Преобразователь понижающий XH-M401 DC-DC XL4016 8A 280Вт

Технические характеристики

• Модель: XH-M401
• Конструкция: неизолированный, понижающий, импульсный
• Рабочее напряжение
  • Входное: 3.5 ~ 40 В
  • Блокируемое: менее 3.3 В
  • Выходное: 1.25 ~ 36 В
• Потери напряжения (без нагрузки), макс: 0.2 В
• Ток нагрузки
  • продолжительный: до 5 А
  • кратковременный: до 8 А (требуется усиленное охлаждение)
• Мощность, макс.: 280 Вт
• Чип регулятора: XL4016E1 XLSEMI
• Частота ШИМ-преобразователя в состояниях
  
  • рабочее: 180 кГц ± 20% кГц
  • короткое замыкание: 48 кГц
• Эффективность преобразования (КПД), макс.: 96%
• Управление: регулировка выходного напряжения вращением ручки потенциометра
• Дополнительные функции: нет
• Защита от: короткого замыкания на выходе, перегрева чипа регулятора, напряжения более 45В на входе, превышения силы тока
• Светодиодная индикация: напряжение на выходе
• Контактная группа: винтовые клеммы-терминалы Ø2 мм
• Монтажные отверстия: 4+2 х Ø3.2 мм
• Рабочая температура: -40℃ ~ +85℃
• Размеры модуля: 61 х 41 х 27 мм

Применение преобразователей напряжения

Схемы преобразования напряжения существуют во множестве электронных устройств. Они способствуют уверенному функционированию электрических схем устройств от привычных источников питания, таких как бытовые или промышленные сети постоянного или переменного напряжения, или автономные батареи и аккумуляторы любых типов и размеров. Каждая отдельно взятая схема полностью законченного, готового к эксплуатации прибора, или проектируемого устройства, находящегося на этапах разработки, требует для себя определённого уровня напряжения. И этот необходимый уровень может порой сильно отличаться от многочисленных стандартов напряжения, предлагаемых унифицированными источниками электроэнергии.

Среди большого разнообразия, преобразователи напряжения широко распространены в образе самостоятельных модулей, со свойственными для каждой выбранной модели рабочими характеристиками. Наравне с интегрированными схемами, внешние модули предназначены для задач преобразования переменного или постоянного напряжения до нужного схеме устройства уровня, осуществляя его повышение или понижение. Модули преобразователей называются регулируемыми, потому что в их схемах реализованы возможности принудительного изменения уровня напряжения (в некоторых и тока) на выходе, в том числе и способом ручной механической подстройки. Наиболее частое применение подобные модули находят в области конструирования или замещения цепей питания приборов, используются в автоматике, микроэлектронике, робототехнике, а также в других направлениях.

Конструктивные особенности модуля преобразователя

В основу настоящего модуля DC-DC преобразователя заложен чип понижающего импульсного регулятора XLSEMI XL4016E1. Схема преобразователя способна нормально функционировать от любых сетевых адаптеров, блоков питания, или портативных батарейных источников электроэнергии с напряжением от +3.5В до +40В и током до 8-12А. Преобразователь XL4016 может вырабатывать выходное напряжение в пределах +1.25 ~ +36В, питать нагрузку c максимальной мощностью 280Вт. Опорный вольтаж у микросхемы регулятора составляет 1.25В, которым ограничивается нижний порог доступного на выходе напряжения. Отличительной чертой модуля понижающего преобразователя на чипе XL4016E1 является крайне малый уровень потерь напряжения на выходе. Наименьшая разница напряжения между входом и выходом, без учёта подключаемой нагрузки, составляет не более 0.2В.

В схеме платы DC-DC преобразователя нет контуров защиты, предотвращающих возможное повреждение чипа XL4016E1 от неправильного подключения полюсов входного напряжения. В микросхеме регулятора интегрированы защиты от перегрева, превышения допустимой силы тока, и короткого замыкания на выходе. Блокировка преобразователя, отключающая внутрисхемные ШИМ-контроллер и МОП-транзистор, находится на уровне входного напряжения менее 3.3В.

Подключение и настройка преобразователя

Отсутствие специально подготовленных площадок входного/выходного напряжения для припайки проводов или разъёмов, упрощает и облегчает способ подключение платы. Контакты источника исходного напряжения и тока зажимаются в 2-мм винтовой клемме входной группы IN+/IN-. Цепь нагрузки присоединяется с противоположной стороны OUT+/OUT-. На платах с обозначением на упрощённом китайском: вход - 输入, выход - 输出.

Выбор необходимого вольтажа на выходе регулятора осуществляется плавным вращением механического вала переменного резистора. Направление по часовой стрелке - плавное увеличение уровня напряжения, в обратном направлении - его уменьшение. Чувствительность потенциометра очень высока, переход от минимального до максимального уровня выходного напряжения осуществляется всего за один оборот его ручки вокруг своей оси. Изменение напряжения в большую сторону достигается вращением ручки по часовой стрелке, в меньшую сторону - против часовой. Точное позиционирование в выбранной отметке выходного напряжения потребует медленного и плавного вращения. Регулировка напряжения на выходе преобразователя выполняется без подключения нагрузки, замерами потенциала группы OUT при помощи любого вольтметра.

Эффективность преобразования

Коэффициент полезного действия преобразования энергии XL4016E1 достигает высоких 96%. КПД рассчитывается отношением показателей выходной мощности к входной, и напрямую зависит от параметров эксплуатации преобразователя. Понижающий импульсный преобразователь потребляет больше мощности со стороны источника напряжения, и вырабатывает меньше мощности для нагрузочной цепи. Наилучший показатель КПД определяется условием минимальной разницы напряжений между входом и выходом, с наименьшим нагрузочным током. Увеличение любого из этих двух параметров, в большей или меньшей степени приводит к снижению КПД. Более подробно в примерах о КПД преобразователя можно узнать из статьи.

Стабилизация напряжения

Чип понижающего регулятора XL4016E1 выравнивает и удерживает (стабилизирует) уровень напряжения на выходе при соблюдении условия минимум на 1В более высокого входного напряжения. В понижающих преобразователях, входной потенциал определяет верхних порог напряжения на выходе, за минусом потерь внутри преобразователя. Низкий потенциал входного напряжения, с уровнем меньше выбранного, эквивалентно снижает напряжение на выходе.

Техническая документация

1. Спецификация на микросхему преобразователя XL4016, ревизия 1.2 (англ., PDF)