KSQ mit bis zu 5A - XL3005

  • Hallo,


    hier ein neuer Versuch,für eine "dicke" KSQ, die bis maximal 5 Ampere liefern kann und somit auch in der Lage ist, solche "Brummer", wie die Osram Ostar Stage LE RTDUW S2W, oder die Cobra 25, hier aus dem Shop, richtig auszureizen.

    Die Wahl fiel auf den chinesischen IC XL3005 von XL Semi.

    http://www.xlsemi.com/datashee…5%20datasheet-English.pdf

    Dieser ist zum einen vom Gehäuse her recht handlich mit TO263, zum anderen kostet er aus China nur ein paar Cent und mit 220 KHz Schaltfrequenz ist er auch noch einigermaßen handhabbar. Dazu kommen lediglich 0,22V Drop über den Shut.

    Ich habe mir mal 10 Stück geordert und ein Board entworfen und in China fertigen lassen.

    Das Ganze ist SMD mit bedrahteten Bauelementen, wo es Sinn macht. Die 5A Drossel und die Elkos habe ich bewusst als bedrahtete Variante gewählt, da sich diese so besser bestücken lassen.

    Zunächt hatte ich nur einen einzigen 0,22 Ohm Widerstand bestückt um zunächst mal mit unbedenklichen 1 Ampere zu starten. Leider mutierte das Zeil zum Knallfrosch und es sprengte das IC :/

    Nach kurzer Suche fand ich dann den Grund, und der war kein Guter!

    Mein Entwurf hatte einen ganz fiesen Bug, der sich auch nicht mal eben schnell fixen ließ. Pin 3 des XL3005 (der Ausgang) lag auf Masse, da ich über die Thermal Via's die Kühlfahne mit Masse verbunden hatte. Das mochte er nicht 8o

    Nur war es hier nicht so einfach, einfach getan, mit einem Leiterzug zu durchtrennen und den umzuverdrahten. Das IC muß gekühlt und trotzdem isoliert montiert werden und die restlichen Schaltungspunkte mit Masse verbunden bleiben, damit der Schaltregler noch vernünftig arbeitet.

    Für den Prototypen habe ich eine Lösung gefunden. Die Massefläche habe ich an strategisch günstiger Stelle durchgedremelt, den Masseleiterzug vom Eingangselko durchtrennt, Pin 1 (Masse) abgelötet und hochgebogen, genau wie die 2 Beine der Schottky Diode. Den 1µF Kerko über der Betriebsspannung des IC habe ich abgelötet und hochkant gestellt. Masse habe ich dann mit 1 Quadrat Litze auf kürzestem Weg vom Elko auf alle hochgebogenen Pins gelegt und im hinteren Teil auf die Durchkontaktierung unter den Shuts.

    Diesmal startete ich mit einer kleinen 12V 1A Wandwarze, die nicht soviel Kollateralschaden anrichten kann :saint:

    Siehe da, die Schaltung gab lebenszeichen von sich, nichts wurde warm und das Multimeter zeigte ziemlich genau 1 Ampere Strom auf der LED Leitung. Also bestückte ich stufenweise weitere 0,22 Ohm Widerstände. Jeder erhöhte den Ausgangsstrom um ein weiteres Ampere. Bei 3 Ampere ist bei diesem Provisorium die momentane Grenze, wo er instabil wird.

    Nach dem Wochenende fahre ich erst mal in den Urlaub. Danach werde ich mir noch die Dimm-Option vornehmen.

    Da das IC keinen Dimm - Pin besitzt, wurde im Datenblatt auf einen Kunstgriff zurückgegriffen und das Potential des Kontenpunktes der Messwiderstände verschoben.

    Der Pferdefuß an der Sache ist, das der Spannungsteiler auf den Logikpegel des steuernden µC angepasst werden muß. Also 3,3 oder 5V. Wenn das Prinzip so funktioniert, werde ich das Ganze mit einem kleinen Schalttransistor entkoppeln und mir eine Referenzsspannung auf der KSQ erzeugen, so das über den Transistor dann der Dimmeingang per PWM pegelunabhängig funktioniert. Wenn das der Fall ist, wird ein neues Board designt und bestellt und dann wird erneut getestet.

    Hier mal ein Bild vom Testaufbau. Ich habe 4 Stck Toshiba LEDs auf Starplatinen auf dem KK parallelgeschaltet, um die entsprechenden Ströme umsetzen zu können.

    Wenn das Ganze auf der nächsten Platine stabil läuft und safe ist, dann kommt auch die Cobra 25 zum Einsatz. Die habe ich vorsorglich schon geordert 8)



  • Ich bewundere deine Einsatz hierbei. Die Drossel kann 220kHz?

    Als Last kannst du auch eine Mosfetschaltung einsetzen (gab es hier irgendwo mal, müsste ich suchen). Den Mosfet auf einen KK, dann sind da genügend Watt verheizbar im Testeinsatz.


    Ich würde mir für den Einsatz mit teuren LEDs eher nach einem fertigen Modul mit XL4015 und Strombegrenzung schauen. Den chinesischen Entwickler vertraue ich da mehr als mir selber. Aber selber entwickeln ist ganz klar cooler 8)

  • Die Drossel kann 220kHz?

    Die kann DC - 300 KHz lt. Datenblatt

    https://www.tme.eu/Document/5e…0b740a4d552df9f569/27.pdf


    Ich würde mir für den Einsatz mit teuren LEDs eher nach einem fertigen Modul mit XL4015 und Strombegrenzung schauen

    Die XL3xxx (KSQs) und 4xxx (Spannungsregler) werden vermutlich auf dem selben Chipdesign beruhen. Ich habe mir bloß mal flüchtig von XL4015 das Datenblatt angeguckt. Die Kindensatoren sind identisch und die Drossel hat bei der KSQ 100µH und beim Spannungsregler 47µH.

    Die Instabilität bei größeren Strömen kann auch mit der größéren Ub zusammenhängen. Da mein 12V 1A Netzteil bei 3A am Ausgang blinkte, habe ich 24V 2A genommen. Werde das in 3 Wochen mal mit 12V 3,33A verifzieren. Außerdem zirpt im instabilen Betrieb was. Eventuell "lückt" der Schaltregler. Muß ich mal mit dem Oszi gucken.

    Der XL4015 hat eine Referenzspannung von 1,25V, der XL3005 von 0,22V. Gerade bei den Hochstromreglern, wo man meist nur die Flusspannung einer LED hat, wären 1,25V Spannungsabfall am Messwiderstand ziemlich räudig.

    Jedenfalls habe ich bei dem XL ein besseres Bauchgefühl, als bei dem LED2001, den ich nie über 2 Ampere bekommen habe. Selbst wenn es keine 5A werden, aber 4 oder 4,5 würde schon reichen.

    So, jetzt werde ich erstmal in den Urlaub düsen. Wobei ich das Läppi mithabe, sofern ich WLAN und Stom zum Laden habe 8o

  • Das mit der unterschiedlichen Referenzspannung der beiden dachte ich mir fast, und ist ein gutes Argument für den XL3005.

    Da aber Xlsemi nur Applikationsbeschaltung aber keine Referenzdesigns anbietet, würde ich zumindest "Anleihen" von einem fertigen Modul nehmen. Nicht umsonst haben die neben zumeist großflächige Masseflächen und Leiterbahnen auch eine Vielzahl an Vias um die Verbindungen kurz und niederohmig zu halten.


    Viel Spaß. im Urlaub, hoffentlich zirpen da nur die Grillen ^^

  • Es gibt aber von XL Semi ein Demo-Board für den XL3005. Dafür gibt es ein chinesisches PDF.

    Dieses Board gefällt mir vom Format aber eher weniger, da ich dann nur ein Board auf dem preisgünstigen 100x100 hinbekomme. Ich dagegen habe auf 100x100 3 Subboards untergebracht, was sich für RGB anbieten würde. Die Spannungsversorgung der 3 Module hatte ich gleich durchgebrückt, so das bei einem Boardnutzen nur 1x eingespeist werden braucht.