DC-DC преобразователь XL4015 5А 75Вт с вольтметром

Технические характеристики

• Модель: HW-514 / CN4015-3 / HW-316 / HW-316E
• Входное напряжение: 4.0 ~ 36В DC
• Блокируемое напряжение: менее 3.0В
• Выходное напряжение: 1.25 ~ 32В DC
• Пропускной ток
  • продолжительный: до 4А
  • кратковременный: до 5А
• Мощность выхода, макс.: 75 Вт (требуется охлаждение)
• Чип преобразователя: XL4015 XLSEMI
• Коэффициент эффективности (КПД), макс.: 96%
• Частота преобразования ШИМ
  • рабочая: 180 ± 20% кГц
  • короткое замыкание: 48 кГц
• Встроенные функции: вольтметр
• Шаг измерения: 0.1В
• Погрешность: ± 0.5В
• Экран
  • конструкция: светодиодный, трёхсимвольный, семисегментный
  • диагональ: 26.5 мм (1.04 дюйма)
  • цвет символов: красный
• Управление
  • экраном вольтметра: цифровое, кнопочное
  • выходным напряжением: механеческое, вращением подстроечного винта многооборотного потенциометра
• Количество оборотов потенциометра: 25 ± 3
• Светодиодная индикация событий: питание, вход/выход
• Защита от: переполюсовки на входе/выходе
• Монтажные отверстия: 4 х Ø3.2 мм
• Контактная группа: площадки, винтовые клеммы-терминалы
• Рабочая температура: -25℃ ~ +75℃
• Размеры: 56.2 х 35.5 х 11.8 мм
• Вес: 39 гр

Комплектация

• DC-DC регулятор HW-514 XL4015 х 1 шт
• Алюминиевый радиатор с липким слоем х 1шт
• Шестигранная стойка М2 х 4шт
• Гайка М2 х 4шт

Преобразователь XL4015 – это лёгкий в использовании, универсальный модуль питания, с возможностями понижения выходного напряжения, и плавной его регулировки до требуемого уровня. Преобразователь позволяет выполнять быстрое подключение бесчисленного множества бытовых и индустриальных микроэлектронных схем серийного или индивидуального производства, функционирующих от напряжения 1.25В ~ 32В, к стационарным источникам питания, сетевым адаптерам, или автономным батареям с повышенным напряжением в диапазоне 4В - 36В. Проводимость тока у преобразователя HW-514 достигает внушительных 5А, обладает простой схемой и малыми физическими размерами. Наиболее часто модуль на XL4015 используется в составе самостоятельно изготавливаемых электронных изделий, для питания светодиодного оборудования или микроэлектронной периферии, программируемой логики, цифро-аналоговых компонентов учебно-познавательных микроконтроллерных конструкторов. Пригоден в качестве замены иным маломощным понижающим преобразователям.

HW-514 не имеет встроенного регулируемого ограничителя по току нагрузки. Рекомендованный ток на выходе в нормальных условиях эксплуатации (+25℃), без установки на чип XL4051 дополнительного пассивного или активного воздушного охлаждения, не должен превышать 2.5-3.0А. Для нагрузок с током выше 3А - охлаждение должно быть обязательным.

Опорный вольтаж у микросхемы регулятора составляет 1.25В, которым ограничивается нижний порог доступного на выходе напряжения. Со стороны преобразуемого напряжения, на плату добавлен лишь простой, постоянно светящийся в рабочем состоянии светодиодный индикатор, гаснущий в случаях перегрузки ИС XL4015 из-за снижения напряжения на выходе до минимальных 1.25В. Внутренняя схема преобразователя имеет очень небольшой процент падения напряжения. Вместо постоянного резистора в контуре обратной связи установлен переменный резистор, изменяющий напряжение выхода. Интегрированный в XL4015 мощный переключающий MOSFET транзистор, работающий на фиксированной частоте 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 прилагаемого в комплекте радиатора.

Примечание. Если преобразователь эксплуатируется в продолжительных нагрузках с высокой мощностью, рекомендуется использование медного радиатора с большей площадью рассеивания тепла в среде с усиленным охлаждением.

Подбираемый источник входного напряжения для работы в связке с HW-514 должен иметь некоторый запас по току, желательно двухкратный, относительно величины потребляемого нагрузкой.

Эффективность преобразования

Коэффициент полезного действия XL4015 может достигать 96%. КПД напрямую связан с параметрами эксплуатации преобразователя, и раcсчитывается делением выходной мощности на входную. Схема практически любого преобразователя 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.

Функция вольтметра в HW-514

Плата преобразователя немного отличается от аналогичных себе, но более компактных моделей на XL4015E1 наличием встроенного цифрового вольтметра, предлагающего удобный способ постоянного наглядного информирования о уровнях напряжения на входе или на выходе, с визуальным отображением актуальных показателей на собственном экране. Измерительный блок HW-514 собран из микроконтроллера STM8F003/N76E003, семисегментного трёхсимвольного светодиодного индикатора размером чуть больше дюйма в диагонали, и парой тактовых кнопок управления. Цифры простенького экрана красного свечения с высокой яркостью, хорошо различаемые на небольшом удалении даже при высоком уровне окружающего освещения. Показание замеров вольтметра может незначительно отличатся от действительного, погрешность цифрового датчика напряжения составляет ± 0.5В.

Кнопочное управление HW-514

Две кнопки управления вольтметром в HW-514 не имеют каких-либо смысловых буквенно-символьных обозначений. Обе кнопки расположены по бокам цифрового экрана, одна со стороны контактов входного напряжения, другая - со стороны выходного. Левая кнопка ON/OFF (условное название) рядом с клеммами входа включает или выключает экран, правая кнопка IN/OUT (условное название) рядом с клеммами выхода переключает показания вольтметра на входное (IN) или выходное (OUT) напряжение. Последние изменения в настройках отображения сохраняются при повторном включении.

Индикация событий

Понижающий преобразователь HW-514 укомплектован тремя светодиодными индикаторами. Зелёный светодиод сообщает о наличии рабочего напряжения на входе. Красные светодиоды IN и OUT визуально символизируют вход/выход регулятора, измеряемый вольтметром в момент свечения индикатора с соответствующей стороны.

Подключение и установка уровня напряжения на выходе HW-514

Контакты источника исходного напряжения и тока припаиваются к специальным площадкам HW-514 или зажимаются в винтовой клемме входной группы IN+/IN-. Цепь нагрузки присоединяется с противоположной стороны OUT+/OUT-. Подключение контактов с обеих сторон выполняется с максимальным вниманием, защиты от неправильной полярности в схеме преобразователя нет.

Модель HW-514 оснащена ручным регулятором уровня выходного напряжения, представляющим из себя миниатюрный потенциометр с винтовым механизмом многооборотного вращения. Поворотами по часовой стрелке регулируемое значение увеличивается, в обратном направлении - плавно уменьшается. От минимальных 1.25В до максимальных 32В потребуется около 25 ± 3 полных оборотов потенциометра. Установка ограничительных параметров по току нагрузки в модуле никак не реализована. Регулировка выходного напряжения осуществляется показаниями замеров контактов группы OUT произвольным вольтметром, до подключения к XL4015 нагрузочной цепи.

Стабилизация напряжения

Понижающий преобразователь HW-514 выравнивает и удерживает заданный потенциометром уровень напряжения на выходе, когда входной вольтаж больше выбранного. В понижающих преобразователях входное напряжение определяет верхний предел для выходного. Понижение входного напряжения ниже отметки выбранного значения незамедлительно приводит к пропорциональному снижению выходного вольтажа.

Техническая документация

1. Спецификация XL4015 XLSEMI v1.5 datasheet (англ., PDF)