Назначение, технические характеристики, схема подключения.
Импульсный стабилизатор, еще его называют понижающий DC-DC преобразователь XL4016, это малогабаритный, недорогой, высокоэффективный модуль с КПД до 95% на основе которого можно достаточно просто реализовать блок питания с регулировкой напряжения от 1,25 до 28В, а также ограничением (стабилизацией) тока от 0,1 до 8А, что позволяет ему выполнять функции автоматического зарядного устройства для аккумуляторов от самых малых (пальчиковых) до автомобильных. Стоит около 4$. Купить можно здесь.
Вид и назначение выводов и регулировок импульсного стабилизатора с двух сторон:
Характеристики, заявленные на сайте продавца:
- Входное напряжение – 7-40 Вольт
- Диапазон регулировки выходного напряжения — 1.25-35 Вольт
- Максимальный выходной ток — 8 Ампер
- Диапазон регулировки тока 0,3-8 Ампер
- Порог выключения индикации заряда — 0.1 от установленного выходного тока (изменяется цвет светодиода на зеленый).
- Минимальная разница между входным и выходным напряжением — 1 Вольт
- КПД — до 95%
- Рабочая частота — 300кГц (хотя в даташит самой XL4016E1 180 кГц)
- Выходные пульсации напряжения, 50мВ при токе 5 Ампер, входном напряжении 24 и выходном 12 Вольт.
- Диапазон рабочих температур — от — 40 до + 85.
- Ток холостого хода — до 20мА
- Точность поддержания тока — ±1%
- Точность поддержания напряжения — ±1%
- Параметры проверены в диапазоне температур 25-60 градусов и изменение составило менее 5% при токе нагрузки 5 Ампер.
Основной элемент стабилизатора – микросхема XL4016E1:
Даташит (основные характеристики) на эту микросхему доступен в интернете. В нем указаны все характеристики микросхемы и приведены типовые схемы включения.
Также в интернете доступно несколько вариантов принципиальных схем этого импульсного стабилизатора (понижающего DC-DC преобразователя XL4016). Наиболее совпадающая с моим экземпляром выглядит так:
Обзоров, информации по эксплуатации и доработке этого импульсного стабилизатора в интернете много. В основном отзывы положительные.
Основные замечания и особенности:
- При токах 3-5 Ампер хорошо работает без вентилятора и дополнительных радиаторов. При больших токах желательно вентилятор или дополнительные радиаторы.
- Резисторы 10кОм для регулировки выходного напряжения и тока как правило выносят на лицевую панель корпуса. Если выпаять многооборотные подстроечные резисторы из платы и установить на переднюю панель корпуса обычные переменные резисторы, то сложно производить точную установку напряжения и тока. Поэтому нужно приобретать многооборотные переменные резисторы или подключать последовательно 10 кОм еще переменные резисторы по 1 кОм для плавной регулировки. Тогда для регулировок будет по 2 резистора, грубая и плавная. Проблема решается полностью.
- В некоторых отзывах встречаются нарекания на зависимость выходного напряжения от тока нагрузки. Здесь важно, чтобы блок питания от которого питается сам импульсный стабилизатор имел достаточную мощность. Ну и при зарядке аккумуляторов очень критичных к максимальному напряжению на них, например, Li-Ion, контролировать процесс.
- Нет защиты от переполюсовки входного напряжения. Если часто подключается к различным блокам питания целесообразно на входе поставить диод, например Шоттки, на 10А. Что касается выхода, то при работе переполюсовка для самого стабилизатора не опасна, у него сработает ограничение по току. Но в самой нагрузке, для которой перепутана полярность могут выйти из строя детали, если ограничение по току в стабилизаторе выставлено на большое значение. А вот например, если при отключенном питании стабилизатора будет подключен аккумулятор для зарядки и у него перепутана полярность, то на плате стабилизатора может выйти из строя диод, подключенный к 3 выводу микросхемы XL4016. Так что если заряжаете мощные аккумуляторы, то лучше поставить защитный диод и на выходе.
Ниже на видео показан пример использования этого импульсного стабилизатора в универсальном блоке питания-зарядном:
Здравствуйте! Помогите пожалуйста найти стабилизатор напряжения для автомобиля. Стоят светодиодные лампочки и из-за периодических колебаний напряжения от 11 до 14 Вольт они быстро перегорают.
Чтобы рекомендовать нужно знать какие лампочки — рабочее напряжение, потребляемый ток или мощность, где стоят, есть ли одна точка подключения или нужен стабилизатор к каждой лампочке.
Смущает, что при закороченном переменном резисторе регулировки напряжения и коротком замыкании на выходе, катод диода VD2 тоже окажется на корпусе и ограничение по току не сработает.
Думаю, что не помешает еще один диодик между переменным резистором и ножкой 2 микросхемы.
По-моему, это лишнее. При закороченном переменном резисторе регулировки напряжения, величина напряжения на выходе близка к 0. При таком напряжении, по закону Ома, значение тока тоже близко к 0 и оно не опасно для элементов схемы. Такой малый ток на датчике тока не создаст падение напряжения необходимое для срабатывания схемы ограничения тока.
К тому же установка дополнительного диода увеличит минимальное значение напряжения минимум на 0.7В
Как выставить ограничение по току (алгоритм действий)?
1. На вход подать напряжение от блока питания до 30В способного выдавать нужный вам ток. Модуль работает до 8А.
2. Выходное напряжение выставить любое, желательно не на нижнем или верхнем пределе.
3. Закоротить выход через амперметр до 10А и регулятором ограничения тока выставить по показаниям амперметра нужное значение. Разомкнуть щупы. Все.
Ограничение напряжения выставлять при холостом ходе, без нагрузки.
В процессе работы модуль будет контролировать выходное напряжение и ток. Если один из параметров начнет выходить за установленные пределы, сработает соответствующая схема ограничения. При срабатывании схемы ограничения тока будет уменьшаться выходное напряжение до значения, при котором ток не будет превышать установленный предел.
Какой нужен куллер к стабилизатору если ток больше 5ти ампер