降压电路 - 基于XL6009和XL4001的便携户外应急发电装置的设计

　　2．3、降压电路设计

　　XL4001是一个150KHｚ固定频率脉宽调制（降压型）DC／DC转换器，具有2A负载驱动能力并且效率高、低纹波和极好的线性，负载调节能力好。可调输出使用简单。芯片引脚描述见表2。脉宽调制控制电路可以线性调节占空比0～100％，具有使能功能，内置过流和短路保护功能；具有恒压CV、恒流CC、过压保护OVP功能。恒压CC模式是通过电阻RCS测量二极管电流并实现电流模式控制。在正常工作情况，二极管电流由0．155V的PWM控制器内部参考电压除以RCS电阻值所决定。即I＝0．155／RCS，因为RCS两端的电压在正常工作条件下将一直保持在0．155V。恒压CV模式是通过电阻R3和R4测量输出电压并实现电压模式控制，一般CV设置为用户所需要的电池的充满电状态下的电位。一旦电池的电位超过设定的电位，芯片停止输出。

　　该降压电路采用图3的连接方式，那么输出电压为：U3＝1．235（1＋R3／R4）。

　　降压模块特点：

　　①用于便携充电的全集成方案，系统成本低，可靠性高；

　　②IC内部CC、CV都是通过控制PWM实现的，因此输出电压、输出电流、输出过压保护的精度更高，响应速度很快；

　　③XL4001为40V高压双极工艺制造，更加耐用，可应用于多种环境。

　　2．4、恒压充电电路设计

　　模块原理图见图4，将其配置为对单串锂电池进行恒流／恒压充电的充电电路。采用CN306B芯片电路，其引脚描述见表3。充电电流通过RIR调节，当输入电压掉电时，芯片自动进入电池的电流消耗小于3μA的低功耗睡眠模式。红色LED为通电指示灯，绿色LED为使用指示灯。

　　2．5、电池选择

　　考虑到电池重量及电量存储量，选用的是4节锂电池并联，这样可以使电池输出电压控制在3．7V，并且得到相对较大的电流。适配CN306B充电电路使用恒压充电模式。其中锂电池具有易携带、比能量高、循环寿命长、充电功率范围宽和倍率放电性能好等优点。而蓄电池比能量低，循环寿命较短，自放电，过充电时有大量的气体产生，因此选用锂电池。

　　3、结论

　　该应急发电装置，以TSUKASA发电机为载体，将便捷的人力转换为电力。所产生的不稳定的电流电压，再通过XL6009升压模块和CN306B稳压模块等，将其转换为稳定的、安全的、可以直接供给用电器的稳定的5V电压。继而再通过一个逆变器设备，可以输出220V交流电。