Ken77 的家: 1月 2021

前一篇說明模組必須改善ripple狀況,電壓輸出範圍和增加保護電路,

以下列出要修改和增加的電路

1. 調整XL6009回授電阻更改設定電壓的min 和max範圍.

2. 輸出端增加LC濾波，降低輸出電壓ripple noise.

3. 增加保險絲,TVS零件在輸出端.

回授電阻調整輸出電壓範圍

我的模組Vi是接12V, 模組的回授對地電阻是1.3KΩ , 依照公式計算VR(可變電阻)要轉到11.18KΩ以上才會有電壓輸出12V=1.25(1+VR/1.3K) , VR=11.18KΩ,也就是說可變電阻轉在0Ω~11.18KΩ時模組輸出是Vi-Vf(二極體順向偏壓), 另外由demo circuit可以看到Vi和Vo壓差設計是≧2.5V,所以模組設定輸出電壓設≧14.5V.

模組設定輸出最大電壓在24V時依照計算VR值為: 24V=1.25(1+VR/1.3K) , VR=23.66KΩ,

依照以上設計我的VR改用10Kohm加串14KΩ,可以控制模組電壓輸出範圍為14.7V~24.33V.

以下是模組修改方式:

拆掉可變電阻,切斷棕色圈內電路.

下圖棕色PAD焊上14KΩ,紫色焊上28AWG cables到10KΩ可變電阻.

下圖是可變電阻分別向左和向右轉到底時測試最小/最大電壓.

增加LC濾波降低輸出電壓ripple noise

修改內容:

1. 在模組電壓輸出加LC

2. XL6009的回授改接到負載電容330uF

3. 額外加2個10KΩ假負載維持XL6009在工作狀態.

模組修改方式:

下圖沒有經過計算是直接測試出來的電路,各位如想用算的可以參考其他分享文

如:LC濾波電路原理及設計詳解

圖中電感可以找coil Inductor DIP, 單心漆包線的線徑1mm左右,可以找不要的電路板拆下改裝

或自己用26AWG電線撓2圈在 Ferrite core,如下圖DIY亂撓2圈在不同core測試,最後選擇厚的那顆效果比較好.

用0.3mm 漆包線將回授改接到負載電容330uF的V+

接著測量空載時電壓輸出ripple+noise如下表

下表是輸出沒有上10K電阻,和之前測量已有改善但還是有一些紅值.

Vi	Vo	Vpp (Min)	Vpp (Avg)	Vpp (Max)
5V	15V	32mV	33mV	34mV
5V	25V	194mV	197mV	222mV
12V	15V	29.6mV	31.3mV	33.6mV
12V	20V	192mV	194mV	196mV
12V	25V	372mV	373mV	376mV

ripple noise很大是IC為了降低損耗而在輕載時進入turn off mode,可由ripple的頻率和測量SW的波形判斷是否在turn off mode.

如下測量位置

測量波形

為了穩定在輕載時的工作電壓,處理方式是加上假負載10K增加輸出電流.

下表是輸出上1個10K電阻改善很多,但有紅色值要再改一下.

Vi	Vo	Vpp (Min)	Vpp (Avg)	Vpp (Max)
5V	15V	13.6mV	14.7mV	16mV
5V	24.74V	254mV	257mV	258mV
12V	15V	34.4mV	35.3mV	36.8mV
12V	20V	13.6mV	13.9mV	14.4mV
12V	24.98V	15.2mV	15.6mV	16mV

最後在輸出加2個10KΩ負載後XL6009會一直在工作模式.(Vo=15V~24V增加3mA~4.8mA)

輸出加上2個10K改後輕載時波形.

Vi	Vo	Vpp (Min)	Vpp (Avg)	Vpp (Max)
5V	24.74V	12.8mV	14.5mV	16.8mV

接下來做負載測試看看模組的穩定性和了解效率狀況,過程中模組會發熱必須加散熱片和風扇.

輸出增加1A負載

Vi	輸入電流	Vo	輸出電流	Vpp (Min)	Vpp (Avg)	Vpp (Max)	效率
12V	1.32A	15V	1A	46.4mV	53.1mV	58.4mV	94.7%
12V	1.8A	20V	1A	71.2mV	71.9mV	72.8mV	92.6%
12V	2.18A	24V	1A	90mV	94.9mV	104mV	91.74%

輸出增加2A負載

Vi	輸入電流	Vo	輸出電流	Vpp (Min)	Vpp (Avg)	Vpp (Max)	效率
12V	2.8A	15V	2A	132mV	135mV	138mV	89.3%
12V	3.95A	20V	2A	164mV	166mV	170mV	84.38%
12V	4.98A	24V	2A	234mV	243mV	250mV	80.3%