XL1507-5.0E1 الأداء التقني الغوص العميق

^{أخبار 8 سبتمبر 2025 — مع تسارع الصناعة 4.0 وذكاء السيارات، يستمر الطلب على رقائق إدارة الطاقة عالية الكفاءة في الارتفاع. أصبح محول DC-DC XL1507-5.0E1 عالي الجهد من نوع Buck محور اهتمام الصناعة نظرًا لأداء تحويل الطاقة الاستثنائي. توفر الشريحة تيار خرج مستمرًا يبلغ 2 أمبير، وتدعم نطاق جهد إدخال واسع من 4.5 فولت إلى 40 فولت، وتوفر خرجًا مستقرًا ودقيقًا يبلغ 5.0 فولت، مما يجعلها مناسبة تمامًا لبيئات التطبيقات المختلفة التي تتطلب الكثير.}

^{مع كفاءة تحويل تصل إلى 92٪ وتصميم فائق البساطة يتطلب فقط خمسة مكونات خارجية، فإنه يعزز بشكل كبير موثوقية وكثافة الطاقة لأنظمة الطاقة. يوفر هذا دعمًا قويًا للأجهزة للتطبيقات المبتكرة في التحكم الصناعي والإلكترونيات الاستهلاكية وإلكترونيات السيارات وغيرها من المجالات.}

^{XL1507-5.0E1 هو محول DC-DC منخفض الجهد عالي الجهد (Buck Converter) فعال من حيث التكلفة، قدمته شركة تصميم الرقائق الصينية XLSemi (Xinlong Semiconductor). يقوم بتحويل نطاق جهد إدخال واسع إلى خرج ثابت ثابت يبلغ 5.0 فولت، قادر على توفير ما يصل إلى 2 أمبير من تيار الحمل المستمر. تدمج الشريحة MOSFET منخفض المقاومة الداخلية، مما يبسط بشكل كبير تصميم الدائرة الخارجية، مما يجعلها بديلاً فعالاً للمنظمات الخطية التقليدية (مثل 7805).}

^{نطاق جهد الإدخال الواسع: من 4.5 فولت إلى 40 فولت، قادر على تحمل اندفاعات تفريغ الحمل في بيئات السيارات. مناسب للتطبيقات الصناعية والسيارات والاتصالات ذات ظروف الطاقة المعقدة.}

^{1. جهد الخرج الثابت: 5.0 فولت (بدقة ±2٪).}

^{2. تيار الخرج العالي: يدعم ما يصل إلى 2 أمبير من تيار الخرج المستمر.}

^{3. كفاءة التحويل العالية: تصل إلى 92٪ (حسب ظروف جهد الإدخال/الإخراج)، أعلى بكثير من المنظمات الخطية مع تقليل توليد الحرارة.}

^{4. MOSFET مدمج للطاقة: يلغي الحاجة إلى مفتاح خارجي، مما يقلل من تكلفة النظام ومساحة ثنائي الفينيل متعدد الكلور.}

^{5. تردد تبديل ثابت يبلغ 150 كيلو هرتز: يوازن الكفاءة مع تقليل حجم المحاثات والمكثفات الخارجية.}

^{6. ميزات الحماية الشاملة:}

^{تحديد التيار دورة بدورة}

^{حماية الإغلاق الحراري}

^{حماية ماس كهربائي للإخراج (SCP)}

^{7. حزمة صديقة للبيئة: حزمة TO-252-2L (DPAK) القياسية، متوافقة مع معايير RoHS وخالية من الرصاص.}

^{تستخدم هذه الدائرة طوبولوجيا إمداد الطاقة بالتبديل من نوع buck الكلاسيكية، بهدف أساسي هو تحويل جهد إدخال 12 فولت بكفاءة وثبات إلى جهد خرج 5 فولت مع توفير أقصى تيار حمل يبلغ 3 أمبير.}

^{1. مبدأ العمل الأساسي}

^{1. مرحلة التبديل (حالة التشغيل):
يتم تشغيل مفتاح MOSFET عالي الجهد للطاقة داخل XL1507، وتطبيق جهد الإدخال VIN (12V) على محاث الطاقة (L1) ومكثف الإخراج (C2) من خلال دبوس SW الخاص بالشريحة. مسار التيار خلال هذه المرحلة هو: VIN → XL1507 → SW → L1 → C2 & Load.}

^{يزداد التيار عبر المحاث (L1) خطيًا، مما يؤدي إلى تخزين الطاقة الكهربائية في شكل مجال مغناطيسي.}

^{يتم شحن مكثف الإخراج (C2)، وتزويد الطاقة للحمل والحفاظ على جهد خرج مستقر.}

^{2. حالة الإيقاف:
يتم إيقاف تشغيل MOSFET الداخلي لـ XL1507. نظرًا لعدم إمكانية تغيير تيار المحاث بشكل مفاجئ، فإن المحاث (L1) يولد EMF خلفي (طرف سفلي موجب، طرف علوي سالب).}

^{في هذا الوقت، يصبح الصمام الثنائي ذو العجلة الحرة (D1) منحازًا إلى الأمام ويقوم بالتوصيل، مما يوفر مسارًا مستمرًا لتيار المحاث.}

^{مسار التيار هو: GND → D1 → L1 → C2 & Load.}

^{يتم تحرير الطاقة المخزنة في المحاث إلى الحمل والمكثف من خلال الصمام الثنائي.}

^{3. التدوير والتنظيم:
يقوم XL1507 بتبديل MOSFET الداخلي الخاص به بتردد ثابت (~150 كيلو هرتز). يقوم متحكم PWM بضبط دورة العمل ديناميكيًا (أي، نسبة الوقت الذي يكون فيه المفتاح قيد التشغيل خلال دورة واحدة) لتثبيت جهد الخرج. على سبيل المثال، لتحقيق تحويل 12 فولت إلى 5 فولت، فإن دورة العمل المثالية هي حوالي 5 فولت/12 فولت ≈ 42٪.}

2. تحليل الوظائف للمكونات الرئيسية

^{3. ملخص مزايا التصميم}

^{توضح هذه الدائرة النموذجية تمامًا مزايا XL1507-5.0E1:}

^{1. تصميم بسيط: بفضل MOSFET المدمج داخليًا والتغذية المرتدة الثابتة، يلزم فقط 1 محاث، و 1 صمام ثنائي، و 2 مكثف لبناء مصدر طاقة كامل، مما يؤدي إلى انخفاض تكلفة BOM.}

^{2. كفاءة عالية: تحقق عملية وضع التبديل واستخدام صمام شوتكي الثنائي كفاءة (تقديرية >90٪) أعلى بكثير من حلول المنظمات الخطية (على سبيل المثال، LM7805، بكفاءة ~40٪ فقط وتوليد حرارة كبير).}

^{3. موثوقية عالية: تضمن الحماية المدمجة من التيار الزائد والإغلاق الحراري والميزات الأخرى حماية الشريحة والأحمال النهائية في ظل الظروف غير الطبيعية.}

^{4. حجم مضغوط: يسمح تردد التبديل العالي باستخدام محاثات ومكثفات أصغر، مما يسهل تصغير الجهاز.}

^{5. هذه الدائرة هي حل مثالي لأجهزة السيارات وأجهزة التوجيه وأجهزة التحكم الصناعية والتطبيقات الأخرى التي تتطلب تحويل طاقة 5V/3A بكفاءة من مصدر 12V.}

^{يعمل مخطط الكتلة الوظيفية بمثابة "خريطة" لفهم الشريحة. جوهر XL1507 هو وحدة تحكم PWM في وضع التيار مدمجة مع مفتاح طاقة. يمكن تقسيم سير العمل الداخلي الخاص به إلى المكونات الرئيسية التالية:}

^{1. الطاقة والمرجع}

^{2. حلقة التغذية المرتدة للجهد - "تحديد الهدف"}

^{3. التذبذب والتعديل - "الحفاظ على الإيقاع"}

^{4. مفتاح الطاقة والقيادة - "المنفذ"}

^{5. استشعار التيار والحماية - "ضمان السلامة"}

^{ملخص سير العمل}

^{1. التشغيل: يوفر VIN الطاقة، مما يؤدي إلى توليد مرجع داخلي يبلغ 5 فولت وإشارة تذبذب.}

^{2. أخذ العينات والمقارنة: تقوم شبكة التغذية المرتدة الداخلية بأخذ عينات من خرج 5 فولت الثابت، ويخرج مضخم الخطأ جهد COMP.}

^{3. التشغيل: عندما تصل إشارة ساعة المذبذب، تقوم دائرة القيادة بتنشيط MOSFET الداخلي، ويبدأ التيار في الارتفاع.}

^{4. إيقاف التشغيل المعدل: تراقب دائرة استشعار التيار في الوقت الفعلي. عندما تصل قيمة التيار إلى العتبة التي يحددها جهد COMP، يقوم مقارن PWM بالتشغيل وإيقاف تشغيل MOSFET على الفور.}

^{5. العجلة الحرة والترشيح: خلال فترة الإيقاف، يوفر الصمام الثنائي الخارجي Schottky (D) مسارًا لتيار المحاث، وتقوم دائرة LC بتصفية الموجة المربعة إلى خرج DC سلس يبلغ 5 فولت.}

^{6. التدوير والحماية: تبدأ دورة الساعة التالية، وتكرر الخطوات 3-5. تراقب دوائر الحماية طوال العملية لضمان سلامة النظام.}

^{يضمن هذا النظام المغلق المتطور أن XL1507-5.0E1 يحول بكفاءة وموثوقية جهد إدخال واسع متقلب إلى جهد خرج 5 فولت مستقر ونظيف.}

^{يتضمن الجهاز ميزات حماية متعددة، بما في ذلك:}

• ^{تحديد التيار دورة بدورة}
• ^{حماية الإغلاق الحراري التلقائي}
• ^{حماية ماس كهربائي محسنة}
• ^{تضمن آليات الحماية هذه التشغيل المستقر والموثوق به لنظام الطاقة حتى في ظل أصعب الظروف الكهربائية.}

النقاط الرئيسية لاختبار الدائرة

^{1. نقاط الاختبار الأساسية}

^{VIN & GND: قياس جهد الإدخال والتموج.}

^{SW (عقدة التبديل): راقب شكل موجة التبديل والتردد والرنين (تحذير: استخدم زنبرك أرضي المسبار أثناء القياس).}

^{VOUT & GND: قياس دقة جهد الخرج، وتنظيم الحمل، وتموج الخرج.}

^{2. اختبارات الأداء}

^{تنظيم الحمل: قم بإصلاح جهد الإدخال، وتغيير تيار الحمل (0A → 3A)، ومراقبة نطاق اختلاف جهد الخرج.}

^{تنظيم الخط: قم بإصلاح تيار الحمل، وتغيير جهد الإدخال (على سبيل المثال، 10 فولت → 15 فولت)، ومراقبة نطاق اختلاف جهد الخرج.}

^{قياس التموج: استخدم مقياسًا للتردد مع مرفق زنبرك أرضي للقياس الدقيق عند نقطة VOUT.}

^{3. ملاحظات رئيسية}

^{شكل الموجة: يجب أن يكون شكل موجة نقطة SW نظيفًا بدون تجاوز أو رنين غير طبيعي.}

^{الاستقرار: يجب أن يظل جهد الخرج مستقرًا في ظل جميع ظروف الاختبار دون تذبذب.}

^{درجة الحرارة: يجب أن يكون ارتفاع درجة حرارة الشريحة والمحاث ضمن حدود معقولة أثناء التشغيل بالحمل الكامل.}

^{إرشادات أساسية لتخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور}

^{القاعدة 1: تقليل الحلقات عالية التردد}

^{الهدف: ضع مكثف الإدخال (C_IN) بالقرب من دبابيس VIN و GND الخاصة بالشريحة قدر الإمكان.}

^{السبب: تقصير مسار الشحن/التفريغ عالي التردد وعالي التيار. هذا هو الإجراء الأكثر أهمية لقمع إشعاع EMI وتقليل ارتفاعات الجهد.}

^{القاعدة 2: عزل مسارات التغذية المرتدة الحساسة}

^{الهدف: حافظ على آثار التغذية المرتدة بعيدًا عن المحاث (L1) وعقدة التبديل (SW).}

^{السبب: منع ضوضاء اقتران المجال المغناطيسي والكهربائي من دخول شبكة التغذية المرتدة الحساسة، وتجنب عدم استقرار جهد الخرج أو زيادة التموج.}

^{القاعدة 3: استراتيجية التأريض المحسنة}

^{الهدف: استخدم التأريض النجمي أو التأريض بنقطة واحدة. قم بتوصيل الأرضي الكهربائي (C_IN، D1، C_OUT) والأرضي للإشارة (FB feedback) عند نقطة واحدة.}

^{السبب: منع انخفاضات الجهد الناتجة عن التيارات العالية على مستوى الأرض من التداخل مع الأرض المرجعية للشريحة، مما يضمن استقرار حلقة التحكم.}

^{القاعدة 4: تحسين عقدة التبديل}

^{الهدف: حافظ على مسار عقدة SW قصيرًا وواسعًا.}

^{السبب: SW هي نقطة انتقال جهد عالي التردد. يقلل التخطيط المضغوط من انبعاث الضوضاء.}

^{القاعدة 5: توفير مسارات تبديد الحرارة}

^{الهدف: ضع فتحات أرضية متعددة أسفل دبابيس GND الخاصة بالشريحة والصمام الثنائي.}

^{السبب: استخدم الطبقة النحاسية السفلية لثنائي الفينيل متعدد الكلور لتبديد الحرارة من مكونات الطاقة، مما يحسن موثوقية النظام.}

• لشراء المنتج أو الحصول على مزيد من المعلومات حول المنتج، يرجى الاتصال بـ: 86-0775-13434437778,

أو قم بزيارة الموقع الرسمي:https://mao.ecer.com/test/icsmodules.com/     قم بزيارة صفحة منتج ECER للحصول على التفاصيل: [لينك]