Mô-đun nguồn DCDC tự động tăng giảm áp LM25118 điều chỉnh được

Thực hành Dự án Thiết kế Tốt nghiệp & Thiết kế Khoá Học
, , ,
1

Mô-đun nguồn điện DCDC Buck-Boost không đồng bộ LM25118, điện áp vào 4,5–35 V, điện áp ra 1,23–31 V điều chỉnh được, dòng ra tối đa 8 A, hiệu suất cao nhất 92 %, tần số chuyển mạch 400 kHz.

LM25118 là bộ điều khiển Buck/Boost không đồng bộ kiểm soát dòng, làm việc với điện áp vào rộng 3–42 V.

Bài tập huấn luyện cho cuộc thi điện tử của trường yêu cầu thiết kế mô-đun nguồn 5 V vào, 1,8–24 V ra, dòng tối đa 2 A, nên mình làm mô-đun dùng LM25118, mạch Buck-Boost không đồng bộ.

Trong mạch thực tế, mình thay MOSFET thành NCE6050KA vì khi vào 5 V, xung PWM do LM25118 tạo ra chỉ đạt 3,8 V, trong khi điện áp mở hoàn toàn của NCE7560K trong sơ đồ nguyên lý là 4 V. Dùng NCE7560K khiến MOSFET làm việc ở vùng tuyến tính, điện áp ra bất thường, nên mình đổi sang NCE6050KA có điện áp mở hoàn toàn 3 V.

Cuộn cảm cũng được thay thành 6,8 µH. Ngoài ra, chân 2 (UVLO) của IC LM2512518 trong ảnh thực tế dưới đây bị thiếu nối khi vẽ sơ đồ, nên mình đấu nối bằng dây cầu; sơ đồ nguyên lý và file PCB bên dưới đã sửa.

Nếu cần điện áp vào/ra cao hơn, bạn chỉ việc thay tụ lọc có định mức áp cao hơn và điều chỉnh giá trị điện trở phản hồi R9, R10 theo công thức trong datasheet.

Sơ đồ nguyên lý và file PCB ở cuối bài, hoặc xem trực tiếp tại nền tảng mở Lichuang.

Link Lichuang mở nguồn: https://url.zeruns.com/nAPDy

Link tải datasheet LM25118: https://url.zeruns.com/j2PjZ

Ảnh thực tế

5916×3944 1.36 MB

5916×3944 1.47 MB

Giới thiệu LM25118

LM25118 – bộ điều khiển nguồn chuyển mạch Buck/Buck-Boost dải điện áp rộng – chứa mọi khối cần thiết để xây dựng bộ nguồn Buck-Boost hiệu suất cao, chi phí thấp với ít linh kiện ngoài. Cấu trúc Buck-Boost duy trì điện áp ra ổn định khi điện áp vào thấp hơn hoặc cao hơn điện áp ra, rất thích hợp cho ứng dụng ô-tô. Khi vào đủ cao so với ra, LM25118 hoạt động ở chế độ Buck, rồi tự động chuyển sang chế độ Buck-Boost khi hai mức áp xấp xỉ nhau. Cách làm hai chế độ này duy trì điều hòa trên dải vào rộng, đạt hiệu suất tối ưu ở chế độ Buck, đồng thời đảm bảo ra không bị giật khi chuyển mạng. Bộ điều khiển dễ dùng, tích hợp trình điều khiển cho MOSFET Buck phía cao và MOSFET Boost phía thấp. Phương pháp điều khiển dựa trên kiểm soát dòng kiểu dòng điện với độ dốc dòng mô phỏng, giúp giảm nhạy nhiễu với nhiễu xung PWM, điều khiển đáng tin cậy tỷ số xung nhỏ trong ứng dụng áp vào cao. Các tính năng bảo vệ khác gồm giới hạn dòng, ngắt nhiệt và đầu vào ENABLE. IC được đóng trong vỏ HTSSOP-20 chân, có pad tản nhiệt dưới đáy.

1036×1225 333 KB

Link mua linh kiện

Khuyên mua linh kiện tại Lichuang Mall – link đăng ký ưu đãi: https://activity.szlcsc.com/invite/D03E5B9CEAAE70A4.html

Tất cả linh kiện trên mạch đều có sẵn tại Lichuang Mall; trong link mở nguồn, bấm “Ngay lập tức đưa vào giỏ Lichuang Mall” trong bảng BOM để nhập tất cả linh kiện cần thiết vào giỏ hàng.

Dữ liệu đo thực tế

Thử tải đầu ra

Vào 12 V, ra 31 V không tải: dòng không tải 0,019 A, công suất không tải 0,22 W.

Vào (V) I vào (A) P vào (W) Ra (V) I ra (A) P ra (W) Hiệu suất
15,01 4,56 68,45 12,06 5 60,3 88 %
6,51 5,15 33,53 12,11 2 24,22 72,2 %
6,01 3,95 23,74 1,81 8 14,48 61 %
6,51 3,86 25,14 1,99 8 15,91 63,3 %
7,01 4,32 30,28 23,89 1 23,89 78,9 %
11,99 2,19 26,26 23,13 1 23,13 88,1 %
24,01 1,62 38,9 12,03 3 36,09 92,8 %
24,01 2,72 65,31 12,03 5 60,15 92,1 %
12 4,35 52,2 30,38 1,5 45,57 87,3 %
7,99 5,05 40,35 12,05 2,5 30,13 74,7 %

3686×2765 1.32 MB

4867×3312 2.3 MB

Thử độ gợn sóng

Vào 12 V, ra 5 V không tải: đỉnh-gợn ≈ 8 mV.

2764×3686 1.29 MB

Vào 12 V, ra 5 V 2 A: đỉnh-gợn ≈ 15 mV.

3686×2765 1.43 MB

Vào 6 V, ra 12 V 1,5 A: đỉnh-gợn ≈ 230 mV.

3686×2765 1.33 MB

Vào 12 V, ra 23 V 1 A: đỉnh-gợn ≈ 300 mV.

3686×2765 1.39 MB

Vào 12 V, ra 24 V không tải: đỉnh-gợn ≈ 34 mV.

3686×2765 1.36 MB

Ra 12 V 2 A (quên ghi điện áp vào): đỉnh-gợn ≈ 25 mV.

4867×3312 2.02 MB

Sơ đồ nguyên lý

1170×825 83.2 KB

File PCB

Lớp trên:

1857×1223 630 KB

Lớp dưới:

1915×1246 453 KB

Một số dự án mở nguồn khác