Buck Boost穩(wěn)壓器使用XL6009可調(diào)3.3V至12V輸出電壓

buck - boost穩(wěn)壓器采用兩種不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，顧名思義，它由buck和boost拓?fù)浣M成。我們已經(jīng)知道Buck穩(wěn)壓器拓?fù)涮峁┑妮敵鲭妷罕容斎腚妷旱?，而Boost穩(wěn)壓器拓?fù)涮峁┑妮敵鲭妷罕忍峁┑妮斎腚妷焊?。我們已?jīng)使用流行的MC34063構(gòu)建了一個(gè)12V到5V降壓轉(zhuǎn)換器和一個(gè)3.7V到5V升壓轉(zhuǎn)換器電路。但有時(shí)，我們可能需要一個(gè)既可以作為降壓又可以作為升壓調(diào)節(jié)器的電路。

例如，如果你的設(shè)備使用鋰電池供電，那么輸入電壓范圍將在3.6V到4.2V之間。如果本設(shè)備需要3.3V和5V兩個(gè)工作電壓。然后你需要設(shè)計(jì)一個(gè)降壓穩(wěn)壓器，將這個(gè)鋰電池的電壓調(diào)節(jié)到3.3V和5V。因此，在本教程中，我們將學(xué)習(xí)如何構(gòu)建一個(gè)簡(jiǎn)單的降壓穩(wěn)壓器，并在面包板上進(jìn)行測(cè)試，以便于構(gòu)建。該穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)用于9V電池，可以提供3.3V至12V的寬輸出電壓，最大輸出電流為4A。

組件的要求

?Xl6009

?10 k預(yù)設(shè)

?33uH電感- 2個(gè)

?1n4007 - 2件

?SR160 - 1pc(最大800mA輸出)

?10呃電感器

?100年佛羅里達(dá)大學(xué)電容器

?1000uF電容器-2個(gè)

?1uF陶瓷或聚酯薄膜電容器

?9V電源(電池或適配器)

?電路試驗(yàn)板

?面包板的電線。

XL6009降壓穩(wěn)壓器集成電路

有許多方法可以構(gòu)建降壓電路，為了本教程，我們將使用著名的XL6009 DC/DC轉(zhuǎn)換器IC。我們選擇這種IC是因?yàn)樗子讷@得和初學(xué)者友好的性質(zhì)。您還可以查看有關(guān)如何選擇開關(guān)穩(wěn)壓器IC的文章，以幫助您選擇開關(guān)設(shè)計(jì)的其他穩(wěn)壓器。

主要部件是開關(guān)穩(wěn)壓器XL6009。XL6009的引腳和規(guī)格如下圖所示。

金屬卡扣與XL6009驅(qū)動(dòng)ic的開關(guān)引腳內(nèi)部連接，引腳說明見上表。XL6009集成電路的主要技術(shù)指標(biāo)如下

特性

?寬5V至32V輸入電壓范圍

?正或負(fù)輸出電壓編程與單一反饋引腳

?電流模式控制提供卓越的瞬態(tài)響應(yīng)

?1.25V參考可調(diào)版本

?固定400KHz開關(guān)頻率

?最大4A開關(guān)電流

?SW PIN內(nèi)置過電壓保護(hù)

?優(yōu)良的線路和負(fù)載調(diào)節(jié)

?EN引腳TTL關(guān)閉能力

?內(nèi)部?jī)?yōu)化功率MOSFET

?效率高達(dá)94%

?內(nèi)置頻率補(bǔ)償

?內(nèi)置軟啟動(dòng)功能

?內(nèi)置熱關(guān)機(jī)功能

?內(nèi)置電流限制功能

?可在TO263-5L包裝

上述規(guī)格圖顯示，該驅(qū)動(dòng)IC的最小輸入電壓為5V，最大輸入電壓為32伏。此外，由于開關(guān)頻率為400khz，因此可以使用更小的電感器進(jìn)行開關(guān)相關(guān)用途。此外，驅(qū)動(dòng)IC支持最大4A輸出電流，這很好地覆蓋了許多高額定電流相關(guān)的應(yīng)用。

使用XL6009的降壓-升壓轉(zhuǎn)換電路

完整的降壓-升壓轉(zhuǎn)換器電路圖如下圖所示。

對(duì)于任何開關(guān)穩(wěn)壓器，電感器和電容器是主要部件。電感器和電容器在電路中的位置對(duì)于在開關(guān)狀態(tài)時(shí)向負(fù)載提供所需的功率是非常重要的。在這種情況下，使用兩個(gè)電感(l1和L4)，它們將在該開關(guān)電路中分別支持降壓和升壓功能。33uH電感是L1，是負(fù)責(zé)降壓模式操作的電感，而電感L2用于升壓模式電感。在這里，我用鐵氧體鐵芯和漆包線纏繞我自己的電感器。如果你是新的，使自己的電感，你可以檢查這篇文章的基礎(chǔ)知識(shí)的電感和電感線圈的設(shè)計(jì)開始。一旦你建立了你的電感，你可以檢查它的值使用LCD儀表，或者如果你沒有一個(gè)LCR儀表，你可以使用示波器找到電感值使用諧振頻率方法。

輸入電容C1和C2用于過濾來自外部電池或電源的瞬態(tài)和紋波。電容器C3, 1uF， 100V用于隔離這兩個(gè)電感。有一個(gè)肖特基二極管SR160，這是一個(gè)一安培，60V的二極管用于轉(zhuǎn)換開關(guān)頻率周期到直流和電容器1000uF， 35V是濾波電容器用于濾波從二極管的輸出。

反饋閾值電壓為1.25V，可根據(jù)反饋電壓設(shè)置分壓器，配置實(shí)際輸出。對(duì)于我們的電路，我們使用了一個(gè)鍋(R1)和一個(gè)電阻(R2)來提供反饋電壓。

R1是一個(gè)可變電阻，用于設(shè)置輸出電壓。R1和R2形成分壓器，向驅(qū)動(dòng)IC XL6009提供反饋。采用10uH電感L4和100uF電容C3作為L(zhǎng)C濾波器。

降壓-升壓變換器的結(jié)構(gòu)與工作

除電感器外，所有元件都應(yīng)易于使用。XL6009 IC不是面包板友好的。因此，我使用虛線板將XL6009的引腳連接到公頭引腳，如下所示。

如前所述構(gòu)建電感器并創(chuàng)建電路。我使用面包板使事情變得容易，但建議使用完美板。一旦完成我在面包板上的電路看起來像這樣。

當(dāng)輸入電壓高于設(shè)定的輸出電壓時(shí)，電感被充電并抵抗電流路徑的任何變化。當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，電感通過C3電容提供充電電流，最后分別由肖特基二極管和C4電容進(jìn)行整流和平滑。驅(qū)動(dòng)器通過分壓器檢查輸出電壓，并跳過開關(guān)周期以根據(jù)反饋電路輸出同步輸出電壓。

同樣的事情發(fā)生在升壓模式時(shí)，當(dāng)輸入電壓小于輸出電壓和電感L2被充電，并在開關(guān)條件下提供負(fù)載電流。

XL6009降壓-升壓轉(zhuǎn)換電路的測(cè)試

該電路在面包板上進(jìn)行了測(cè)試。請(qǐng)注意，我們?cè)诿姘迳蠘?gòu)建電路僅用于測(cè)試目的，并且您不應(yīng)該在面包板上加載超過1.5A的電路。對(duì)于高電流的應(yīng)用，強(qiáng)烈建議將電路焊接在穿孔板上。

為了給電路供電，你可以使用9V的電池，但我使用的是我的工作臺(tái)電源，設(shè)置為9V。

輸出電壓可以設(shè)置從3.3V到12V使用電位器。從技術(shù)上講，該電路可以設(shè)計(jì)為高達(dá)4A的高輸出電流。但是，由于輸出二極管的限制，電路沒有在全負(fù)載下進(jìn)行測(cè)試。輸出負(fù)載被設(shè)置為一個(gè)體面的值，大約700-800mA電流。如果需要，您可以改變輸出二極管以增加輸出電流。

為了測(cè)試我們的電源電路，我們使用萬用表來監(jiān)控輸出電壓，對(duì)于負(fù)載，我們使用了類似于我們之前構(gòu)建的直流電子負(fù)載。如果你沒有電子負(fù)載，你可以使用你選擇的任何負(fù)載，并使用萬用表監(jiān)測(cè)電流。完整的測(cè)試視頻在本頁底部給出。

還注意到輸出電壓在+/-5%的范圍內(nèi)有一點(diǎn)波動(dòng)。這是由于電感的高DCR值和XL6009的散熱器不可用。足夠的散熱器和適當(dāng)?shù)慕M件可以用于穩(wěn)定輸出。

本文編譯自circuitdigest