Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Opis przetwornicy step down opartej na XL4005

grala1 28 Sty 2018 20:06 9969 46
  • Witam.
    Poniżej przedstawiam opis przetwornicy obniżającej napięcie opartej na układzie XL4005E1.
    Opis przetwornicy step down opartej na XL4005
    Opis przetwornicy step down opartej na XL4005
    Ceny przetwornicy zaczynają się na Aliexpress od niespełna 0,95 $ wraz z wysyłką, ceny z wysyłką na polskich portalach aukcyjnych zaczynają się od ok. 12 zł.
    Maksymalne napięcie wejściowe dla przetwornicy to 32V DC.
    Napięcie wyjściowe regulowane za pomocą potencjometru wieloobrotowego w zakresie od ok 0,8 do 30 V, wydajność prądowa do ok. 5 A. Częstotliwość pracy 300kHz, drop out ok 0,6V, wbudowane zabezpieczenie termiczne, zwarciowe oraz przeciążeniowe.
    Wymiary przetwornicy: 43 x 21 x 14 mm
    Przetwornica była badana za pomocą sztucznego obciążenia dla napięć wejściowych 12 i 24 V oraz dla napięć wyjściowych 5 V. W przeprowadzonych badaniach mierzone były napięcia i prądy po stronie wejścia i wyjścia przetwornicy, moc jak i sprawność zostały wyliczone.
    Poniżej przedstawiam wyniki pomiarów.
    Napięcie wejściowe 12 V, napięcie wyjściowe 5 V:
    Opis przetwornicy step down opartej na XL4005
    Napięcie wejściowe 24 V, napięcie wyjściowe 5 V:
    Opis przetwornicy step down opartej na XL4005
    Wykres sprawności:
    Opis przetwornicy step down opartej na XL4005
    Można zauważyć że sprawność przetwornicy zależy od napięcia jej zasilania, w tym przypadku czym niższe napięcie zasilania tym wyższa sprawność przetwornicy.
    Podczas wykonywania powyższych pomiarów na sztucznym obciążeniu podczas zmiany obciążenia przekręciłem zbyt mocno enkoder regulacji obciążenia czego skutkiem było obciążenie przetwornicy prądem ponad 7A przez kilka sekund co spowodowało jej uszkodzenie. Nie towarzyszyły temu żadne efekty specjalne, po prostu niebieska dioda LED umieszczona na płytce przetwornicy zgasła. W stanie jałowym maksymalne napięcie na wyjściu po uszkodzeniu to ok 1,5V ale po przyłożeniu obciążenia napięcia na wyjściu znika. Uszkodzeniu uległ układ XL4005 oraz dioda Schottky`ego.
    Jako że pomiarów miało być więcej postanowiłem zakupić kolejna przetwornicę i powtórzyć niedokończony pomiar przy napięciu wejściowym 24V i napięciu wyjściowym 5V oraz również wykonać pomiary dla innych napięć. Druga przetwornica została zakupiona u innego sprzedawcy.
    Tutaj wyniki powtórzonego pomiaru dla nowej przetwornicy - 24V/5V:
    Opis przetwornicy step down opartej na XL4005
    Pomiarów nie udało się dokończyć. Jak widać przy obciążeniu 3,6A po kilkunastu sekundach zaskwierczało, zasyczało i pojawił się dym w nieprzyjemnym zapachem palonej elektroniki.
    Efekt tego można obejrzeć na tym zdjęciu:
    Opis przetwornicy step down opartej na XL4005
    W układzie XL4005 pojawiła się dziura, została również uszkodzona dioda Schottky`ego jak w poprzedniej przetwornicy w wyniku zbyt dużego obciążenia.
    Obie przetwornice były badane dokładnie tym samem sprzętem i przy tych samych napięciach a jednak między tymi dwoma egzemplarzami można zauważyć różnicę w sprawności choć na pierwszy rzut oka wyglądają one identcznie.
    Poniżej porównanie sprawności tych przetwornicy dla napięć 24/5VDC:
    Opis przetwornicy step down opartej na XL4005
    Seria 1 - pierwsza przetwornica uszkodzona zbyt dużym obciążeniem, seria 2 - druga przetwornica gdzie przy 3,5A powstała dziura w układzie.
    Mimo wbudowanych zabezpieczeń najwyraźniej żadne z nich nie zadziałało.
    Podczas tych badań temperatura nie przekroczyła 40°C.

    Pierwszą przetwornicę uszkodziłem samemu obciążając ją zbyt mocno co pokazało brak zadziałania zabezpieczenia przeciążeniowego, druga uszkodziła się sama z siebie przy obciążeniu ok 70% gdzie temperatura układu nie przekraczała 40°C.
    Nie wiem czy trafiłem na jakiś felerny egzemplarz czy to jakieś nieudolne podróbki.
    Może trafi się ktoś kto posiada takową przetwornicę i napisze swoje doświadczenia z jej użytkowania.

    Poniżej linki do opisów dwóch innych przetwornic obniżających napięcie DC-DC na układzie LM2596 gdzie jedna posiada wbudowany woltomierz do pomiaru napięcia wejściowego i wyjściowego.
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic3420289.html#16966161
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=16964656#16964656
    Poniżej wykres sprawności dla napięcia wejściowego 24VDC, wyjściowego 5VDC dla przetwornicy opartej na układzie LM2596, przetwornicy na LM2596 + wbudowany pomiar napięcia wejściowego i wyjściowego oraz dwóch badanych w tym artykule przetwornic na układzie XL4005:
    Opis przetwornicy step down opartej na XL4005
    Można z tego łatwo zauważyć że najlepszą sprawność osiągają przetwornice oparte na XL4005.

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
    O autorze
    grala1
    Specjalista grupy V.A.G.
    Offline 
  • #2
    zbyrek
    Poziom 23  
    Z tymi chińskimi przetwornicami jest jeden zasadniczy problem, sieją jak głupie, bez problemu zakłócenia przez nie generowane dochodzą do pasma radia FM :roll:
  • #3
    gulson
    Administrator Systemowy
    Użytkownik grala1 bardzo mi pomaga testując moduły elektroniczne. Jak tylko się dowiedziałem, że spaliła mu się jego przetwornica podczas trwania testów, od razu przesłałem nową. Okazało się, że druga też się uszkodziła. Nie wiem czy by radiator pomógł, proponuję jednak unikać tego modułu, jeśli Wasz układ jest trochę bardziej prądożerny. A ludzie to kupują w tysiącach sztuk. Testy grala1 nie są zamówione przed producentów, sam je testuje i sami kupujemy moduły, stąd nie boimy się napisać prawdy. Ciekawe, jakby wypadł test zakłóceń po pasmach.

    Jeśli ktoś byłby zainteresowany podobnym recenzjami, masz trochę sprzętu pomiarowego i lekkie pióro, to zapraszam.
  • #4
    Arek_v1
    Poziom 14  
    Na większości aukcji w pl na których były takie przetwornice jest napisane żeby użycz radiatora, więc coś w tym musi być :P
  • #5
    prosiak_wej
    Poziom 30  
    Skoro kol. @grala1 testuje moduły, to może zaproponuję przetwornice DPS.

    Pod koniec listopada 2017 roku kupiłem DPS5005 w sklepie GoTronik, w ogóle nie regulowała napięcia, w stanie jałowym, "wyłączonym" wynosiło ono ok. 5V. Została wysłana reklamacja. Pod koniec grudnia dostałem nową (rzekomo naprawiono tamtą wysłaną) - działała. Całe trzy dni. Podczas pomiaru diody LED się zresetowała, po czym zgasła na wieczność. Jeszcze w 2017 roku wysłałem reklamację. Jakiś tydzień temu, po upomnieniu się o nowy egzemplarz (minęło ustawowe 14 dni kalendarzowych, żadnej informacji od GoTronik) dostałem paczkę z "nową" przetwornicą. Po podłączeniu okazało się, że działa identycznie jak ta pierwsza, z listopada. Trzeci raz wysłałem reklamację z żądaniem zwrotu pieniędzy.

    Nie wiem, czy te przetwornice są wadliwe, czy firma GoTronik ma takie brzydkie praktyki, że wysyła używane, rzekomo naprawione egzemplarze? Obecnie na Allegro tylko oni sprzedają te moduły, więc nie ma od kogo innego kupić. A może przetwornice te są jednak całkiem dobre i mało awaryjne, a ja miałem pecha kupić ją w złym sklepie i miałem kupić bezpośrednio z Chin? Zapłaciłbym mniej, a ostatecznie działający zasilacz miałbym szybciej (bo od końca listopada 2017 mam tylko bazę - zasilacz Eltek 50V ustawiony na 53V).

    Dodano po 55 [sekundy]:

    Arek_v1 napisał:
    Na większości aukcji w pl na których były takie przetwornice jest napisane żeby użycz radiatora, więc coś w tym musi być :P


    Dziwne, że temperatura 40° zabija układ, tzn. wyzwala z niego magiczny dym ;)
  • #6
    gulson
    Administrator Systemowy
    Arek_v1 napisał:
    Na większości aukcji w pl na których były takie przetwornice jest napisane żeby użycz radiatora, więc coś w tym musi być :P

    Nie zdążyłoby odprowadzić ciepło przy skokowym wzroście zapotrzebowania na prąd. Poza tym grala1 obserwował temperaturę. Powinno zadziałać zabezpieczenie, które nie zadziałało. I nawet nie doszło do skrajnych warunków.

    Dodano po 2 [minuty]:
    prosiak_wej napisał:
    Pod koniec listopada 2017 roku kupiłem DPS5005 w sklepie GoTronik

    To interesujący pomysł. Troszkę chyba więcej kosztuje, nie każdy też może sobie pozwolić na zakup. Na początku zajmujemy się tym, co jest kupowane w tysiącach sztuk. Jednak również będą testowane droższe moduły a w przyszłości także same urządzenia pomiarowe.
  • #8
    BOOM i ZONK
    Poziom 20  
    Uważam, że dioda(SS54) tam zastosowana powoduje "upalenie" wewnętrznego MOSFET'a, zwłaszcza w przypadku gdy dojdzie do jej zwarcia. Datasheet zaleca stosowanie diody o średnim prądzie przewodzenia na poziomie 10A a nie jak w przypadku SS54 tylko 5A. Oczywiście mogę niemieć racji...
  • #9
    Użytkownik usunął konto
    Użytkownik usunął konto  
  • #10
    jnk0le
    Poziom 18  
    Co do tej odporności na zwarcia, to już mi się udało zrobić z jednego LM'a dzielnik rezystancyjny (~10Ω).
  • #11
    TechEkspert
    Redaktor
    Czy odbiornik DVB-T USB na RTL2832U z alternatywnym opgrogramowaniem nadawałby się do oszacowania poziomu zakłóceń emitowanych przez przetwornicę?
  • #12
    barti10
    Poziom 13  
    Kolega prosiak_wej miał pecha z tą przetwornicą ponieważ są naprawdę porządnie zrobione. Mam zasilacz warsztatowy zbudowany na module DPS 5015 i działa świetnie. Kupiłem bezpośrednio od chinczyka i w podobnej kwocie sam takiego bym nie zbudował. Moduły są zwarte ,bardzo czysty montaż głównie SMD , ktoś trochę posiedział przy projekcie. W necie jest sporo filmików jak ludzie katują je na różne sposoby i to mnie skłoniło do zakupu.
  • #13
    Użytkownik usunął konto
    Użytkownik usunął konto  
  • #14
    prosiak_wej
    Poziom 30  
    Kol. @barti10 - jakie napięcie z zasilacza podałeś na przetwornicę? Nieco ponad 50V, aby uzyskać 50V na wyjściu, czy powiedzmy 48V i przetwornica ograniczona do 45v?
  • #15
    tomus2k
    Poziom 24  
    XL4015 stosuje i ma się całkiem dobrze....

    Za to faktycznie XL4005 ma jakiś problem i lubi iść z dymem
  • #16
    eurotips
    Poziom 36  
    Problem mają ci którzy z modułu 3A max chcą wycisnąć 5A.
    XL4015 padł mi jeden w module 6A z ograniczeniem prądu, zamieniłem go na mocniejszy XL4012 co nie oznacza że mogę teraz brać większy prąd, bo dławik został ten sam o czym wielu nie pamięta lub nie chce pamiętać.
    Ten ze zdjęcia z pierwszego postu żadnego ograniczenia wbudowanego nie ma, nie ma nawet żadnego opornika pomiarowego na którym ten prąd można byłoby zmierzyć.
  • #17
    Użytkownik usunął konto
    Użytkownik usunął konto  
  • #18
    kkknc
    Poziom 43  
  • #19
    rafalekrav40
    Poziom 10  
    kkknc napisał:
    Czekam na partię XL 4015. Więc mogę potestować jak dotrą.


    To ja czekam na testy. Pozdro:)
  • #20
    eurotips
    Poziom 36  
    A ja czekam na pomysł jak uzyskać w miarę liniową regulację napięcia wyjściowego przetwornicy na XL4015. Na płytce siedzi 10-obrotowa peerka którą wylutowałem i eksperymentuję z potencjometrami zamiennie. Wychodzi mi taki potworek logarytmiczno-liniowo-wykładniczy i nijak nie potrafię tego przeskoczyć. Widziałem już zasilacze gdzie potencjometry na jednej ośce były sprzężone, miały różne wartości i charakterystyki np w zasilaczu liniowym SAKO.
  • #21
    mariomario
    Poziom 18  
    Bardzo fajna inicjatywa z testowaniem tych tanich modułów z chin, z chęcią bym zobaczył i sam też w miarę możliwości dodawał testy różnych modułów z chin (niekoniecznie samych tylko przetwornic). Taki katalog + testy wszystkich dostępnych modułów + dokładne opisy + ewentualne możliwe usterki/uwagi
  • #22
    Jawi_P
    Poziom 34  
    Ja z tych modułów, gotowych korzystałem już nie raz. Na kilka sztuk padł jeden moduł.
    Padł nie od obciążenia dużego, bo z wyjścia więcej jak 07-08A nigdy nie było brane, podejrzewam, że od jakiejś szpilki na wejściu, choć dałem transila 30V. Wiem, że transile miewają takie rozrzut, że...
    Albo sam z siebie?

    Piszecie, że czekacie na te układy, tzn. nie moduły tylko same scalaki? Można to gdzieś kupić? Kiedyś (ze 2-3 lata, może więcej) szukałem, to tylko moduły były u Chińczyków dostępne.
  • #23
    barti10
    Poziom 13  
    Kolego prosiak_wej mój zasilacz powstał z "przydasi" i nie miałem takiego trafa aby wykorzystać pełen zakres regulacji. Przetwornice zasilam 36v DC a zakres regulacji ograniczyłem sobie do 30v . Sam producent zaleca kilka voltów różnicy we-wy.
  • #24
    Użytkownik usunął konto
    Użytkownik usunął konto  
  • #25
    mkpl
    Poziom 37  
    Trzeba by głębiej przyjrzeć się tym przetwornicom.

    Wielokrotnie stosowałem przetwornice na LM2596. W zasadzie XL4005 to trochę mocniejszy klon oryginału. Generalnie moduły sprawowały się ok. Ich prąd maksymalny wyspecyfikowano na 3A lecz przy tej wartości kondensatory wyjściowe już się mocno grzały (przy poborze ciągłym). To samo dotyczy diody.


    Układ wymagał też dodatkowego filtru LC na wyjściu. Ostatecznie zmieniłem kondensatory na samyoung NXH (podejdą też Jamicon TB) dalej dławik 15 ~ 25uH i kondensator 100uF + 100nF. Przetwornica zaczęła pracować czysto (małe tętnienia ac na wyjściu).

    Natomiast w tych modułach XL4005 to się chyba "majfrendowi" coś pomieszało. Te samo PCB a oni wyciskają z niego 5A przy tej samej sprawności. To się musi palić chyba, że sprawność osiągnie ponad 90 kilka %.

    Generalnie słabe punkty jakie widzę:
    - Mała powierzchnia chłodzenia układu XL4005
    - Mała powierzchnia (brak) chłodzenia diody ss54 (ona też oddaje ciepło)
    - Dławik nieoptymalnie dobrany do zakresu napięcia pracy (polecam na wzór pooglądać kartę katalogową LM2576 lub 96)
    - Kondensatory wejściowe i wyjściowe nie mają szans znieść tak dużego prądu tętnień (nie są przystosowane do pracy impulsowej, oraz są na mniejszy prąd).
    - Nieoptymalnie dobrany dławik. Jego zmiana znacznie poprawi sprawność.
    - Brak filtru LC
    - Brak gałęzi dynamiki.

    Możliwe przyczyny uszkodzenia:
    - Przegrzanie diody SS54, która poszła na zwarcie.
    - Nasycenie dławika wyjściowego.

    Ktoś pytał o nieliniowość regulacji napięcia. Taka nieliniowość w takim układzie zawsze wystąpi. To wynika z fizycznego połączenia potencjometru w szereg z rezystorem. Da się to zmienić ale czy będzie lepiej nie wiem.


    Jeszcze jedna rada. Dla tych 5A warto delikatnie podnieść dławik i potencjometr (aby wyprowadzenia nie wystawały z drugiej strony pcb) i przez kawałek sylikonu termoprzewodzącego przykręcić moduł do kawałka blachy aluminiowej.

    Dla delikatnych układów np jeśli ma być to ładowarka trzeba zbudować crowbar, który odłączy ładowarkę szybciej niż uszkodzi się np ładowany telefon.

    Gdyby ktoś chciał mogę taki układ przebadać i dostosować do wymaganego zakresu napięć.
    Pozdrawiam
  • #26
    yogi009
    Poziom 42  
    mkpl napisał:
    Układ wymagał też dodatkowego filtru LC na wyjściu. Ostatecznie zmieniłem kondensatory na samyoung NXH (podejdą też Jamicon TB) dalej dławik 15 ~ 25uH i kondensator 100uF + 100nF. Przetwornica zaczęła pracować czysto (małe tętnienia ac na wyjściu).


    Możesz to pokazać na schemacie? Myślę, że przyda się potomnym w takim wątku.
  • #27
    kkknc
    Poziom 43  
    Zdaję się że gdzieś tak przetwornica się u mnie poniewiera. Miała być do zasilania telefonów, ale strasznie przysiadła przy obciążeniu.

    Dodano po 8 [godziny] 16 [minuty]:

    Xl 4015E1
    Obciążenie jak na zdjęciu.
    Najszybciej ciepła robi się dioda D1, wręcz nawet gorąca. Potem dławik i sam układ.
    Opis przetwornicy step down opartej na XL4005Opis przetwornicy step down opartej na XL4005
    Trzeba by zrobić test długotrwały i dać większe obciążenie.
  • #28
    tomus2k
    Poziom 24  
    kkknc napisał:

    Xl 4015E1
    Obciążenie jak na zdjęciu.
    Najszybciej ciepła robi się dioda D1, wręcz nawet gorąca. Potem dławik i sam układ.
    Trzeba by zrobić test długotrwały i dać większe obciążenie.

    Mówiłem że X4015 daje radę.
    A na długotrwałe testy polecam płytkę wyposażyć w radiator :D
  • #29
    Użytkownik usunął konto
    Użytkownik usunął konto  
  • #30
    yogi009
    Poziom 42  
    Jak zwykle przy takich przetwornicach, poprosiłbym o dołączenie do testu oscylogramów pokazujących, gdzie i jak ten układ "sieje".