Módulo convertidor reductor de alta potencia basado en el chip XL4016, diseñado para aplicaciones que requieren corrientes de hasta 8A y potencias de hasta 200W. Acepta un voltaje de entrada de 4V a 40V y proporciona una salida ajustable mediante potenciómetro multivuelta de 1.25V a 36V, siempre que el voltaje de entrada sea al menos 1.5V superior al de salida (regla básica de los convertidores reductores). Su frecuencia de conmutación de 180KHz permite un buen equilibrio entre eficiencia y tamaño de componentes. A diferencia del LM2596 (3A) o XL4015 (5A), este módulo llega a 8A, lo que lo hace adecuado para alimentar cargas potentes como motores grandes, tiras LED de alta densidad, sistemas de audio, cargadores de baterías de alta capacidad y fuentes de laboratorio de hasta 200W. Incluye protección térmica, limitación de corriente ajustable mediante potenciómetro adicional (diferente al de voltaje) y diodos Schottky duales para manejar alta corriente.
Especificaciones técnicas:
• Modelo: XL4016 módulo reductor DC-DC
• Chip principal: XL4016 (XLSEMI)
• Topología: Buck (reductor / step-down)
• Voltaje entrada (IN): 4V – 40V DC
• Voltaje salida (OUT): 1.25V – 36V DC (ajustable mediante potenciómetro de voltaje)
• Corriente salida máxima: 8A (pico)
• Corriente salida recomendada continua: 5A – 6A (sin ventilador), 7A-8A (con ventilación forzada)
• Potencia máxima: 200W (teórica), práctica segura 120W-150W
• Eficiencia típica: 85% – 95% (máxima alrededor del 92% a 12V/5A)
• Rizado (ripple) de salida: 30 – 150 mV pico a pico (típico <80mV a carga nominal)
• Frecuencia de conmutación: 180KHz (±15%)
• Regulación de línea: ±0.3%
• Regulación de carga: ±0.3%
• Limitación de corriente: Ajustable mediante potenciómetro independiente (CC/CV)
• Rango de ajuste de corriente: Aprox. 0.2A – 8A (varía según modelo)
• Ajuste de voltaje: Potenciómetro multivuelta (25 vueltas aprox.)
• Ajuste de corriente: Potenciómetro multivuelta (25 vueltas aprox.)
• LEDs indicadores:
• LED rojo: Alimentación (presencia de voltaje de entrada)
• LED azul/verde: Modo CV (voltaje constante) o CC (corriente constante) según modelo
• Componentes principales:
• Inductor de potencia de 47µH – 100µH (alta corriente, núcleo toroidal o blindado)
• Diodos Schottky duales (2× 10A-15A) o disipados
• Condensadores electrolíticos de baja ESR (entrada 220µF-470µF, salida 470µF-1000µF)
• Chip XL4016 con disipador pasivo extraíble
• Disipador de calor de aluminio para el chip
• Potenciómetros multivuelta (voltaje y corriente)
• Protecciones:
• Protección térmica (apagado por sobrecalentamiento >150°C)
• Limitación de corriente ajustable (ciclo por ciclo)
• Protección contra cortocircuito en salida (modo corriente constante)
• Protección de sobrecorriente por detección externa
• Bornes de conexión: Terminales de tornillo (IN+, IN-, OUT+, OUT-)
• Temperatura operativa: -40°C a +85°C (chip), recomendado <70°C en disipador
• Dimensiones PCB: Aprox. 65 x 42 x 25 mm (largo x ancho x alto, incluyendo disipador y potenciómetros)
• Peso: Aprox. 45g – 55g
• Aplicaciones: Fuente de alimentación de laboratorio ajustable (CV/CC), cargador de baterías de litio y plomo-ácido (con limitación de corriente), alimentación para motores DC de alta potencia (8A), tiras LED de alta densidad (hasta 200W), alimentación de amplificadores de audio clase D, sistema de alimentación para impresoras 3D (cama caliente 12V/8A), proyectos de electrólisis, fuente para equipos de radioaficionados de alta potencia, conversión de voltaje industrial (24V/36V a 12V/5V con alta corriente), reemplazo de fuentes ATX voluminosas
Conexión típica:
• IN+ (entrada positiva): Fuente DC positiva (4V a 40V), por ejemplo fuente de 24V/10A
• IN- (entrada negativa): Fuente DC negativa (GND común)
• OUT+ (salida positiva): Carga positiva (voltaje regulado, ej: 12V para tira LED)
• OUT- (salida negativa): Tierra de la carga (conectar a GND de la carga)
Características destacadas:
• Alta corriente (8A pico, 6A continua): Capacidad muy superior al LM2596 (3A) y XL4015 (5A)
• Limitación de corriente ajustable (CC/CV): Funciona como fuente de corriente constante para cargar baterías o alimentar motores de forma segura
• Potencia máxima de 200W: Puede manejar cargas exigentes como camas calientes de impresoras 3D (12V/8A = 96W) o tiras LED de alta potencia
• Protección contra cortocircuitos: Entra en modo CC limitando la corriente, no se daña
• Disipador de calor incluido: Permite corrientes altas sin sobrecalentamiento excesivo
• Condensadores de baja ESR: Mejor respuesta a transitorios y menor rizado
• Doble potenciómetro multivuelta: Ajuste fino y preciso de voltaje y corriente
• Eficiencia superior al 90%: Reduce pérdidas por calor en comparación con reguladores lineales de alta corriente
Relación entrada/salida (potencia máxima práctica):
• Entrada 24V, salida 12V: Eficiencia ~92%, corriente máxima 7A (84W). Entrada: 24V × 3.8A ˜ 91W (aporte)
• Entrada 36V, salida 24V: Eficiencia ~90%, corriente máxima 5A (120W)
• Entrada 12V, salida 5V: Eficiencia ~86%, corriente máxima 8A (40W). Entrada: 12V × 3.9A ˜ 47W
• Entrada 30V, salida 24V (carga constante): Corriente máxima 6A (144W)
• Entrada 40V, salida 35V: Diferencia pequeña (5V), alta eficiencia ~94%, corriente máxima 5A (175W)
Modo CC/CV (Corriente Constante / Voltaje Constante):
• Modo CV (LED azul o verde fijo): El módulo mantiene el voltaje configurado, la corriente varía según la carga (no supera el límite)
• Modo CC (LED rojo o parpadeante): La carga demanda más corriente del límite establecido, el módulo reduce automáticamente el voltaje para mantener la corriente en el valor límite. Esencial para:
• Carga de baterías de litio (4.2V CC/CV)
• Carga de baterías de plomo-ácido (14.4V limitación)
• Alimentación de motores con arranque de alta corriente
• Protección de cargas sensibles a sobrecorriente
• Transición CC/CV: Al conectar una batería descargada, primero opera en CC (corriente constante) y cuando la batería alcanza el voltaje configurado, transiciona a CV (voltaje constante) reduciendo la corriente gradualmente
Aplicaciones detalladas:
• Cargador de baterías Li-Ion 4S (16.8V): Configurar voltaje 16.8V, corriente límite 4A-5A. Conectar batería, primero CC hasta 16.8V, luego CV hasta corriente casi nula.
• Cargador de batería plomo-ácido 12V (14.4V): Configurar 14.4V, corriente límite según capacidad (ej: batería 50Ah ? límite 5A-7A). Carga en tres etapas (bulk, absorción, flotación) si se desea, pero el módulo solo da dos (CC/CV).
• Alimentación de cama caliente de impresora 3D (12V/8A): Configurar 12V, corriente límite 8A. Con 8A la cama caliente (80W-96W) alcanza temperatura rápidamente.
• Fuente de laboratorio ajustable (0-36V, 0-6A): Añadir voltímetro/amperímetro digital y dos perillas externas para ajuste remoto de voltaje y corriente. Útil para probar prototipos, motores, LEDs.
• Alimentación de amplificador de audio clase D (TDA7498, 100W): Fuente de 24V/5A-6A (120W) limpia, con rizado aceptable para audio.
• Reducción de 36V de baterías de litio 10S a 12V para electrónica: Módulo reduce 36V (42V cargado) a 12V/5A para alimentar ventilador, controlador, luces.
• Electrólisis o celdas electroquímicas: Modo CC mantiene corriente constante durante el proceso, ajustando el voltaje automáticamente.
