ماژول
قطعات الکترونیکی
سنسور
ابزار و تجهیزات
پروگرامر و بردهای آموزشی
تجهیزات جانبی
سیم و کابل
تولید داخل
فروش عمده
ماژول کاهنده DC – DC XL4015 می تواند ولتاژ ورودی را به محدوده 1.25 تا 35 ولت تا جریان حداکثر 4.5 آمپر کاهش دهد. در این پست از جم ترونیک به معرفی کامل این ماژول می‌پردازیم.
قطعه‌های کلیدی ماژول DC – DC کاهنده قابل تنظیم XL4015
- آی سی مبدل کاهنده XL4015
- تنظیم ولتاژ خروجی
- ولت متر داخلی برای نمایش ولتاژ ورودی و خروجی
- جریان خروجی تا 4.5 آمپر
- محدوده ولتاژ ورودی 4.5 تا 38 ولت
- محدوده ولتاژ خروجی 1.25 تا 35 ولت
مبدل های کاهنده DC-DC (همچنین به عنوان مبدل های “Buck” شناخته می شوند) ولتاژ بالاتر را به ولتاژ پایین تر تبدیل می کنند در حالی که جریان موجود را نیز افزایش می دهند.
این مبدل کاهنده DC-DC قابل تنظیم است و خروجی ولتاژ بین 1.25 تا 35 ولت در جریان پیوسته تا 4 آمپر و جریان کوتاه مدت تا 4.5 آمپر با حداکثر توان تا 75 را دارد . ولتاژ ورودی باید بیشتر از ولتاژ خروجی باشد.
آی سی مبدل XL4015 دارای ویژگی های محدود کننده جریان و خاموش شدن حرارتی داخلی است.
می توان یک هیت سینک را می توان به آی سی مبدل XL4015 متصل کرد تا به خنک نگه داشتن آن کمک کند.
نمایشگر خروجی
ولت متر ماژول، ولتاژ ورودی و خروجی را بر روی سون سگمنت نشان می‌دهد. 2 دکمه وجود دارد که نمایشگر را کنترل می‌کند. دکمه سمت چپ (نزدیک ترمینال Vin) نمایشگر را روشن یا خاموش می کند. دکمه سمت راست نمایشگر را بین نمایش ولتاژ ورودی و نمایش ولتاژ خروجی سوئیچ می‌کند. دو عدد LED قرمز با علامت “IN” و “OUT” وجود دارد که نشان می دهد کدام ولتاژ در حال حاضر نمایش داده می‌شود. صفحه نمایش دارای دقت 0.1 ± ولت است. یک دنباله کالیبراسیون وجود دارد که می توان در صورت تمایل نمایشگر را با یک ولت متر مرجع کالیبره کرد.
کالیبره کردن ماژول کاهنده
۱- قرائت ولتاژ (ورودی یا خروجی) را که نیاز به کالیبره دارد، انتخاب کنید تا روی صفحه نمایش نشان داده شود.
۲- دکمه سمت راست را تقریباً 2 ثانیه نگه دارید. وقتی آن را رها می کنید، صفحه نمایش باید چشمک بزند که نشان می دهد در حالت کالیبراسیون است.
۳- از دکمه سمت چپ برای کاهش میزان خواندن و از دکمه سمت راست برای افزایش آن استفاده کنید.
۴- هر بار فشار دادن دکمه کالیبراسیون را کمتر از 0.1 ولت تنظیم می کند، بنابراین ممکن است لازم باشد دکمه را چندین بار فشار دهید تا تغییری در خواندن مشاهده شود.
۵- هنگامی که ولت متر مقدار درست را نمایش داد، دکمه سمت راست را دوباره برای تقریباً 2 ثانیه فشار دهید تا تنظیمات ذخیره شود.
تنظیم ولتاژ
این ماژول دارای یک پتانسیومتر چند دور برای تنظیم ولتاژ خروجی است. چرخاندن CW ولتاژ خروجی را افزایش می دهد، در حالی که چرخاندن CCW ولتاژ خروجی را کاهش می دهد. کمترین ولتاژ خروجی تقریباً 1.25 ولت است. حد بالایی محدوده تنظیم به ولتاژ ورودی بستگی دارد و معمولاً حدود 1.5 ولت کمتر از ولتاژ ورودی است. به عنوان مثال، با ورودی 12 ولت، حد خروجی بالایی تقریباً 10.5 ولت خواهد بود.
اتصالات با استفاده از پایانه های پیچی برای اتصال آسان به سیم ها انجام می شود.
ورودی دارای دیود حفاظتی با قطبیت معکوس است.
پایانه های برق ورودی (سمت چپ)
IN+ = ولتاژ ورودی (4.5 تا 38 ولت)
IN- = گراند
برق خروجی در سمت راست ماژول موجود است. همچنین از پایانه های پیچ برای اتصال آسان به سیم برای اتصال استفاده می کند.
پایانه های برق خروجی (سمت راست)
OUT+ = ولتاژ خروجی (1.25 تا 35 ولت)
OUT- = گراند
نتایج ارزیابی ماژول DC – DC کاهنده قابل تنظیم XL4015
خازن فیلتر خروجی: خازن فیلتر خروجی برای 35 ولت طراحی شده که حداکثر ولتاژ خروجی را کمی محدود می کند،
هیت سینک: ماژول دارای یک هیت سینک بوده که می توان آن را روی آی سی مبدل XL4015 نصب کرد. هیت سینک ارائه شده باید روی بدنه سرامیکی دستگاه نصب شود از آنجایی که زبانه حرارتی به برد لحیم شده است، بنابراین از بین بردن گرما با هوا زیاد موثر نخواهد بود.
حفاظت های داخلی XL4015: آی سی مبدل XL4015 دارای خاموشی حرارتی داخلی و محدودیت جریان است، اما ما متوجه شدیم که اگر بار بیش از حد مشخصات آن به طور ناگهانی اعمال شود، تراشه ممکن است قبل از خاموش شدن ایمن از کار بیفتد. اگر در تلاش برای استفاده از حداکثر خروجی این ماژول هستید، بهتر است آن را به تدریج بارگذاری کنید تا از آسیب دائمی احتمالی جلوگیری شود.
ولت متر: ولت متر با یک رگولاتور ولتاژ خطی LM317 کوچک کار می‌کند. هنگامی که ماژول در نزدیکی محدودیت های حرارتی خود است، به خصوص با ولتاژهای ورودی بالا، LM317 ممکن است بیش از حد گرم و به همین دلیل خاموش شود. به همین دلیل نمایشگر ولتمتر هم خاموش خواهد شد، در حالی که ماژول مبدل DC-DC فعال باقی می‌ماند و پس از کاهش حرارت ماژول، صفحه نمایش باز می‌گردد. این ویژگی در واقع یک هشدار بصری به شما می‌دهد که در حال نزدیک شدن به حد حرارتی ماژول هستید.
علیرغم مشکلات ذکر شده، اگر ماژول‌ها در محدوده خود استفاده شوند، عملکرد خوبی نسبت به قیمتشان دارند. اگر ماژولی می‌خواهید که به راحتی بتواند جریان 3 آمپر را در محدوده خود کنترل کند، این ماژول انتخاب خوبی است که باید در نظر بگیرید.
جدول نتایج حرارتی ماژول
جدول زیر برخی از نتایج حرارتی را با دمای محیط تقریباً 25 درجه سانتیگراد ارائه می‌دهد و ماژول در ولتاژهای ورودی و خروجی مختلف و بارهای جریانی 3 آمپر ، 4 آمپر و حداکثر جریان خروجی بدون حالت خاموش شدن حرارتی تنظیم شده است.
اتلاف توان بسته به ولتاژ ورودی و خروجی به طور قابل توجهی تغییر می‌کند، بنابراین برای عملکرد مورد انتظار در برنامه مورد نظر خود به جدول مراجعه کنید.
به عنوان یک دستورالعمل کلی، برای ولتاژهای معمولی ورودی خروجی، با جریان 3 آمپر ماژول در محدوده خود به راحتی می‌کند. در جریان 4 آمپر ماژول کم‌کم گرم می‌شود، اما به استثنای چند مورد که دمای آن بیش از حد بالا می‌رود، به خوبی کار می‌کند. جریان 4.5 آمپر حداکثر جریانی است که برای این ماژول تست کرده‌ایم. برای عملکرد طولانی مدت، توصیه می‌شود ماژول مبدل را در دمای بیش از 80 درجه سانتیگراد راه اندازی نکنید. برای استفاده کوتاه مدت ، دمای پایین تا 90 قابل قبول است.
Voltage in | Voltage out | Amps out | Watts out | Amps in | Watts in | Efficiency | IC temp °C |
5 | 3.3 | 3.0 | 9.9 | 2.45 | 12.25 | 81% | 64 |
| 3.6 | 11.88 | 3.08 | 15.40 | 77% | Max (90+) | ||
| 12 | 3.3 | 3.0 | 9.9 | 1.05 | 12.60 | 79% | 61 |
| 4.0 | 13.2 | 1.43 | 17.16 | 77% | 76 | ||
| 4.5 | 14.85 | 1.64 | 19.68 | 76% | Max (90+) | ||
| 5.0 | 3.0 | 15 | 1.48 | 17.76 | 85% | 60 | |
| 4.0 | 20 | 2.01 | 24.12 | 83% | 78 | ||
| 4.5 | 22.5 | 2.30 | 27.6 | 82% | Max (90+) | ||
| 9.0 | 3.8 | 34.2 | 3.14 | 37.68 | 91% | Max (90+) | |
| 24 | 3.3 | 3.0 | 9.9 | 0.55 | 13.20 | 75% | 68 |
| 4.0 | 13.2 | 0.75 | 18.00 | 73% | Max (90+) | ||
| 5.0 | 3.0 | 15 | 0.78 | 18.72 | 80% | 63 | |
| 4.0 | 20 | 1.06 | 25.44 | 79% | Max (89) | ||
| 12.0 | 3.0 | 36 | 1.67 | 40.08 | 90% | 76 | |
| 4.0 | 48 | 2.25 | 54.00 | 89% | Max (90+) | ||
| 18.0 | 3.0 | 54 | 2.41 | 57.84 | 93% | 83 | |
| 3.5 | 63 | 2.81 | 67.44 | 93% | Max (90+) | ||
| 32 | 5.0 | 3.2 | 16.0 | 0.64 | 20.48 | 78% | Max (89) |
| 12.0 | 3.0 | 36.0 | 1.28 | 40.96 | 88% | Max (90+) | |
| 18.0 | 2.6 | 46.8 | 1.85 | 59.2 | 91% | Max (90+) | |
| 24.0 | 2.7 | 64.8 | 2.15 | 68.8 | 94% | Max (88) | |
| 28.0V | 2.7 | 75.6 | 2.46 | 78.72 | 96% | Max (87) |
ریپل و نویز
ریپل و نویز خروجی معمولاً بسته به تنظیمات و بار حدود 50-200 میلی ولت پیک تو پیک است
تصویر scope زیر ریپل/نویز معمولی موجود در خروجی را نشان می دهد.
جمع‌بندی
در این مقاله از مجله جم ترونیک به معرفی کامل ماژول کاهنده XL4015 و ویژگی‌های آن پرداختیم. قطعا کار کردن با یک ماژول، ریزه‌کاری‌های زیادی دارد که شاید با یک بار آزمایش به آن نرسیم. اگر مطالب دیگری درباره این ماژول می‌دانید خوشحال می‌شویم با ما در میان بگذارید، یا سوال‌های خود را در این زمینه زیر همین مقاله از ما بپرسید. اگر با ماژول‌های باک بوست آشنایی ندارید، پیشنهاد می‌کنیم ابتدا پست ماژول افزاینده و کاهنده را مطالعه کرده و سپس به سراغ این مقاله بیایید.
