XL4015 通过 CV/CC 控制改进了直流模块

XL4015 DC-DC 降压转换器模块的供应商和最终用户现在有了改进的版本。在之前的博客中，我对 XL4015 DC-DC 降压转换器模块进行了深入分析。我最近收到了同一模块的改进版本。我是从中国的在线卖家那里购买的。我在一个新的实验中立即尝试了它

这一次，该模块具有板载恒压 (CV) 和恒流 (CC) 控制功能，可用于通用、电源和电池充电器应用。这是卖家发布的模块的快速规格图

这是我的带有 CV/CC 控制的 XL4015 DC 模块的改进版本的照片。

该版本增强了两个多匝微调器，用于调节输出电压和输出电流，除了输入和输出螺钉端子连接器。此外，还有三个 LED 指示灯——靠近输入连接器的第一个是恒流 (cc) 指示灯，而接下来的两个 LED 主要用于电池充电应用（电池充电和电池充满指示灯）。但是，当用作通用电源时，电池充电指示灯 LED 将用作“加载”信号器。

当电压调节（V-ADJ）微调器顺时针缓慢转动时，输出电压逐渐升高，逆时针转动，输出电压降低。同样，顺时针转动电流调节 (I-ADJ) 微调电位器会增加电流限制，而逆时针转动会降低电流限制。建议先调整电压电平，再调整电流电平（这是一个微调过程，稍后会详细讨论）。

接下来是对模块的彻底检查。我包括这个会议是为了分享有关我认为可能对人们有用的背景电子设备的信息。让拆解开始吧！

不用说，模块的核心是来自 XLSEMI 的 XL4015 芯片（www.xlsemi.com) 是一款 180 KHz 固定频率 PWM 降压 (buck) DC/DC 转换器，能够驱动 5A 负载，具有高效率、低纹波和出色的线路和负载调节能力。根据其数据表（Rev 1.5），PWM 控制电路可以从 0 到 100% 线性调整占空比。内置过流保护功能，当发生短路时，工作频率会降低到48KHz。下面可以看到XL4015（XL4015E1）的功能框图。

设计的核心仅遵循典型应用示例（见下文）。一个例外是此模块中未使用推荐的 1uF 旁路电容器 (C1)，但 PCB 中已经提供了相关规定。

其余电子器件包括一个 78L05 固定稳压器、一个 TL431 精密并联稳压器和一个 LM358 运算放大器。起初我没有在我的模块中看到 78L05 芯片，因为它位于扁平环形磁芯电感器下方。

您可能猜对了，这三个“剩余”芯片包含在这个修改后的 XL4015 模块中，用于电流控制功能。如果你把模块翻过来，你会在 PCB 的底部找到一个 0.05Ω (R050) 的电流感应电阻。

接下来是采用的 XL4015 CV/CC 模块原理图。这是一个非常基本的示意图，因为有无数令人眼花缭乱的复制和修改——毫不奇怪，这只是中国常见的商业惯例！

该模块的整体设计确实是一个非常整洁和巧妙的工作。坦率地说，基于 LM358 的电流控制部分的简单设计理念给我留下了深刻的印象，因为这个版本还包括一个 TL431 并联稳压器。在以前的版本中，我发现板载没有 TL431 芯片，但同样的稳压 5VDC（由一个 LM317 芯片输出）也用于参考电压（参见下一个示意图）。原则上，TL431/TS431提供比78L05更稳定的基准！

无论如何，除非您知道如何正确运行它，否则使用此模块毫无意义。让我展示一下我值得信赖的海外供应商建议的（被认为是正确的）方式。假设您想在 9VDC 输出下获得 1A 电流。给模块加电并在输出连接器上连接一个数字万用表（拨到适当的直流电压范围），并调整 V-ADJ 微调电位器以获得 9.0VDC 读数。然后，将万用表置于合适的电流范围内，调整 I-ADJ 微调电位器，得到 1.0A 读数。最后，取下数字万用表，给负载接线，然后运行它。值得注意的是，调整一个微调器可能会稍微影响另一个微调器的设置——这不是什么大问题，顺其自然吧！

为了快速测试，我使用该模块通过 2A/12VDC 实验室电源驱动一个 10W 白光 LED。又酷又简单！

一切都有一个宽容。查看当我的 DSO 在 XL4015 的引脚 3 处探测时拍摄的波形图。开关频率 (Fosc) 约为 190kHz。根据数据表，这在 144-216kHz 范围内（典型值为 180kHz）。输出纹波为 18mV。一点也不差！

关于 XL4015 的 TTL 关断功能，逻辑电平关断功能可用于带有小信号二极管或标准 LED 的典型系统应用。当 TTL 高电压高于 3.3V（以地为基准，低于 VIN）时，转换器将关闭，当 TTL 低电压低于 0.8V（以地为基准）时，转换器将开启。正如预期的那样，这里介绍的 XL4015 非隔离恒压和恒流模块巧妙地利用了此功能。

在我的实验中，我偶然发现了另一个类似的 (5A) XL4015 CV/CC 模块设计，其电路略有修改。请参见下图中突出显示的两个电阻器。

总而言之，如果没有用户手册和模块的确切示意图，我们只能猜测。但是，我对这个模块很满意。它可能最适合需要恒定电压或恒定电流的业余项目，其中一点漂移不会造成麻烦。在线店面充斥着这些花费很少的小模块，当它们按承诺播放时，它们非常有用。我有点担心这个模块也可以用作锂离子电池充电器的令人印象深刻的说法，因为我担心如果输入电压被切断，输出端连接的电池会通过电子设备放电并可能会损坏它.

我在各种输入/输出电压和负载条件下测试了模块并评估了它的效率。最后，我选择将评估报告包含在即将发布的博客文章中。是的，我已经在一个小型太阳能信标灯项目中尝试过其中一个模块。到目前为止，我还没有遇到任何问题。现在我正在记录那个自己动手的项目，所以你可以在几周内在这里看到这篇文章。

审核编辑 黄昊宇