Arduino XL4015E1

Отличный выбор! XL4015E1 — это популярный и надежный понижающий DC-DC преобразователь (Step-Down, Buck Converter) на базе специализированной микросхемы. Вот подробное описание, характеристики и совместимость.

Описание модуля XL4015E1

Модуль XL4015E1 — это импульсный стабилизатор напряжения, который преобразует более высокое входное постоянное напряжение в более низкое стабилизированное выходное. Он построен на основе интегральной схемы XL4015, которая является аналогом известного LM2596, но с более высокими характеристиками.

Ключевые особенности:

• Высокий КПД (до 95%): Благодаря импульсному принципу работы, модуль почти не греется при небольшой разнице между входным и выходным напряжением.
• Мощность до 180 Вт: Способен выдавать большой ток (до 5А непрерывно, с пиками выше).
• Встроенная защита: Имеет защиту от перегрева (тепловое отключение) и защиту от перегрузки по току.
• ШИМ-управление: Частота работы около 180 кГц, что позволяет использовать компактные дроссели и конденсаторы.
• Простота использования: Для настройки выходного напряжения используется один подстроечный резистор (потенциометр). Не требует сложных внешних обвязок.

Типичное применение с Arduino:

• Питание Arduino и мощных периферийных устройств (моторы, светодиодные ленты, сервоприводы) от одного мощного источника (например, аккумумулятора 12В).
• Создание стабилизированных лабораторных блоков питания.
• Зарядка литиевых аккумуляторов (в паре с контроллером заряда).
• Понижение напряжения с автомобильного прикуривателя (12В/24В) до 5В для устройств.

Технические характеристики

| Параметр | Значение | Примечания | | :--- | :--- | :--- | | Микросхема | XL4015 (версия E1) | Аналог и улучшенная замена для LM2596 | | Входное напряжение (VIN) | 8В - 36В (рекомендуемое) | Абсолютный максимум: 4В - 40В. Для стабильной работы 5В на выходе вход должен быть не менее 7.5В. | | Выходное напряжение (VOUT)| 1.25В - 32В | Регулируется потенциометром. Минимум определяется опорным напряжением ИС (1.25В). | | Выходной ток | Максимальный непрерывный: 5А | Требуется радиатор! Без радиатора максимальный ток ~2-3А в зависимости от охлаждения. | | Максимальная мощность | 180 Вт | Рассчитывается как VOUT * 5А. На высоких токах критически важен теплоотвод. | | Частота преобразования | ~180 кГц | Фиксированная. | | КПД | До 95% | Максимальный КПД достигается при небольшой разнице VIN и VOUT. | | Стабилизация | ±2% | Погрешность выходного напряжения. | | Защита | Токовая защита, тепловое отключение | Микросхема автоматически снижает ток при перегреве. | | Индикация | Светодиод (синий/зеленый) | Светится при наличии входного напряжения. | | Размеры платы | ~45мм x 80мм x 25мм (с радиатором) | Стандартный форм-фактор. | | Вес | ~40-50 гр | |

ВАЖНО: Для работы на токах близких к 5А обязательно требуется:

1. Мощный источник питания с запасом по току.
2. Эффективный теплоотвод (радиатор на микросхеме обязателен, дополнительное обдувание или внешний радиатор).
3. Короткие и толстые провода для подключения нагрузки.

Парт-номера и совместимые модели

1. Основная микросхема на плате:

• XL4015E1 — это полное и точное обозначение чипа. Буква "E" может указывать на версию корпуса (TO-220-5L).
• XL4015 — общее обозначение серии.

2. Прямые аналоги и замены (pin-to-pin):

Эти микросхемы имеют одинаковую распиновку (5 выводов в корпусе TO-220) и схожие характеристики, что позволяет заменять их на плате:

• LM2596HV (с повышенным входным напряжением до 40В) — самый известный аналог, но у XL4015 обычно выше КПД и допустимый ток.
• AOZ1014
• MP2307 (но часто в другом корпусе) — используется в более компактных модулях.
• ST1S40 (от STMicroelectronics)

3. Совместимые модули (готовые платы):

Эти модули функционально аналогичны и часто взаимозаменяемы в проектах, но могут отличаться компоновкой, размером радиатора или наличием дополнительных индикаторов:

• LM2596 Step-Down Module (особенно версия "HV" - High Voltage): Самый распространенный и дешевый аналог. Внимание: у классического LM2596 максимальный вход 40В, но частота всего 150 кГц, и он больше греется.
• MP2307 / XL6009 Module (осторожно! XL6009 — это повышающий преобразователь, не путать).
• D36V50F5 (и подобные от Pololu) — это профессиональные модули на 5А, более компактные и эффективные, но значительно дороже.
• Step-Down Buck Converter 5A — общее название на маркетплейсах.

4. Модули-конкуренты для схожих задач:

• XL4016 / XL4016E1 — Прямое развитие XL4015. Имеет более высокую рабочую частоту (300 кГц против 180 кГц), что позволяет использовать меньшие по размеру выходные фильтры (дроссель, конденсаторы). Часто маркируется как "версия 2017" или "версия 6А" (пиковый ток).
• XL4005 / LM2596 — Модули на 3-4А. Менее мощные, но дешевле и компактнее.
• На базе MP1584 / MT3608 — Модули на 2-3А, очень компактные, но не способны работать на больших токах длительное время.

Вывод для использования с Arduino

XL4015E1 — отличный "рабочий конь" для проектов, где нужно запитать Arduino (5В) и, например, мощную светодиодную ленту (12В) от одного аккумулятора 24В. Его главные преимущества — мощность, надежность и простота.

Перед подключением:

1. Всегда настраивайте выходное напряжение потенциометром БЕЗ нагрузки, контролируя его мультиметром.
2. ️ Обеспечьте охлаждение. Перегрев — главная причина выхода из строя.
3. Помните, что выходное напряжение не имеет гальванической развязки от входного.