XL4016原厂资料中文版演示.pdf

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1、 版版 本：本：1.1 XL4016 DEMO board manual 页页 数：第数：第 1 页，页， 共共 6 页页 第第 1 页页 ，共，共 6 页页 描述描述 221047A01 是为产品 XL4016 制作的演示板，用于 DC8V40V 输入，输出电压 5V，输出电流 8A 的降压恒压应用 演示，最高转换效率可以达到 93%。 XL4016 是开关降压型 DC-DC 转换芯片；固定开关频率 180KHz，可减小外部元器件尺寸，方便 EMC 设计。芯片 具有出色的线性调整率与负载调整率，输出电压支持 1.25V36V 间任意调节。芯片内部集成输入过压保护、过流保护、 过温保护、短路保

2、护等可靠性模块。 XL4016 为标准 TO220-5L 封装，集成度高，外围器件少，应用灵活。 DEMO 原理图原理图 引脚介绍引脚介绍 引脚号 引脚名称 引脚描述 1 GND 接地引脚 2 FB 反馈引脚，通过外部电阻分压网络，检测输出电压进行调整 3 SW 功率输出 4 VC 内部电压调节旁路电容 5 VIN 输入电压，支持 DC8V40V 宽范围电压操作，需要在 VIN 与 GND 之间并联电解电容以消除 噪声 XL4016原厂资料XL4016原厂资料XL4016原厂资料XL4016原厂资料 版版 本：本：1.1 XL4016 DEMO board manual 页页 数：第数：第 2

3、 页，页， 共共 6 页页 第第 2 页页 ，共，共 6 页页 物料清单物料清单 序号 数量 参考位号 说明 生产商型号 生产商 1 3 C1,C2,CC 1uF,50V,Ceamic,X7R,0805 C2012X7R1H105K TDK 2 1 CIN 470uF,50V,Electrolytic,(10*20) YXA-50V-470uF Rubycon 3 1 COUT 1000uF,25V,Electrolytic,(10*20) YXA-25V-1000uF Rubycon 4 1 D1 45V,15A,TO220-3L,Schottky Barrier Rectifier MBR

4、1545 Onsemi 5 1 L1 47uH,10A,(28*12) 6 1 R1 3.3K,1%,1/16W,Thick Film,0603 RC0603XR-073301 Yageo 7 1 R2 10K,1%,1/16W,Thick Film,0603 RC0603XR-071002 Yageo 8 1 U1 40V,8A,BUCK,DC-DC Converter,TO220-5L XL4016 XLSEMI 性能数据性能数据 转换效率 VIN=8V VIN=12V VIN（V） IIN（A） VOUT（V） IOUT(A)EFF(%)VIN（V）IIN（A）VOUT（V） IOUT(

5、A)EFF(%) 8.425 0.071 5.037 0.1 84.2 12.350 0.053 5.050 0.1 77.2 8.361 0.324 5.036 0.5 93.0 12.310 0.228 5.046 0.5 89.9 8.279 0.651 5.032 1.0 93.4 12.260 0.452 5.043 1.0 91.0 8.191 0.988 5.029 1.5 93.2 12.210 0.680 5.038 1.5 91.0 8.096 1.339 5.026 2.0 92.7 12.160 0.913 5.035 2.0 90.7 8.001 1.700 5.02

6、2 2.5 92.3 12.110 1.151 5.035 2.5 90.3 8.297 1.995 5.020 3.0 91.0 12.040 1.402 5.035 3.0 89.5 8.224 2.359 5.021 3.5 90.6 12.000 1.648 5.035 3.5 89.1 8.126 2.749 5.023 4.0 89.9 11.950 1.907 5.042 4.0 88.5 8.314 3.046 5.029 4.5 89.4 12.240 2.107 5.046 4.5 88.0 8.226 3.441 5.036 5.0 89.0 12.190 2.360 5

7、.044 5.0 87.7 8.159 3.845 5.041 5.5 88.4 12.140 2.616 5.039 5.5 87.3 8.072 4.270 5.043 6.0 87.8 12.090 2.880 5.032 6.0 86.7 7.989 4.701 5.040 6.5 87.2 12.030 3.149 5.026 6.5 86.2 8.586 4.749 5.029 7.0 86.3 11.970 3.424 5.020 7.0 85.7 8.474 5.191 5.021 7.5 85.6 12.070 3.661 5.014 7.5 85.1 8.425 5.595

8、 5.013 8.0 85.1 12.010 3.946 5.008 8.0 84.5 XL4016原厂资料XL4016原厂资料XL4016原厂资料XL4016原厂资料 版版 本：本：1.1 XL4016 DEMO board manual 页页 数：第数：第 3 页，页， 共共 6 页页 第第 3 页页 ，共，共 6 页页 VIN=24V VIN=36V VIN（V） IIN（A） VOUT（V） IOUT(A)EFF(%)VIN（V）IIN（A）VOUT（V） IOUT(A)EFF(%) 24.34 0.034 5.060 0.1 61.1 36.30 0.025 5.027 0.1 55

9、.4 24.32 0.126 5.056 0.5 82.5 36.28 0.090 5.024 0.5 76.9 24.30 0.243 5.052 1.0 85.6 36.27 0.171 5.022 1.0 81.0 24.27 0.361 5.047 1.5 86.4 36.26 0.252 5.020 1.5 82.4 24.25 0.478 5.043 2.0 87.0 36.24 0.334 5.019 2.0 82.9 24.22 0.599 5.044 2.5 86.9 36.22 0.417 5.019 2.5 83.1 24.19 0.730 5.045 3.0 85.7

10、36.21 0.504 5.017 3.0 82.5 24.16 0.852 5.053 3.5 85.9 36.19 0.587 5.016 3.5 82.6 24.14 0.980 5.058 4.0 85.5 36.18 0.673 5.015 4.0 82.4 24.11 1.107 5.057 4.5 85.3 36.16 0.759 5.018 4.5 82.3 24.08 1.232 5.054 5.0 85.2 36.15 0.846 5.021 5.0 82.1 24.06 1.365 5.051 5.5 84.6 36.13 0.933 5.025 5.5 82.0 24.

11、03 1.492 5.046 6.0 84.4 36.11 1.023 5.032 6.0 81.7 24.00 1.623 5.037 6.5 84.1 36.09 1.111 5.032 6.5 81.6 23.97 1.748 5.020 7.0 83.9 36.08 1.200 5.033 7.0 81.4 23.94 1.885 5.012 7.5 83.3 36.06 1.291 5.034 7.5 81.1 23.92 2.017 5.000 8.0 82.9 36.05 1.381 5.035 8.0 80.9 转换效率： 线性调整率与负载调整率： 0.0 0.5 1.0 1.

12、5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 Efficiency VS Load current Efficiency(%) Load current(A) Vin=8V,Vout=5V Vin=12V,Vout=5V Vin=24V,Vout=5V Vin=36V,Vout=5V 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 4.7 4.8 4.9 5.0 5.1 5.2

13、5.3 Output voltage VS Output current Output voltage(V) Output current(A) VIN=8V,VOUT=5V,IOUT=0.1A8A VIN=12V,VOUT=5V,IOUT=0.1A8A VIN=24V,VOUT=5V,IOUT=0.1A8A VIN=36V,VOUT=5V,IOUT=0.1A8A XL4016原厂资料XL4016原厂资料XL4016原厂资料XL4016原厂资料 版版 本：本：1.1 XL4016 DEMO board manual 页页 数：第数：第 4 页，页， 共共 6 页页 第第 4 页页 ，共，共 6

14、 页页 DEMO 实物图实物图 PCB 布局布局 65mm 顶层 底层 应用信息应用信息 输入电容选择输入电容选择 在连续模式中，转换器的输入电流是一组占空比约为 VOUT/VIN 的方波。为了防止大的瞬态电压，必须采用针对 最大 RMS 电流要求而选择低 ESR(等效串联电阻)输入电容器。对于大多数的应用，1 个 30uF 的输入电容器就足够了， 它的放置位置尽可能靠近 XL4016 的位置上。最大 RMS 电容器电流由下式给出： IRMSIMAX* ()VOUT VINVOUT VIN 其中，最大平均输出电流 IMAX 等于峰值电流与 1/2 峰值纹波电流之差，即 IMAX=ILIM-IL

15、/2。在未使用陶瓷 50mm XL4016原厂资料XL4016原厂资料XL4016原厂资料XL4016原厂资料 版版 本：本：1.1 XL4016 DEMO board manual 页页 数：第数：第 5 页，页， 共共 6 页页 第第 5 页页 ，共，共 6 页页 电容器时，还建议在输入电容上增加一个 0.1uF 至 1uF 的陶瓷电容器以进行高频去耦。 输出电容选择输出电容选择 在输出端应选择低 ESR 电容以减小输出纹波电压，一般来说，一旦电容 ESR 得到满足，电容就足以满足需求。任 何电容器的 ESR 连同其自身容量将为系统产生一个零点，ESR 值越大，零点位于的频率段越低，而陶瓷

16、电容的零点处 于一个较高的频率上，通常可以忽略，是一种上佳的选择，但与电解电容相比，大容量、高耐压陶瓷电容会体积较大， 成本较高，因此使用 0.1uF 至 1uF 的陶瓷电容与低 ESR 电解电容结合使用是不错的选择。 输出电压纹波由下式决定： VOUTIL* 1 8* ESR F COUT + 式中的 F：开关频率，COUT：输出电容，IL：电感器中的纹波电流。 电感选择电感选择 虽然电感器并不影响工作频率，但电感值却对纹波电流有着直接的影响，电感纹波电流IL 随着电感值的增加而 减小，并随着 VIN 和 VOUT 的升高而增加。用于设定纹波电流的一个合理起始点为IL =0.3*ILIM，其

17、中 ILIM 为峰 值开关电流限值。为了保证纹波电流处于一个规定的最大值以下，应按下式来选择电感值： L=* 1 *() VOUTVOUT FILVIN MAX 续流二极管续流二极管 续流二极管建议使用肖特基二极管，比如 MBR1545。它的额定值为平均正向电流 15A 和反向电压 45V。8A 电流 下典型正向电压为 0.6V。该二极管仅在开关关断期间有电流流过。峰值反向电压等于稳压器的输入电压。在正常工作 时平均正向电流可计算如下： ID(AVG)= ()IOUT VINVOUT VIN 典型应用器件快速选择表典型应用器件快速选择表 输出电压/电流 CIN L1 D1 R1 R2 COUT

18、 5V/4A 220F/50V 47H/5A B540C 3.3K 10K 330F/16V 5V/6A 330F/50V 47H/7A MBR1045 3.3K 10K 470F/16V 5V/8A 470F/50V 47H/10A MBR1545 3.3K 10K 1000F/16V PCB 布局指南布局指南 1. VIN、GND、SW、VOUT 等功率线，粗、短、直； 2. FB 走线远离电感与肖特基等开关信号地方，建议使用地线包围； 3. 输入电容靠近芯片 VIN 与 GND 引脚。 XL4016原厂资料XL4016原厂资料XL4016原厂资料XL4016原厂资料 版版 本：本：1.1

19、 XL4016 DEMO board manual 页页 数：第数：第 6 页，页， 共共 6 页页 第第 6 页页 ，共，共 6 页页 典型应用典型应用 VIN=15V40V，VOUT=12V，IOUT=06A 的降压型变换器 XL4016 CIN 470uF/50V COUT 1000uF/25V R2 10.5K 1% R1 1.2K 1% D1 MBR1545 C1 105 C2 105 53 12 VIN 4 VOUT=1.25*(1+R2/R1) VIN VC SW GND FB CC 105 L1 47uH/10A 转换效率： 线性调整率与负载调整率： 0.00.51.01.52

20、.02.53.03.54.04.55.05.56.0 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 Efficiency VS Load current Efficiency(%) Load current(A) Vin=15V,Vout=12V Vin=24V,Vout=12V Vin=36V,Vout=12V 0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.05.56.0 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 Output voltage VS Output current Output voltage(V) Output current(A) VIN=15V,VOUT=12V,IOUT=0.1A6A VIN=24V,VOUT=12V,IOUT=0.1A6A VIN=36V,VOUT=12V,IOUT=0.1A6A XL4016原厂资料XL4016原厂资料XL4016原厂资料XL4016原厂资料XL4016原厂资料