构建一个简单的升降压稳压器并在面包板上对其进行测试

降压-升压稳压器使用两种不同的拓扑结构制成，顾名思义，它由降压和升压拓扑组成。我们已经知道，降压稳压器拓扑提供的输出电压幅度低于输入电压，而升压稳压器拓扑提供的输出电压幅度高于所提供的输入电压。

例如，如果您的设备使用锂电池供电，那么输入电压范围将在 3.6V 到 4.2V 之间。如果这个设备需要两个工作电压3.3V和5V。然后，您需要设计一个升降压稳压器，将锂电池的电压调节为 3.3V 和 5V。因此，在本教程中，我们将学习如何构建一个简单的升降压稳压器并在面包板上对其进行测试，以便于构建。该稳压器设计用于 9V 电池，可提供 3.3V 至 12V 的宽输出电压，最大输出电流为 4A。

所需组件

XL6009

10k 预设

33uH电感 - 2pcs

1n4007 - 2 个

SR160 - 1 个（最大 800mA 输出）

10uH电感

100uF电容

1000uF电容-2个

1uF陶瓷或聚酯薄膜电容器

9V电源（电池或适配器）

面包板

面包板的电线。

XL6009 降压-升压稳压器 IC

构建降压-升压电路的方法有很多，为了本教程，我们将使用著名的 XL6009 DC/DC 转换器 IC。我们之所以选择这款 IC，是因为它易于使用且对初学者友好。您还可以查看有关如何选择开关稳压器 IC的文章，以帮助您为您的开关设计选择其他稳压器。

主要元件是开关稳压器XL6009。XL6009的管脚和规格如下图所示。

金属片在内部与 XL6009 驱动器 ic 的 Switching 引脚相连。引脚说明也在上表中给出。XL6009 IC的重要技术规格如下

特征

5V 至 32V 宽输入电压范围

使用单个反馈引脚进行正或负输出电压编程

电流模式控制提供出色的瞬态响应

1.25V参考可调版本

固定 400KHz 开关频率

最大 4A 开关电流

SW PIN 内置过压保护

出色的线路和负载调节

EN PIN TTL 关断能力

内部优化功率 MOSFET

效率高达 94%

内置频率补偿

内置软启动功能

内置热关断功能

内置限流功能

提供 TO263-5L 封装

上述规格表显示此驱动器 IC 的最小输入电压为 5V，最大为 32 V。此外，由于开关频率为 400 kHz，因此可以使用更小的电感器进行开关相关用途。此外，驱动IC支持最大4A的输出电流，可以很好地覆盖许多高额定电流相关的应用。

使用XL6009的Buck-Boost转换器电路

完整的升降压转换器电路图如下图所示。

对于任何开关稳压器，电感器和电容器是主要部件。电感器和电容器在电路中的位置对于在开关状态下为负载提供所需的功率非常重要。在这种情况下，使用了两个电感器（l1 和 L4），它们将在此开关电路中分别支持降压和升压功能。L1 的 33uH 电感器是负责降压模式操作的电感器，而电感器 L2 用于升压模式电感器。在这里，我使用铁氧体磁芯和漆包铜线缠绕了自己的电感器。如果您不熟悉制作自己的电感器，可以查看这篇关于电感器和电感器线圈设计基础知识的文章开始。构建电感器后，您可以使用 LCD 仪表检查其值，或者如果您没有 LCR 仪表，则可以使用示波器使用谐振频率方法 查找电感器值。

输入电容器 C1 和 C2 用于过滤来自外部电池或电源的瞬变和纹波。电容C3，1uF，100V用于隔离这两个电感。有一个肖特基二极管 SR160，它是一个 60V 的 1 安培二极管，用于将开关频率周期转换为直流电，而电容器 1000uF，35V 是用于过滤二极管输出的滤波电容器。

由于反馈阈值电压为 1.25V，因此可以根据该反馈电压设置分压器来配置实际输出。对于我们的电路，我们使用了一个电位器 （R1） 和一个电阻器 （R2） 来提供反馈电压。

R1 是一个可变电阻，用于设置输出电压。R1 和 R2 形成一个分压器，为驱动器 IC XL6009 提供反馈。10uH电感L4和100uF电容C3用作LC滤波器。

Buck-Boost 转换器的结构和工作

除电感器外，所有组件都应该很容易获得。XL6009 IC 对面包板不友好。因此，我使用虚线板将 XL6009 的引脚连接到公头引脚，如下所示。

如前所述构建电感器并创建电路。我使用面包板使事情变得简单，但建议使用性能板。一旦完成我在面包板上的电路看起来像这样。

当输入电压高于设定的输出电压时，电感器充电并抵抗电流路径的任何变化。当开关断开时，电感通过电容C3提供充电电流，最后分别由肖特基二极管和电容C4整流平滑。驱动器通过分压器检查输出电压，并根据反馈电路输出跳过开关周期以同步输出电压。

当输入电压低于输出电压并且电感器 L2 充电并在关断条件下提供负载电流时，在升压模式下也会发生同样的事情。

XL6009升降压转换器电路测试

该电路在面包板上进行了测试。请注意，我们在面包板上构建电路仅用于测试目的，在面包板上加载电路时不应超过 1.5A。对于更高电流的应用，强烈建议将您的电路焊接在穿孔板上。

为电路供电，您可以使用 9V 电池，但我使用的是设置为 9V 的台式电源。

使用电位器可将输出电压设置为 3.3V 至 12V。从技术上讲，该电路可设计用于高达 4A 的高输出电流。但是，由于输出二极管的限制，电路没有满载测试。输出负载设置为大约 700-800mA 的电流值。如果需要，您可以更改输出二极管以增加输出电流。

为了测试我们的电源电路，我们使用了万用表来监控输出电压，对于负载，我们使用了类似于我们之前构建的直流电子负载。如果您没有电子负载，您可以使用您选择的任何负载并使用万用表监控电流。本页底部提供了完整的测试视频。

还注意到输出电压在 +/-5% 范围内波动。这是由于电感器的高 DCR 值和 XL6009 中的散热器不可用。足够的散热器和适当的组件对于稳定的输出很有用。总体而言，该电路运行良好，性能令人满意。

审核编辑 黄昊宇