяет с более высокого постоянного напряжения получать более низкое и при этом ограничивать потребляемый нагрузкой ток.

То есть если наша нагрузка потребляет ток менее, чем установлен на этом модуле, то на нагрузку будет подано установленное напряжение, если нагрузка начнёт потреблять избыточный ток, то схема начнёт понижать напряжение до соответствия тока установленному. На модуле есть 3 светодиода, которые наглядно показывают в каком режиме на данный момент работает схема.

Для чего это нужно?

Контроль максимального напряжения и тока необходим в случае зарядки литиевых, свинцовых и прочих аккумуляторов и их сборок.

Второй вариант применения — это подключение светодиодных лент, в которых используется контроль по току потребления (так как 10-20 светодиодов подключены последовательно и запитываются высоким напряжением). Или же подключение одного мощного светодиода с последующей регулировкой яркости.

Рабочие режимы

Входное напряжение на модуль от 8В до 36В.

Выходное напряжение от 1,25В до 32В. Максимальный ток (2,5).

КПД микросхемы от 85 до 96% (в зависимости от режима).

С чем "есть" этот модуль?

Как его использовать, понятно, на плате есть подписи куда включать питание и тд. Всё вроде понятно. Но не совсем.

Как же настроить модуль на необходимое значение тока и напряжение?

Настройка модуля XL4015E1

Для настройки этого модуля нам понадобится мультиметр, который может измерять ток и напряжение.

При использовании мультиметра для измерения тока, будьте внимательны, так как нужно переключать щупы. И лучше отдельно прочитать как использовать мультиметр=)))

На первом шаге подключаем мультиметр для измерения напряжения на выходе с модуля. Подаём на модуль напряжение около 24В, лучше близкое к максимуму, так проще будет понять с каким резистором работать и куда крутить его.

На модуле на первом фото за подстройку напряжения отвечает правый подстроечный резистор, но это может отличаться от версии к версии. В общем попеременно вращая отвёрткой резисторы определяемся какой за что отвечает и подписываем их=)))

Далее выставляем напряжение около 5В, и для настройки тока вешаем мощный резистор нужного номинала. Для токов от 1 до 2 А вполне подходят резисторы по 7,5 Ом на 7,5Вт. Их можно подключить как параллельно, так и последовательно. После подстройки тока, можно опять переключить мультиметр на измерение напряжения (убрать при этом нагрузку) и уже выставить целевое напряжения.

Но в чём же проблема????

Если Вы уже ковыряли такие модули, то могли заметить, что даже в процессе настройки при токах около 1 - 2 А модуль начинал нагреваться. А по-факту у него совершенно безумно грелась вот та самая золотистая катушечка — дроссель. Который китайцы выбрали примерно в 5-10 раз слабее номинала.

Как-то у меня такой модуль простоял почти год в постоянной работе при рабочем токе от 0,7А и до 1,5А в пике. В результате, всеми любимая советская синяя изолента на нём просто слегка обуглилась, да и сам модуль начал глючить и перезагружать нагрузку:

Сколько я информации не искал, но дроссель при нормальной работе оборудования не должен греться вообще.

Итого, в чистом остатке, хорошая, удобная и полезная схема содержит серьёзный конструктивный недостаток, который вполне можно исправить.

Исправим же косяк китайцев!

Для исправления косяка нам нужно обратиться к даташиту центральной микросхемы модуля, найти там типовую схему подключения и посмотреть какой дроссель нужен для нормальной работы схемы.

Типовая схема подключения XL4015
Типовая схема подключения XL4015

В результате нам нужен дроссель с номиналом 45 микроГенри, на ток 5А.

Иииии, где нам его взять?

Как в одном анекдоте говорили -- есть ДВА пути:

Купить
или
Сколупать

Для эксперимента я в начале пошёл по второму пути, и сколупал нужного номинала дроссель с похожей схемы, но рассчитанной на ток в 10А (там как раз и оказался дроссель на 5А).

Кроме того у меня нашёлся очень похожий по количеству витков и размеру феррита дроссель, который я тоже решил пустить в дело.

А уже после успешного испытания было принято решения заказать пяток дросселей у тех же китайцев на алике.

Что же вышло?

С верхней части платы спаял дроссель
С верхней части платы спаял дроссель

С верхней части платы удалил старый мелкий дроссель и на нижнюю часть припаял Б/Ушный. У донорского дросселя, к сожалению, были слишком короткие ножки и не было возможности припаять его на верхнюю часть платы.

Вид снизу, синяя советская изолента изолирует дроссель от контактов питания
Вид снизу, синяя советская изолента изолирует дроссель от контактов питания

Плата была испытана нормальным рабочим током, который составил 1,5А. Плату использовал для зарядки литиевого аккумулятора (сборки из 3х батарей). В процессе заряда в режиме регулировки напряжения (поддержания заданного тока) дроссель был холодным. Микросхема XL4015E1 была чуть тёплая.

Продолжая эксперименты в ожидании партии свежих дросселей, вот такой был установлен на плату со второй картинки (немного другая модификация модуля, но суть всё та же). Дроссель был выбран из донорской комплектухи, он немного не соответствует индуктивности, но соответствует по току. Ситуация улучшилась, на мощности около 25Вт на входе теперь начала греться сама микросхема, около 55°С, что более чем приемлемо.

Тут дроссель уже не очень точно соответствует 47 мкГ, но очень уж похож
Тут дроссель уже не очень точно соответствует 47 мкГ, но очень уж похож

Вывод

Итак, в результате мы разобрались в том, как можно не очень удачный модуль довести до ума и использовать в свои проектах.

Эксперименты показали, что с этого модуля снимать выходной ток более 1,5 А без модификации затруднительно. И может привести к выходу модуля из строя.

После замены дросселя при целевом токе 1...1,5 А модуль перестаёт нагреваться и стабильно работает в течении долгого времени.

Чуть позже опишу для чего мне понадобилось переделывать эти модули.