Módulo de alimentación DCDC no síncrono Buck-Boost LM25118, entrada 4,5-35 V, salida ajustable 1,23-31 V, corriente máxima 8 A, eficiencia hasta 92 %, frecuencia de conmutación 400 kHz.
LM25118 es un controlador buck/boost no síncrono de modo de corriente con rango de entrada de 3-42 V.
El trabajo de entrenamiento para la competencia eléctrica de la universidad pedía un módulo de alimentación con entrada 5 V, salida 1,8-24 V y corriente máxima 2 A, así que diseñé un módulo basado en el LM25118, circuito Buck-Boost no síncrono.
En el circuito real cambié el MOSFET por el NCE6050KA, porque con 5 V de entrada el PWM generado por el LM25118 solo alcanza 3,8 V, mientras que el NCE7560K del esquema necesita 4 V para saturarse; así que con el NCE7560K el MOSFET quedaba en zona lineal y la salida fallaba. El NCE6050KA satura con 3 V.
También sustituí el inductor por uno de 6,8 µH. Además, en la foto de la placa el pin 2 (UVLO) del LM25118 quedó sin conectar al trazar el esquema, así que tuve que soldar un cable volador; el PCB y el esquema ya están corregidos.
Si necesitas mayor tensión de entrada/salida, cambia los condensadores de filtro por otros de mayor tensión nominal y ajusta los valores de las resistencias de realimentación R9 y R10; la fórmula está en el datasheet del chip.
Los archivos de esquema y PCB están al final del artículo o puedes verlos en la plataforma LCSC Open Source.
Enlace LCSC Open Source: https://url.zeruns.com/nAPDy
Datasheet del LM25118: https://url.zeruns.com/j2PjZ
- Módulo DCDC síncrono ajustable SY8205 (esquema y PCB): https://blog.zeruns.com/archives/717.html
- Problema de la competencia nacional 2011: sistema de alimentación con módulos de fuente conmutada en paralelo: https://blog.zeruns.com/archives/718.html
Fotos reales
Introducción al LM25118
El LM25118 es un controlador de regulador conmutado buck/boost de amplio rango que integra todo lo necesario para crear un regulador buck/boost de alto rendimiento y bajo coste con el mínimo de componentes externos. La topología buck/boost mantiene la salida regulada tanto cuando la entrada es menor como cuando es mayor que la salida, por lo que es ideal para aplicaciones automotrices. Cuando la entrada es suficientemente superior a la salida el LM25118 funciona como buck y va pasando suavemente al modo buck/boost a medida que ambas tensiones se igualan. Este método dual mantiene la regulación en todo el rango de entrada, ofrece la máxima eficiencia en modo buck y transiciones sin glitches en la salida. Incluye drivers para el MOSFET high-side (buck) y low-side (boost). El método de control es modo de corriente con rampa de corriente emulada, lo que reduce la sensibilidad al ruido y permite manejar pequeños ciclos de trabajo típicos de aplicaciones de alta tensión. Protecciones: limitación de corriente, apagado por temperatura y pin de habilitación. Disponible en encapsulado HTSSOP-20 con pad térmico expuesto.
Dónde comprar los componentes
- Resistencias 0805 (kit de muestras): https://u.jd.com/DzK9k0O
- Condensadores 0805 (kit de muestras): https://s.click.taobao.com/cTZzzDu
- Chip LM25118: https://s.click.taobao.com/4FauRDu
- NCE6050KA: https://s.click.taobao.com/YgFKpDu
- SBDD2045CT: https://s.click.taobao.com/Le4KpDu
- Bornier KF7.62: https://s.click.taobao.com/txVJpDu
Recomiendo comprar en LCSC; enlace de registro con descuento: https://activity.szlcsc.com/invite/D03E5B9CEAAE70A4.html
Todos los componentes de la placa están disponibles en LCSC; en el enlace del proyecto puedes importar el BOM directamente al carrito con un clic.
Datos de prueba
Prueba con carga
Entrada 12 V, salida 31 V sin carga: corriente 0,019 A, potencia 0,22 W.
| V entrada | I entrada | P entrada | V salida | I salida | P salida | Efic. |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 15,01 V | 4,56 A | 68,45 W | 12,06 V | 5 A | 60,3 W | 88 % |
| 6,51 V | 5,15 A | 33,53 W | 12,11 V | 2 A | 24,22 W | 72,2 % |
| 6,01 V | 3,95 A | 23,74 W | 1,81 V | 8 A | 14,48 W | 61 % |
| 6,51 V | 3,86 A | 25,14 W | 1,99 V | 8 A | 15,91 W | 63,3 % |
| 7,01 V | 4,32 A | 30,28 W | 23,89 V | 1 A | 23,89 W | 78,9 % |
| 11,99 V | 2,19 A | 26,26 W | 23,13 V | 1 A | 23,13 W | 88,1 % |
| 24,01 V | 1,62 A | 38,9 W | 12,03 V | 3 A | 36,09 W | 92,8 % |
| 24,01 V | 2,72 A | 65,31 W | 12,03 V | 5 A | 60,15 W | 92,1 % |
| 12 V | 4,35 A | 52,2 W | 30,38 V | 1,5 A | 45,57 W | 87,3 % |
| 7,99 V | 5,05 A | 40,35 W | 12,05 V | 2,5 A | 30,13 W | 74,7 % |
Prueba de rizado
Entrada 12 V, salida 5 V sin carga: rizado 8 mV pp.
Entrada 12 V, salida 5 V 2 A: rizado 15 mV pp.
Entrada 6 V, salida 12 V 1,5 A: rizado 230 mV pp.
Entrada 12 V, salida 23 V 1 A: rizado 300 mV pp.
Entrada 12 V, salida 24 V sin carga: rizado 34 mV pp.
Salida 12 V 2 A (entrada no anotada): rizado 25 mV pp.
Esquemático
PCB
Capa superior:
Capa inferior:
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