這篇文章解釋了一種使用可調電流限制器增強XL4015 DC到DC降壓轉換器的簡單方法，該限制器在原始模塊中似乎缺失。

關于XL4015

XL4015 是一款 180 KHz 固定頻率 PWM 降壓（降壓）DC/DC 轉換器，專為運行 5 V、5 A 負載而設計，效率高、紋波最小，線路和負載調整率也非常出色。

穩(wěn)壓器模塊使用很少數(shù)量的附加部件構建，易于使用，由內置頻率補償和固定頻率振蕩器組成。

PWM 控制電路具有可調占空比，恒定速率范圍為 0 至 100%。IC XL4015還具有內置的過流保護功能。

當檢測到輸出短路時，工作頻率會立即從180 KHz降低到48 KHz，從而導致輸出電壓和電流立即下降。

該芯片具有完全集成的補償模塊，無需任何外部組件。

XL4015 集成電路主要特點

8V 至 36V 寬輸入電壓范圍

輸出電壓可在 1.25V 至 32V 范圍內調節(jié)

最大占空比可高達100%

輸出壓差僅為0.3V

開關頻率固定為 180 kHz

輸出電流恒定在 5A。

內置功率 MOSFET 確保高電壓/電流優(yōu)化

96%的運行效率令人印象深刻

線路和負載調整率非常好

IC具有內部控制的熱關斷功能

同樣，它還具有內置的電流限制功能

不用說，該芯片還包括輸出短路保護功能。

主要缺點

盡管XL4015模塊加載了降壓轉換器需要具備的許多出色功能，但它缺乏一個主要功能。

該模塊沒有根據(jù)負載規(guī)格將輸出電流調整到首選水平的安排。

因此，如果您想使用 XL4015 模塊為鋰離子電池充電，例如以 2 安培的速率充電，由于上述缺點，您將無法做到這一點。

同樣，如果您想以 3 安培最大電流率驅動 3.3 V LED，您同樣會感到失望，因為模塊的額定電流為 5 安培固定。

XL4015的工作原理

XL4015降壓轉換器的基本工作原理如下所示：

該電路配置為在恒定的5 A電流輸出下產(chǎn)生固定的5 V電壓，以響應8 V至36 V的電源輸入。輸入功率規(guī)格必須高于輸出功率，這意味著輸入電源功率容量必須高于5 V x 5 A = 25 W。

因此，如果使用 36 V 的輸入電源，則輸入電流應高于 25 / 36 = 0.7 安培。如果使用 8 V，則輸入電流可能高于 25 / 8 = 3 安培，依此類推。

IC XL4015的內部電路由振蕩器和誤差放大器等基本元件組成。在引腳3 （SW）處產(chǎn)生經(jīng)過良好計算和控制的180 kHz振蕩器頻率，用于饋送由二極管、電感器和電容器組成的外部降壓轉換器配置。這使得降壓級能夠將輸入電源處理為精確的5 V、5 A輸出。

引腳2 （FB） 用作誤差放大器反饋的輸入。此引腳排列處的最小1.25 V輸入足以開始IC的關斷過程。

可以看到，該引腳配置了電位分壓器R1、R2，可確保輸出電壓永遠不會超過5 V范圍，從而導致FB引腳產(chǎn)生高于1.25 V的電壓，啟動IC關斷過程，從而防止輸出超過5 V電平。

這也意味著可以通過適當改變R1/R2反饋分壓器值，將輸出電壓調節(jié)到其他電壓電平，例如12 V或15 V。

R1/R2也可以使用以下公式固定，以獲得所需的輸出電壓：

Vout=1.25 x （1+R2/R1）

電流限制調整

從原理圖中可以看出，XL4015模塊不包括限流功能，這顯然是模塊的主要限制。

但是，該模塊確實包括一個關斷引腳FB，可以配置外部限流器電路，以實現(xiàn)該功能。這可以如下圖所示實現(xiàn)：

RX可以使用歐姆定律計算：

RX = 0.2 / 電流限制

由于兩個晶體管的連接具有非常高的增益輸出，因此RX兩端僅0.2 V的電位差就足以觸發(fā)IC的FB引腳并啟動限流動作。

一旦電流趨于超過所需的限值，就會導致所需的最小電位在RX上產(chǎn)生，從而導致NPN導通，進而觸發(fā)PNP BJT。該動作在FB引腳上提供預期的正DC，從而啟動關斷。

發(fā)生這種情況時，輸出電流降至設定限值以下，關閉BJT并恢復先前的狀態(tài)，其中電流再次開始超過設定的限值，打開BJT。循環(huán)不斷重復，確保電流始終保持在設定的限值內。

通過這種布置，XL4015配備了非常有用的可調輸出電流限制功能。

XL4015 替代（等效電路）

盡管XL4015模塊可以從大多數(shù)在線商店輕松獲得，但該IC不是由知名品牌制造的，并且可能隨時過時。

因此，使用分立元件的替代5 V可調降壓轉換器電路似乎是一個更好的選擇。

下圖顯示了使用常用TL494芯片的高效5 V降壓轉換器：

上例顯示了XL4015的簡單但非常方便的精密5 V降壓轉換器。

在這里，它展示了一個太陽能逆變器降壓轉換器應用，可用于任何其他所需的直流到直流轉換器用途。

TL494的使用可確保設計不會輕易過時，并且IC的替代品將在需要時隨時可用。

同樣，誤差放大器反饋環(huán)路通過圍繞R8/R9建立電位分壓器網(wǎng)絡來確定輸出電流。

電流可以通過適當調整R13電阻來調節(jié)。

R13 = 0.2/最大電流限制

使用上述分立式降壓轉換器的另一個巨大優(yōu)勢是輸出電流水平，不限于5安培，而是可以通過升級晶體管、電感線粗細和R13電阻值來升級到更高的水平。