0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

DC-DC преобразователь XL4015 5А 75Вт понижающий с регулировкой тока

DC-DC преобразователь XL4015 5А 75Вт понижающий с регулировкой тока

Понижающий преобразователь XL4015 купить оптом и в розницу в СompactTool с доставкой по Москве и России

Преобразователь XL4015 – это лёгкий в использовании, универсальный модуль питания, с возможностью понижения и плавной регулировки выходного напряжения до требуемого уровня. Модель HW-083 располагает дополнительными функциями регулировки нагрузочного тока и мониторингом процесса заряда аккумуляторных батарей. Предусмотрено внешнее управление рабочим режимом XL4015.

Преобразователь HW-083 позволяет подключать самые разные низковольтные электронные схемы, функционирующие от постоянного напряжения +1.5В

+32В, к стационарным источникам питания, сетевым адаптерам, или автономным батареям с напряжением в диапазоне +5В

+32В. Предельная проводимость нагрузочного тока у преобразователя XL4015 достигает внушительных 5А, продолжительная — до 4А. Модуль HW-083 очень часто находит применение в компактных электронных изделиях, так как обладает понятными элементами настройки/управления, простой схемой подключения, и малыми размерами.

Конструктивные особенности HW-083

В основе DC-DC преобразователя использована типовая схема сборки, опубликованная на страницах технической спецификации к чипу XL4015. Опорный вольтаж у микросхемы регулятора составляет 1.25В, которым ограничивается нижний порог доступного на выходе напряжения. Однако из-за особенностей элементной базы модуля, операции с регулировкой тока выходного напряжения ниже 1.5В затруднительны или невозможны. Внутренняя схема преобразователя XL4015 имеет очень небольшой процент падения напряжения, гораздо менее значимый, нежели у популярной LM2596.

Интегрированный в XL4015 мощный переключающий МОП-транзистор с фиксированной частотой 180 кГц выделяет много тепла и ощутимо горячо разогревает корпус микросхемы в нагрузках с током более 2.5А. Для эффективного охлаждения XL4015 требуется обязательное приклеивание теплоотводящего радиатора. Если преобразователь эксплуатируется в продолжительных нагрузках с высокой мощностью, рекомендуется использование медного радиатора с большей площадью рассеивания тепла в среде с улучшенным охлаждением.

Подключение HW-083, регулировка выходного напряжения

Контакты источника входного напряжения и тока припаиваются к специальным площадкам HW-083, или зажимаются в винтовой клемме входной группы IN+/IN-. Цепь нагрузки присоединяется с противоположной стороны OUT+/OUT-. Максимальное внимание к соблюдению полярности крайне важно, защита от переполюсовки в преобразователе отсутствует.

В контуре обратной связи HW-083 установлены переменные резисторы «CV» и «CC», определяющие уровни напряжения и тока на выходе. Оба потенциометра имеют вращаемые винтовые головки многооборотной настройки. Поворотами вокруг оси по часовой стрелке регулируемое значение потенциометров увеличивается, в обратном направлении — плавно уменьшается. Область доступных потенциометром изменений, от минимальных значений до максимальных, требует около 25 ± 3 полных оборотов на 360 градусов. Регулировка выходного напряжения осуществляется показаниями замеров выводов группы OUT произвольным вольтметром, без подключения нагрузочной цепи.

Стабилизация напряжения

Понижающий преобразователь HW-083 удерживает постоянным уровень напряжение на выходе до тех пор, пока входное напряжение превышает заданный потенциометром «CV» порог. Снижение входного напряжения ниже установленной для выхода отметки приводит к пропорциональному снижению нагрузочного напряжения.

Регулировка тока на выходе, настройка индикаторов

Схема HW-083 расширена отдельным стабилизатором 78L05, стоящим в связке со сдвоенным компаратором LM358. Модуль преобразователя не может влиять на величину проходимого тока, однако способен его ограничивать. Эта задача возложена на один из сравнивающих блоков LM358, выполняющих оценку измеряемого тока на интегрированном шунтирующем резисторе с обратной стороны платы. При достижении заданной величины ограничения тока, микросхема XL4015 блокируется, снижается напряжение и ток на выходе, включается индикатор перегрузки.

Читайте так же:
Домашний регулятор давления воды регулировка

Заряд батареи с помощью HW-083

Второй блок компаратора применяется для определения величины проходимого тока, когда преобразователь выступает в роли зарядного устройства для аккумуляторной батареи. Получаемые с шунтирующего резистора показатели тока сравниваются с параметрами ограничения тока, и делятся в соотношении 9% к 91%. Результатами определяется управление встроенными индикаторами «Идёт заряд батареи» и «Заряд батареи окончен» (метод заряда постоянным током CC / постоянным напряжением CV). Например, если нагрузочный ток ограничен 2-мя амперами, точкой переключения индикаторов станет 200 мА.

Настоятельно рекомендуется заряжать аккумуляторные сборки только со встроенными контроллерами и/или балансировочными схемами. Номинальное напряжение и ток для каждой батареи устанавливается согласно рекомендациям их производителя.

Предупреждение!
Несоблюдение параметров с превышением напряжения и тока для заряжаемой батареи чревато взрывоопасной ситуацией.

Эффективность преобразования

Коэффициент полезного действия XL4015 может достигать 96%. КПД напрямую связан с параметрами эксплуатации преобразователя, и рассчитывается делением выходной мощности на входную. Практически любой преобразователь потребляет больше электроэнергии на стороне источника входного напряжения, в отличии от выдаваемой на выходе. Наилучший показатель КПД достигается минимальной разницей напряжений между входом и выходом, с наименьшим нагрузочным током. Увеличение любого из этих двух параметров, в большей или меньшей степени приводит к снижению КПД.

Принципиальная схема преобразователя HW-083 XL4015E1

Преобразователь напряжения

pdfПаспорт на прибор
certСертификат соответствия

Особенности PN-(20-75)DC/12-1,5 исп.5

  • питание нагрузки постоянным стабилизированным напряжением с номинальным значением 12 В и током 1,5 А;
  • ступенчатая регулировка выходного напряжения в пределах от 12 до 15 В;
  • работа в диапазоне входных напряжений от 20 до 75 В;
  • разделение по постоянному току входных и выходных цепей, что предотвращает подачу в нагрузку высокого входного напряжения при неисправности преобразователя;
  • электронная защита выхода от перегрузки по току, в том числе от короткого замыкания (КЗ) нагрузки (с отключением питания нагрузки при продолжительном (более 30 сек.) КЗ нагрузки посредством самовосстанавливающегося предохранителя);
  • ограничение выходного напряжения величиной не более 18 В при неисправности преобразователя;
  • отключение питания преобразователя при обратной полярности подключения посредством плавкого предохранителя;
  • возможность световой индикации наличия выходного напряжения посредством внешнего светодиодного индикатора.

Технические характеристики PN-(20-75)DC/12-1,5 исп.5

1Входное напряжение, В20…75
2Выходное напряжение, В12,0…15,0*
3Номинальный ток нагрузки, А1,5
4Удвоенная амплитуда пульсаций выходного напряжения, В, не более0,03
5КПД, %, не менее80
6Потребляемая мощность, Вт, не более35
7Сечение провода, зажимаемого в клеммах колодок, мм2«ВХОД», «ВЫХОД» и колодка для подключения индикатора1,5
8Габаритные размеры ШхГхВ, мм, не болеебез упаковки165х125х85
в упаковке180х136х90
9Масса, НЕТТО (БРУТТО), кг, не более0,48 (0,6)
10Диапазон рабочих температур, °С-40…+40
11Относительная влажность воздуха при 25 °С, %, не более100
12Степень защиты оболочкой по ГОСТ 14254-96IP56

* Заводская установка 13,5 В.

Преобразователь напряжения с входного 20. 75 В в стабилизированное выходное напряжение 12 В, 1,5 А постоянного тока. Регулировка выходного напряжения 12. 15 В. Фильтрация ВЧ помех, защита выхода от перегрузки и КЗ. Уличное исполнение IP56, рабочий температурный диапазон — от -40 °С до +40 °С.

Читайте так же:
Регулировка дверей оконного блока

Гарантия: 1.5 года

pdfПаспорт на прибор
certСертификат соответствия

Заявка на оптовое приобретение продукции
Стать дистрибьютором

Питание и защита систем видеонаблюдения от компании БАСТИОН

Преобразователь предназначен для питания нагрузок критичных к величине напряжения питания, например, видеокамер. Рекомендуется использовать преобразователь совместно с источником бесперебойного питания (ИБП) серии «СКАТ» с выходным напряжением 48 или 60 В.

Преобразователь выполнен в герметичном корпусе и рассчитан на круглосуточный режим работы:

  • при температуре окружающей среды от -40 до +40 ºС;
  • относительной влажности до 100%;
  • на открытом воздухе и в помещениях с неблагоприятными условиями эксплуатации (повышенным уровнем влажности, содержания пыли, вредных веществ).

Зависимость сечения провода от длины линии питания и мощности нагрузки

Особенности PN-(20-75)DC/12-1,5 исп.5

  • питание нагрузки постоянным стабилизированным напряжением с номинальным значением 12 В и током 1,5 А;
  • ступенчатая регулировка выходного напряжения в пределах от 12 до 15 В;
  • работа в диапазоне входных напряжений от 20 до 75 В;
  • разделение по постоянному току входных и выходных цепей, что предотвращает подачу в нагрузку высокого входного напряжения при неисправности преобразователя;
  • электронная защита выхода от перегрузки по току, в том числе от короткого замыкания (КЗ) нагрузки (с отключением питания нагрузки при продолжительном (более 30 сек.) КЗ нагрузки посредством самовосстанавливающегося предохранителя);
  • ограничение выходного напряжения величиной не более 18 В при неисправности преобразователя;
  • отключение питания преобразователя при обратной полярности подключения посредством плавкого предохранителя;
  • возможность световой индикации наличия выходного напряжения посредством внешнего светодиодного индикатора.

Технические характеристики PN-(20-75)DC/12-1,5 исп.5

1Входное напряжение, В20…75
2Выходное напряжение, В12,0…15,0*
3Номинальный ток нагрузки, А1,5
4Удвоенная амплитуда пульсаций выходного напряжения, В, не более0,03
5КПД, %, не менее80
6Потребляемая мощность, Вт, не более35
7Сечение провода, зажимаемого в клеммах колодок, мм2«ВХОД», «ВЫХОД» и колодка для подключения индикатора1,5
8Габаритные размеры ШхГхВ, мм, не болеебез упаковки165х125х85
в упаковке180х136х90
9Масса, НЕТТО (БРУТТО), кг, не более0,48 (0,6)
10Диапазон рабочих температур, °С-40…+40
11Относительная влажность воздуха при 25 °С, %, не более100
12Степень защиты оболочкой по ГОСТ 14254-96IP56

* Заводская установка 13,5 В.

Преобразователь напряжения с входного 20. 75 В в стабилизированное выходное напряжение 12 В, 1,5 А постоянного тока. Регулировка выходного напряжения 12. 15 В. Фильтрация ВЧ помех, защита выхода от перегрузки и КЗ. Уличное исполнение IP56, рабочий температурный диапазон — от -40 °С до +40 °С.

Гарантия: 1.5 года

Код товара: 903

Преобразователь предназначен для питания нагрузок критичных к величине напряжения питания, например, видеокамер. Рекомендуется использовать преобразователь совместно с источником бесперебойного питания (ИБП) серии «СКАТ» с выходным напряжением 48 или 60 В.

Преобразователь выполнен в герметичном корпусе и рассчитан на круглосуточный режим работы:

  • при температуре окружающей среды от -40 до +40 ºС;
  • относительной влажности до 100%;
  • на открытом воздухе и в помещениях с неблагоприятными условиями эксплуатации (повышенным уровнем влажности, содержания пыли, вредных веществ).

Зависимость сечения провода от длины линии питания и мощности нагрузки

Преобразователь напряжения с регулировкой выходного напряжения и тока

Развитие устройств силовой электроники идет при постоянно растущих требованиях к основным характеристикам преобразователей электроэнергии (в том числе предусмотренных различными программами по сбережению энергетических ресурсов и сырья [1]) – массе, габаритам, КПД, надежности и стоимости. Как правило, эти требования удовлетворяются за счет повышения рабочих частот, снижения потерь, уменьшения или исключения динамических перегрузок, оптимального использования свойств элементов схемы преобразователя. Однако при стремлении получить заданные значения характеристик эти способы часто противоречат друг другу, и для конкретного оборудования приходится искать компромиссное решение [2].
В высокочастотных преобразователях постоянного напряжения в постоянное (DC/DC), как известно, осуществляются процессы:
· преобразование постоянного напряжения в переменное высокочастотное, а затем в постоянное;
· регулирование значения выходного постоянного напряжения.
Для преобразования напряжения используются в основном два типа двухтактных схем – обычные (с прямоугольной формой токов силовых ключей) [3] и резонансные (с синусоидальной формой тока силовых ключей).

Читайте так же:
Раздвижные алюминиевые окна регулировка замков

Эффективность обычных схем определяется динамическими потерями за счет коммутации рабочих токов. Для их снижения в преобразователях мощностью выше 100 Вт используются быстродействующие транзисторы или применяется формирование оптимальной траектории переключения. Первый метод уже достиг физических и технологических ограничений и может привести к значительным перенапряжениям на элементах схемы, что снижает надежность преобразователя [4]. Второй метод дополняет первый и обеспечивает “мягкую” коммутацию путем перераспределения мощности между транзистором и формирующими цепями. Потери снижаются за счет возврата накопленной этими цепями энергии [5].
Практика показала, что разработка и производство обычных преобразователей с высокими характеристиками – серьезная задача, так как при уровне мощности в сотни ватт–единицы киловатт приходится бороться за каждые единицы–десятки ватт потерь. Для обеспечения надежности необходима быстродействующая защита от короткого замыкания (КЗ) в нагрузке. Таким образом, обычный преобразователь получается сложным и дорогим устройством.
На этом фоне более привлекательны резонансные преобразователи, в которых принципиально отсутствуют динамические потери и проще решается проблема помех [4, 6]. В этих схемах легче обеспечить надежность – не требуется быстродействующая защита от КЗ, поскольку происходит естественное ограничение токов КЗ. Правда, статические потери несколько выше – из-за синусоидальной формы тока, но существует возможность использования менее быстродействующих IGBT-транзисторов, у которых ниже напряжение насыщения, а также преждевременно забытых биполярных, у которых напряжение насыщения еще ниже, чем у IGBT-транзисторов [7], и транзисторов со статической индукцией (СИТ).
В целом классические резонансные преобразователи – значительно проще и надежнее. Однако при всех отмеченных преимуществах им не удается полностью оттеснить обычные преобразователи из-за принципиальных проблем, связанных с регулированием выходного напряжения [3]. Если обычные преобразователи позволяют регулировать выходное напряжение за счет широтно-импульсной модуляции (ШИМ), то в классических резонансных преобразователях использование ШИМ или более специальных методов (частотное регулирование путем изменения частоты коммутации) вызывает еще большие, чем в обычных преобразователях, динамические потери. Известный способ частотного регулирования посредством значительного снижения частоты коммутации хотя и приводит к уменьшению среднего значения напряжения нагрузки и выходной мощности, но лишь к незначительному [8].
Существует еще ряд способов регулирования выходного напряжения, применимых, кстати, ко всем видам преобразователей. Например, использование дополнительного импульсного регулятора, что создает два звена преобразования энергии, в результате чего снижается КПД и резко усложняется конструкция [8]. Возможно еще переключение обмоток трансформаторов или использование набора преобразователей. Однако это также усложняет конструкцию, из-за чего может использоваться только в специальных приложениях, где цена не является определяющим параметром.
Можно сделать вывод, что если удастся решить проблему эффективного регулирования выходного напряжения в резонансных преобразователях, то следует ожидать значительного повышения характеристик устройств силовой электроники.
Новый способ эффективного регулирования выходного напряжения в резонансных преобразователях
Из всех известных и простых способов регулирования выходного напряжения привлекает внимание использование для этого снижения частоты коммутации, так как при этом естественным образом сохраняется главное достоинство резонансных преобразователей – коммутация в нуле токов. Изучение процесса преобразования в классическом резонансном преобразователе позволило уточнить механизм его работы и найти более эффективный способ регулирования выходного напряжения для несколько измененной схемы преобразователя в приемлемом диапазоне частот и достаточно широком диапазоне нагрузок. При этом проявился еще ряд положительных эффектов, которые позволили повысить надежность преобразователя и упростить его конструкцию:
· амплитуда токов через силовые транзисторы одинакова как для режима номинальной нагрузки, так и для режима КЗ, когда работает естественное ограничение тока;
· отсутствуют сквозные токи через силовые транзисторы даже на максимальной частоте коммутации, вследствие чего становится возможным использование биполярных и СИТ-транзисторов;
· нагрузочная характеристика более “мягкая”, чем у обычного и классического резонансного преобразователя.
Пример конкретной реализации глубокого регулирования выходного напряжения – резонансный преобразователь “Элкон”, который имеет следующие параметры. Мощность преобразователя напряжения для станции катодной защиты 1,8 кВт; питание от выпрямленной сети

Читайте так же:
Регулировка пилы хускварна 135

220 В; в качестве силовых ключей – транзисторы IRG4PC30UD; период собственных колебаний резонансного контура – 12 мкс; коэффициент трансформации – 1/2, что определяет диапазон номинальной нагрузки – 0,8–2 Ом. Для минимального значения периода коммутации Тк < 13 мкс (fк = 77 кГц) и нагрузки 1 Ом амплитуда тока через транзисторы равна 29 А. В случае КЗ амплитуда тока через транзисторы равна 25 А, а средний ток нагрузки составляет 50 А, т.е. проявляется эффект ограничения тока. На рис.1 представлено семейство регулировочных характеристик преобразователя. Важно отметить, что во всем диапазоне частоты коммутации выполняется коммутация в нуле токов. Результаты получены на физическом макете и моделированием в системе проектирования OrCAD 9.1.
Для сравнения на рис.2 представлено семейство регулировочных характеристик классического резонансного преобразователя равной мощности. Его минимальный период коммутации Тк несколько больше (из-за возникновения сквозных токов) и равен 14 мкс (fк=72 кГц). Для этой номинальной частоты выполняется режим коммутации в нуле тока. При сопротивлении нагрузки 1 Ом амплитуда тока нагрузки равна 30 А, для сопротивления 0,5 Ом – 58 А. В случае КЗ амплитуда тока через транзисторы становится выше 100 А, причем коммутация силовых транзисторов происходит уже не в нуле токов, а средний ток нагрузки превышает 180 А. Таким образом, для исключения аварии необходима быстрая защита от КЗ.
Участок регулирования А (тонкие линии на рис.2) характеризует режим коммутации не в нуле тока. Практический интерес представляет участок регулирования Б, где частота коммутации меньше номинальной в два и более раз. Следует отметить, что глубина регулирования этим способом в классическом преобразователе значительно меньше, чем в преобразователе “Элкон”, а необходимость работы на более низкой частоте коммутации ухудшает удельные энергетические показатели классического преобразователя.
Предлагаемый преобразователь “Элкон” обладает практически приемлемыми регулировочными характеристиками и диапазоном изменения частоты коммутации (см. таблицу).
Полученные результаты позволяют предположить, что преобразователи напряжения, использующие новый способ резонансного преобразования, найдут широкое применение во всех приложениях обычных преобразователей с ШИМ-регулированием.

Читайте так же:
Как синхронизировать мой календарь между устройствами

Преобразователь напряжения с регулировкой выходного напряжения и тока

  • Входное напряжение: 6-32V;
  • Выходное напряжение: 1.25-30V регулироемое;
  • Ток нагрузки: регулируемый, макс. 5A;
  • Выходная мощность: не более 75W;
  • Допустимая при работе температуры окружающей среды: -40 до + 85 градусов;
  • Частота внутреннего преобразователя: 180KHz;
  • КПД: до 96%;
  • Защита от короткого замыкания: Есть (предельный ток 8A);
  • Защита от перегрева: Есть (автоматическое отключение при перегреве);
  • Защита от включения с обратной полярностью: Нет;
  • Размеры: 51х26х15 mm;
  • Вес: 20 г.

Регулируется выходное напряжение и максимальный ток нагрузки. Выполнен на микросхеме-преобразователе XL4015.
ВАЖНО! При использовании модуля, «минус» входа и выхода не должны быть
гальванически соединены, в противном случае токоизмеряющий резистор
будет «закорочен» и ограничение максимального выходного тока не будет
работать. Это может привести к перегрузке и выходу со строя модуля.
Внимание. При токе нагрузки более 3А или выходной мощности более 35W требуется дополнительное охлаждение.

Основные режимы использования:
понижающий преобразователь с ограничением максимального тока нагрузки;
зарядное устройство для различных аккумуляторов;
мощный светодиодный драйвер.

Настройка режима понижающего преобразователя с ограничением максимального тока нагрузки.
Вращением потенциометра регулировки выходного напряжения установите требуемую величину выходного напряжения.
Подключите к выходу без подключенной нагрузки мультиметр в режиме измерения тока
10A. Фактически это режим измерения тока короткого замыкания на выходе.
Вращая потенциометр регулировки выходного тока установите максимальное
значение тока нагрузки, например 4A. После этого можно подключить
нагрузку. Когда выходной ток достигнет 4A, включится соответствующий
сигнальный диод.

Настройка режима зарядного устройства.
В этом режиме требуется установить максимальное напряжение заряда
аккумулятора и максимальный ток заряда. (для литиевого аккумулятора
максимальное напряжение заряда составляет 4.2V, максимальный ток заряда
равен значению емкости)
Без подключенной нагрузки, вращая потенциометр регулировки напряжения, установите максимальное напряжение заряда, например 4.2V.
Подключите к выходу без подключенной нагрузки мультиметр в режиме измерения тока
10A. Фактически это режим измерения тока короткого замыкания на выходе.
Вращая потенциометр регулировки выходного тока установите максимальное
значение тока заряда. Например для аккумулятора емкостью 2200mAh это
будет 2200mA.
После выполненных регулировок можно осуществлять заряд аккумулятора.
На плате расположены светодиодные индикаторы для визуального контроля
состояния заряда. Когда ток заряда упадет до значения 0.1 от
максимального тока заряда, выключится соответствующий светодиодный
индикатор процесса заряда и включится индикатор завершения заряда.

Настройка режима светодиодного драйвера.
Для настройки требуется подключить к выходу светодиод и контролирую
выходной ток и напряжение подобрать рабочее напряжение, при котором ток
через светодиод достигает номинального. После чего настраивается
ограничение по току на уровне номинального тока светодиода.
Процедуры регулировки аналогичны описанным выше.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector