- 필요한 구성 요소
- XL6009 벅 부스트 레귤레이터 IC
- 풍모
- XL6009를 사용하는 벅-부스트 컨버터 회로
- 벅 부스트 컨버터 구성 및 작동
- XL6009 벅-부스트 컨버터 회로 테스트
벅-부스트 레귤레이터는 이름에서 알 수 있듯이 두 가지 다른 토폴로지를 사용하여 만들어지며 벅 및 부스트 토폴로지로 구성됩니다. 벅 레귤레이터 토폴로지는 입력 전압보다 출력 전압의 크기가 더 낮고 부스트 레귤레이터 토폴로지는 제공된 입력 전압보다 더 큰 출력 전압을 제공한다는 것을 이미 알고 있습니다. 우리는 이미 널리 사용되는 MC34063을 사용하여 12V ~ 5V 벅 컨버터와 3.7V ~ 5V 부스트 컨버터 회로를 구축했습니다. 그러나 때로는 벅 및 부스트 레귤레이터로 작동 할 수있는 회로가 필요할 수 있습니다.
예를 들어 장치가 리튬 배터리를 사용하여 전원이 공급되는 경우 입력 전압 범위는 3.6V ~ 4.2V입니다. 이 장치에 3.3V 및 5V의 두 가지 작동 전압이 필요한 경우. 그런 다음 이 리튬 배터리의 전압을 3.3V 및 5V로 조절 하는 벅-부스트 레귤레이터 를 설계 해야합니다. 따라서이 튜토리얼에서는 간단한 벅-부스트 레귤레이터를 빌드하고 빌드의 용이성을 위해 브레드 보드에서 테스트하는 방법을 배웁니다. 이 레귤레이터는 9V 배터리와 함께 작동하도록 설계되었으며 최대 출력 전류 4A로 3.3V ~ 12V 범위의 넓은 출력 전압을 제공 할 수 있습니다.
필요한 구성 요소
- XL6009
- 10k 사전 설정
- 33uH 인덕터-2pcs
- 1n4007-2 개
- SR160-1pc (최대 800mA 출력용)
- 10uH 인덕터
- 100uF 커패시터
- 1000uF 커패시터 -2pcs
- 1uF 세라믹 또는 폴리 에스테르 필름 커패시터
- 9V 전원 (배터리 또는 어댑터)
- 브레드 보드
- 브레드 보드 용 전선.
XL6009 벅 부스트 레귤레이터 IC
벅-부스트 회로를 구축하는 방법에는 여러 가지가 있습니다.이 튜토리얼에서는 유명한 XL6009 DC / DC 컨버터 IC를 사용할 것입니다. 이 IC는 가용성이 쉽고 초보자에게 친숙한 특성 때문에 선택했습니다. 스위칭 설계를위한 다른 레귤레이터 선택에 도움이되는 스위칭 레귤레이터 IC를 선택하는 방법에 대한 문서를 확인할 수도 있습니다.
주요 구성 요소는 스위칭 레귤레이터 XL6009입니다. XL6009 의 핀아웃 과 사양은 아래 이미지에 나와 있습니다.
금속 탭은 내부적으로 XL6009 드라이버 IC의 스위칭 핀과 연결되어 있습니다. 핀 설명도 위의 표에 나와 있습니다. XL6009 IC 의 중요한 기술 사양 은 다음과 같습니다.
풍모
- 5 ~ 32V의 넓은 입력 전압 범위
- 단일 피드백 핀으로 포지티브 또는 네거티브 출력 전압 프로그래밍
- 전류 모드 제어로 탁월한 과도 응답 제공
- 1.25V 기준 조정 가능 버전
- 고정 400KHz 스위칭 주파수
- 최대 4A 스위칭 전류
- SW PIN 내장 과전압 보호
- 우수한 라인 및 부하 조절
- EN PIN TTL 종료 기능
- 내부 최적화 전력 MOSFET
- 최대 94 %의 고효율
- 내장 주파수 보상
- 내장 된 소프트 스타트 기능
- 내장 열 차단 기능
- 내장 전류 제한 기능
- TO263-5L 패키지로 제공
위의 사양 차트는이 드라이버 IC의 최소 입력 전압이 5V이고 최대가 32V임을 보여줍니다. 또한 스위칭 주파수가 400kHz이기 때문에 스위칭 관련 목적으로 더 작은 인덕터를 사용할 수있는 가능성이 열립니다. 또한 드라이버 IC는 최대 4A 출력 전류를 지원하므로 많은 고 정격 전류 관련 애플리케이션을 커버 할 수 있습니다.
XL6009를 사용하는 벅-부스트 컨버터 회로
전체 벅-부스트 컨버터 회로 다이어그램 이 아래 이미지에 나와 있습니다.
모든 스위칭 레귤레이터의 경우 인덕터와 커패시터가 주요 구성 요소입니다. 회로에서 인덕터와 커패시터의 위치는 스위치를 켜고 끄는 동안 부하에 필요한 전력을 제공하는 데 매우 중요합니다. 이 경우이 스위칭 회로에서 개별적으로 벅 및 부스트 기능을 지원하는 두 개의 인덕터 (l1 및 L4)가 사용됩니다. L1 인 33uH 인덕터는 벅 작동 모드를 담당하는 인덕터 인 반면 인덕터 L2는 부스트 모드 인덕터에 사용됩니다. 여기에 페라이트 코어와 에나멜 구리선을 사용하여 인덕터를 감았습니다. 자신 만의 인덕터를 만드는 것이 처음이라면이 기사에서 인덕터 및 인덕터 코일 설계의 기본 사항을 확인하여 시작할 수 있습니다. 인덕터를 구축했으면LCD 미터를 사용하여 값을 확인하거나 LCR 미터가없는 경우 오실로스코프를 사용하여 공진 주파수 방법을 사용하여 인덕터 값을 찾을 수 있습니다.
입력 커패시터 C1 및 C2는 외부 배터리 또는 전원에서 과도 전류와 리플을 필터링하는 데 사용됩니다. 커패시터 C3, 1uF, 100V는이 두 인덕터를 절연하는 데 사용됩니다. 가 쇼트 키 다이오드 SR160 직류 캐패시터 1000uF의 상기 스위칭 주파수 사이클 변환에 사용 하나 암페어 60V 다이오드, 35V 다이오드의 출력을 필터링하기 위해 사용되는 필터 캐패시터이다.
피드백 임계 전압이 1.25V이므로이 피드백 전압에 따라 전압 분배기를 설정하여 실제 출력을 구성 할 수 있습니다. 회로의 경우 피드백 전압을 제공하기 위해 포트 (R1)와 저항 (R2)을 사용했습니다.
R1은 출력 전압을 설정하는 데 사용되는 가변 저항입니다. R1 및 R2는 드라이버 IC XL6009에 피드백을 제공하는 전압 분배기를 형성합니다. 10uH 인덕터 L4 및 100uF 커패시터 C3는 LC 필터로 사용됩니다.
벅 부스트 컨버터 구성 및 작동
인덕터를 제외한 모든 부품은 쉽게 사용할 수 있어야합니다. XL6009 IC는 브레드 보드 친화적이지 않습니다. 따라서 점선 보드를 사용하여 XL6009의 핀을 아래와 같이 수 헤더 핀에 연결했습니다.
앞에서 설명한대로 인덕터를 만들고 회로를 만듭니다. 작업을 쉽게하기 위해 브레드 보드를 사용했지만 성능 보드를 권장합니다. 일단 완료되면 브레드 보드의 회로는 다음과 같이 보입니다.
입력 전압이 설정된 출력 전압보다 높으면 인덕터가 충전되고 전류 경로의 변화에 저항합니다. 스위치가 꺼지면 인덕터는 C3 커패시터를 통해 충전 된 전류를 제공하고 최종적으로 쇼트 키 다이오드와 커패시터 C4에 의해 정류되고 평활화됩니다. 드라이버는 전압 분배기를 통해 출력 전압을 확인하고 피드백 회로 출력에 따라 출력 전압을 동기화하기 위해 스위칭 사이클을 건너 뜁니다.
입력 전압이 출력 전압보다 낮고 인덕터 L2가 충전되어 스위치가 꺼진 상태에서 부하 전류를 제공하는 부스트 모드에서도 동일한 일이 발생합니다.
XL6009 벅-부스트 컨버터 회로 테스트
회로는 브레드 보드에서 테스트됩니다. 우리는 테스트 목적으로 만 브레드 보드에 회로를 구축했으며 브레드 보드에있을 때 1.5A 이상 회로를로드해서는 안됩니다. 고전류 애플리케이션의 경우 회로 기판에 납땜하는 것이 좋습니다.
회로에 전원을 공급하려면 9V 배터리를 사용할 수 있지만 9V로 설정된 벤치 전원 공급 장치를 사용했습니다.
출력 전압은 전위차계를 사용하여 3.3V에서 12V까지 설정할 수 있습니다. 기술적으로이 회로는 최대 4A의 높은 출력 전류로 설계 할 수 있습니다. 그러나 출력 다이오드의 제한으로 인해 회로는 전체 부하에서 테스트되지 않습니다. 출력 부하는 약 700-800mA 전류의 적절한 값으로 설정됩니다. 필요한 경우 출력 다이오드를 변경하여 출력 전류를 높일 수 있습니다.
전원 공급 회로를 테스트하기 위해 멀티 미터를 사용하여 출력 전압을 모니터링하고 부하에 대해 이전에 구축 한 것과 유사한 DC 전자 부하를 사용했습니다. 전자 부하가없는 경우 원하는 부하를 사용하고 멀티 미터를 사용하여 전류를 모니터링 할 수 있습니다. 전체 테스트 비디오는이 페이지 하단에 있습니다.
또한 출력 전압이 +/- 5 % 마진으로 약간 변동하는 것으로 나타났습니다. 이는 인덕터의 높은 DCR 값과 XL6009의 방열판을 사용할 수 없기 때문입니다. 적절한 방열판과 적절한 구성 요소는 안정적인 출력을 위해 유용 할 수 있습니다. 전반적으로 회로는 상당히 작동하며 성능은 만족 스럽습니다. 질문이 있으시면 댓글 섹션에 남겨 주시고 다른 기술 질문에 대한 포럼을 사용할 수도 있습니다.