Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik XL6009 buck boost design


von Alex (Gast)


Lesenswert?

Hallo,

hab mir auf ebay so ein Auto Buck Boost Regler mit dem XL6009 gekauft:
http://www.ebay.de/itm/1Stk-DC-DC-Boost-Buck-Adjustable-Step-Down-Up-Konverter-XL6009-Modul-Solar-/232275306167?hash=item3614afe6b7:g:cnMAAOSwNnRYjLLS

Hab den soweit evaluiert und er macht das, was ich in meiner Anwendung 
brauche.

Ich muss für ein Display die Spannungsversorgung des Backlights 
stabilisieren. Laut Spec muss die Spannung für den Backlight Inverter 
zwischen 11,4V und max. 12,6V liegen. (+/-5%)
Meine Eingangsspannung kann aber zwischen 11 und 14V liegen. (12V 
Blei-Akku - das ganze wird aber nicht im Auto betrieben!)

Hab erst nach Reglern gesucht, die 100% Duty-Cycle können, um die max. 
Spannung zu begrenzen. Leider unterschritt ich dann die 11,4V deutlich 
(10,1V).

Dann hab ich mir das besagte ebay Modul mit dem XL6009 gekauft.
Das arbeitet in dem Bereich recht zuverlässig.
Jetzt steh ich aber vor dem Problem, das Teil in mein Design einzubauen.

Ich würde dem Teil gerne so einen Kühlkörper spendieren:
http://www.fischerelektronik.de/aktuelles/pressemitteilungen/presse-mitteilungen/smt-kuehlkoerper-fuer-lfpak/
Leider ist der TAB des XL6009 mit dem Switch Terminal verbunden.
-> Ist es empfehlenswert, den Kühlkörper auf das Switch-Potential zu 
legen? (EMV-technisch wohl eher nicht!?)
Kühlung über die Kupferfläche auf der LP scheidet so wohl leider auch 
aus? Oder einfach einen Kühlkörper zum Aufkleben?

Außerdem würde ich gern den max. Strom (4A) des XL6009 ausnutzen. Dafür 
brauch ich dann aber definitiv andere Spulen.
Hatte bisher diese im Auge:
http://www.mouser.de/ProductDetail/Bourns/SRP7028A-4R7M/?qs=%2fha2pyFaduiW9Jb5FzHlGYlMAVeE6KqjPFxRJnYTA4P0PzZRxSt%252bfw%3d%3d

Bin mir aber nicht sicher, ob die wirklich passen.
Als Diode eine SK54C.

Ich würde diese Spule gern auch noch mit einem AP1501A verwenden.
Dieser kann bis 5A liefern. Ist die Spule hier auch noch geeignet?
Laut Datenblatt ist der Isat der Spule bei 10A.
Temperaturanstieg bei 5A ca. 20°C.

Vielen Dank!
Gruß Alex

von THOR (Gast)


Lesenswert?

Als Spulen nehme ich meistens die PIS oder PISR (bei Reichelt z.B.)

Kühlkörper mit Wärmeleitpad aufkleben reicht völlig. EMV wäre aber auch 
bei direkter Verbindung kein großes Problem, weil son Alublock ja ne 
denkbar schlechte Antenne ist.

Wenn das ein Einzelstück wird, kannst du dir auch einfach ne Kühlfahne 
aus (Kupfer)blech ausschneiden.

Alex schrieb:
> Ich würde diese Spule gern auch noch mit einem AP1501A verwenden.
> Dieser kann bis 5A liefern. Ist die Spule hier auch noch geeignet?
> Laut Datenblatt ist der Isat der Spule bei 10A.
> Temperaturanstieg bei 5A ca. 20°C.

Passt doch, wozu die Frage.

Jetzt noch Induktivität und Schaltfrequenz passend zueinander wählen und 
das kann was werden.

von Alex (Gast)


Lesenswert?

gibts da fertige Kühlkörper für die TO263-5L packages?
Find leider nur die Art, die ich schon verwenden wollte.

Zur Spule:
Seh gerade, dass ich mich da ganz schön verhauen habe.
Die rausgesuchte Spule hat 4,7µH.

Der XL6009 hat im Datenblatt so gut wie keine Angaben zur Auswahl der 
Induktivität.
www.haoyuelectronics.com/Attachment/XL6009/XL6009-DC-DC-Converter-Datash 
eet.pdf
Auf Seite 7 ist die Schaltung als SEPIC - hier werden 47µF verwendet.
Das Board von ebay hat 100µF verbaut.
Was ist hier jetzt die bessere Wahl?
Hab auch noch nicht ganz begriffen, wie viel ich aus dem XL6009 an Strom 
ziehen darf.
In der Application steht 12V/2A. Ist das aufgrund der 
Bauteil-Dimensionierung? Laut ebay Beschreibung gehen 4A...

Für den AP1501A brauche ich eine 22µH. (steht in den typical 
Applications)
Hätte diese genommen:
www.mouser.de/ProductDetail/Wurth-Electronics/7447709220/?qs=%2fha2pyFad 
ug4XlFtarWIC8BBmahAJK5Q3Vky7a5QIHXoN%252b8Ed%252b1fyQ%3d%3d

Würde für den XL6009 gerne die gleiche Baureihe verwenden, damit das 
Footprint gleich bleibt.

Gruß Alex

von THOR (Gast)


Lesenswert?

Alex schrieb:
> Der XL6009 hat im Datenblatt so gut wie keine Angaben zur Auswahl der
> Induktivität.

Warum auch, das muss der Designer des Spannungswandlers schon wissen.

Alex schrieb:
> Für den AP1501A brauche ich eine 22µH. (steht in den typical
> Applications)
> Hätte diese genommen:
> www.mouser.de/ProductDetail/Wurth-Electronics/7447709220/?qs=%2fha2pyFad
> ug4XlFtarWIC8BBmahAJK5Q3Vky7a5QIHXoN%252b8Ed%252b1fyQ%3d%3d
>
> Würde für den XL6009 gerne die gleiche Baureihe verwenden, damit das
> Footprint gleich bleibt.

Sehe ich keine Probleme mit. Aber wie gesagt: Induktivität passend zur 
Schaltfrequenz wählen.

von Alex (Gast)


Lesenswert?

THOR schrieb:
> Sehe ich keine Probleme mit. Aber wie gesagt: Induktivität passend zur
> Schaltfrequenz wählen.

wie wähle ich die Induktivität passend zur Schaltfrequenz?
Gibt es da eine Faustregel oder wie kann man das berechnen?

Das hängt ja mit der ON und OFF Zeit zusammen.
Aber während der OFF Zeit darf die Spule die Leistung nicht komplett 
abgeben, da sonst ein lückender Betrieb entsteht, richtig?

Schaltfrequenzen der Regler:
- XL6009:  400kHz
- AP1501A: 150kHz

Für einen Step-Down hab ich diese Formel gefunden:

    (Uout - Uin) * Uin²
L = -------------------------
    2 * 0,2  Iout  Uout * f

Quelle: 
http://www.umnicom.de/Elektronik/Schaltungssammlung/Spannung/Schaltregler/Schaltregler.html 
- Kapitel 6.4.3

Beim AP1501A kommt es mit 22µH dann recht gut hin.
Wir bei der Berechnung mit "variabler" Eingangsspannung Uin-min oder 
Uin- max genommen?

Wie berechne ich das ganze für den XL6009?
Dieser wird sowohl als Step up und Step down benutzt.

Funktionieren wird es sicher mit 100µH oder 47µH.
Aber der Wirkungsgrad wird doch sicher verbessert, wenn ich die Spule 
passend zu meinen Eingangs- und Ausgangsspannungen berechne, oder?

Gruß Alex

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.