2024年3月6日发(作者：旷晤)
XL4015 DEMO board manual
版 本：1.1
页 数：第 1 页， 共 6 页
描述
221046A01是为产品XL4015制作的演示板，用于DC8V~36V输入，输出电压5V，输出电流5A的降压恒压应用演示，最高转换效率可以达到93%。
XL4015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1.25V~32V间任意调节。芯片内部集成过流保护、过温保护、短路保护等可靠性模块。
XL4015为标准TO263-5L封装，集成度高，外围器件少，应用灵活。
DEMO原理图
VIN53SWL1 47uH/5ACC105VINCIN220uF/50VVC4XL4015 D1 MBRD1045G21GNDFBC2105COUT330uF/25VR210K1%CFF33nFC1105R13.3K1%VOUT=1.25*(1+R2/R1)
引脚介绍
引脚号
1
2
3
4
5
引脚名称
GND
FB
SW
VC
VIN
接地引脚
反馈引脚，通过外部电阻分压网络，检测输出电压进行调整
功率输出引脚
内部电压调节器旁路电容引脚，需要在VIN与VC引脚之间连接1个1uF电容
电源输入引脚，支持DC8V~36V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
引脚描述
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XL4015 DEMO board manual
版 本：1.1
页 数：第 2 页， 共 6 页
物料清单
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
数量
3
1
1
1
1
1
1
1
1
参考位号
C1,C2,CC
CFF
CIN
COUT
D1
L1
R1
R2
U1
说明
1uF,50V,Ceramic,X7R,0805
33nF,50V,Ceramic,X7R,0603
220uF,50V,Electrolytic,(10*16)
330uF,25V,Electrolytic,(10*12.5)
45V,10A,Schottky Barrier Rectifier,DPAK
47uH,5A,(24*10)
3.3KΩ,1%,1/16W,Thick Film,0603
10KΩ,1%,1/16W,Thick Film,0603
36V,5A,BUCK,DC-DC Converter,TO263-5L
生产商型号
C2012X7R1H105K
C1608X7R1H333K
YXJ-50V-220uF
YXJ-25V-330uF
MBRD1045G
RC0603XR-073301
RC0603XR-071002
XL4015
生产商
TDK
TDK
Rubycon
Rubycon
ONSEMI
Yageo
Yageo
XLSEMI
性能数据
转换效率
VIN=8V
VIN(V)
8.362
8.347
8.319
8.291
8.262
8.232
8.202
8.171
8.141
8.109
8.077
8.044
8.011
8.210
8.175
8.135
8.102
8.065
8.029
8.383
8.345
8.309
8.272
8.233
8.194
8.155
IIN(A)
0.069
0.132
0.258
0.386
0.517
0.649
0.784
0.922
1.061
1.203
1.348
1.495
1.644
1.748
1.897
2.067
2.218
2.380
2.540
2.583
2.745
2.904
3.066
3.237
3.405
3.577
VOUT(V)
5.020
5.019
5.017
5.015
5.013
5.012
5.011
5.010
5.009
5.012
5.012
5.015
5.018
5.020
5.023
5.026
5.030
5.034
5.038
5.043
5.046
5.048
5.050
5.052
5.053
5.054
IOUT(A)
0.1
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
3.2
3.4
3.6
3.8
4.0
4.2
4.4
4.6
4.8
5.0
EFF(%)
87.01
91.11
93.50
94.02
93.89
93.81
93.51
93.10
92.79
92.48
92.07
91.74
91.44
90.95
90.69
89.67
89.57
89.17
88.93
88.50
88.11
87.87
87.61
87.20
86.93
86.63
VIN(V)
12.37
12.35
12.33
12.31
12.28
12.28
12.26
12.24
12.22
12.20
12.18
12.16
12.13
12.11
12.09
12.07
12.05
12.02
12.22
12.20
12.18
12.16
12.13
12.11
12.08
12.06
IIN(A)
0.050
0.093
0.180
0.268
0.357
0.446
0.537
0.630
0.723
0.818
0.914
1.012
1.110
1.210
1.309
1.418
1.517
1.621
1.691
1.792
1.898
2.001
2.105
2.214
2.320
2.427
VIN=12V
VOUT(V)
5.021
5.015
5.011
5.012
5.012
5.013
5.013
5.015
5.019
5.022
5.027
5.034
5.039
5.044
5.049
5.050
5.051
5.053
5.056
5.058
5.060
5.063
5.064
5.066
5.068
5.069
IOUT(A)
0.1
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
3.2
3.4
3.6
3.8
4.0
4.2
4.4
4.6
4.8
5.0
EFF(%)
81.18
87.33
90.31
91.15
91.46
91.53
91.37
91.05
90.89
90.58
90.31
90.00
89.82
89.50
89.33
88.52
88.42
88.17
88.08
87.92
87.55
87.39
87.26
86.92
86.80
86.59
第 2 页 ，共 6 页
XL4015 DEMO board manual
VIN=24V
VIN(V)
24.17
24.17
24.16
24.15
24.14
24.13
24.12
24.11
24.10
24.10
24.09
24.08
24.07
24.06
24.05
24.04
24.03
24.02
24.01
24.00
24.00
23.98
23.97
23.96
23.95
23.94
IIN(A)
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1.083
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1.184
1.226
VOUT(V)
5.031
5.029
5.027
5.026
5.025
5.026
5.033
5.043
5.036
5.038
5.044
5.053
5.066
5.070
5.074
5.079
5.084
5.087
5.091
5.095
5.099
5.102
5.103
5.104
5.105
5.092
IOUT(A)
0.1
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
3.2
3.4
3.6
3.8
4.0
4.2
4.4
4.6
4.8
5.0
EFF(%)
71.78
80.03
85.80
87.94
88.58
88.63
88.48
88.74
88.68
88.54
88.53
88.61
88.77
88.51
87.91
86.94
86.91
86.65
86.64
86.65
86.54
86.50
86.49
86.49
86.41
86.74
VIN(V)
36.23
36.23
36.23
36.23
36.27
36.25
36.24
36.23
36.22
36.21
36.20
36.19
36.19
36.18
36.17
36.16
36.15
36.14
36.13
36.12
36.11
36.10
36.09
36.08
36.07
36.07
版 本：1.1
页 数：第 3 页， 共 6 页
VIN=36V
IIN(A)
0.022
0.038
0.069
0.100
0.132
0.163
0.195
0.227
0.260
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0.325
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0.560
0.595
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0.745
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VOUT(V)
5.040
5.043
5.037
5.036
5.036
5.038
5.040
5.043
5.045
5.049
5.050
5.056
5.070
5.076
5.073
5.090
5.090
5.089
5.091
5.094
5.096
5.098
5.103
5.105
5.104
5.103
IOUT(A)
0.1
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
3.2
3.4
3.6
3.8
4.0
4.2
4.4
4.6
4.8
5.0
EFF(%)
63.23
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80.60
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84.15
85.26
85.58
85.85
85.72
85.95
85.85
85.85
85.99
85.83
86.31
86.18
85.66
85.49
85.26
85.07
84.89
84.13
83.51
83.44
82.73
82.54
转换效率： 线性调整率与负载调整率：
Efficiency VS Load current10095Output voltage VS Output current5.35.29085 VIN=8V,VOUT=5V,IOUT=0.1A~5A VIN=12V,VOUT=5V,IOUT=0.1A~5A VIN=24V,VOUT=5V,IOUT=0.1A~5A VIN=36V,VOUT=5V,IOUT=0.1A~5AEfficiency(%)800.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.0 Vin=8V,Vout=5V Vin=12V,Vout=5V Vin=24V,Vout=5V Vin=36V,Vout=5VOutput
voltage(V)5.15.0
4.94.84.70.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.0
Load current(A)
Output current(A)
第 3 页 ，共 6 页
XL4015 DEMO board manual
版 本：1.1
页 数：第 4 页， 共 6 页
DEMO实物图
PCB布局
40mm
50mm
顶层 底层
第 4 页 ，共 6 页
XL4015 DEMO board manual
版 本：1.1
页 数：第 5 页， 共 6 页
应用信息
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10uF的输入电容器就足够了, 它的放置位置尽可能靠近XL4015的位置上。最大RMS电容器电流由下式给出：
√VOUT(VIN-VOUT)
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/2。在未使用陶瓷电容IRMS≈IMAX*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
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：
△VOUT≈△IL*(ESR+1)
8*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
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：
VOUTVOUTL=*(1-)
VIN(MAX)F*△IL续流二极管
续流二极管建议使用肖特基二极管，比如MBRD1045G。它的额定值为平均正向电流10A和反向电压45V。5A电流下典型正向电压为0.51V。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)=典型应用器件快速选择表
输出电压/电流
5V/3A
5V/4A
5V/5A
PCB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. 输入陶瓷电容靠近芯片VIN与GND引脚，电解电容正极靠近芯片VIN引脚，负极靠近肖特基阳极。
IOUT(VIN-VOUT)
VIND1
B540C
MBRD1045G
MBRD1045G
R1
3.3K
3.3K
3.3K
R2
10K
10K
10K
COUT
220μF/16V
220μF/16V
330μF/16V
CIN
47μF/50V
100μF/50V
220μF/50V
L1
47μH/3A
47μH/4A
47μH/5A
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XL4015 DEMO board manual
典型应用
VIN=15V~36V，VOUT=12V，IOUT=0~4A的降压型变换器
VIN5SWL1 47uH/5A版 本：1.1
页 数：第 6 页， 共 6 页
3CC105VINCIN220uF/50VVC4XL401521GNDFB D1 MBRD1045GC2105COUT330uF/25VR210.5K1%CFF33nFC1105R11.2K1%VOUT=1.25*(1+R2/R1)
转换效率： 线性调整率与负载调整率：
Efficiency VS Load current100959085Output voltage VS Output current13.012.812.612.4Output
voltage(V)Efficiency(%)800.00.51.01.52.02.53.03.54.012.212.011.811.611.411.211.00.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.0 Vin=15V,Vout=12V Vin=24V,Vout=12V Vin=36V,Vout=12V
VIN=15V,VOUT=12V,IOUT=0.1A~4A VIN=24V,VOUT=12V,IOUT=0.1A~4ALoad current(A)Output current(A)
第 6 页 ，共 6 页
2024年3月6日发(作者：旷晤)
XL4015 DEMO board manual
版 本：1.1
页 数：第 1 页， 共 6 页
描述
221046A01是为产品XL4015制作的演示板，用于DC8V~36V输入，输出电压5V，输出电流5A的降压恒压应用演示，最高转换效率可以达到93%。
XL4015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1.25V~32V间任意调节。芯片内部集成过流保护、过温保护、短路保护等可靠性模块。
XL4015为标准TO263-5L封装，集成度高，外围器件少，应用灵活。
DEMO原理图
VIN53SWL1 47uH/5ACC105VINCIN220uF/50VVC4XL4015 D1 MBRD1045G21GNDFBC2105COUT330uF/25VR210K1%CFF33nFC1105R13.3K1%VOUT=1.25*(1+R2/R1)
引脚介绍
引脚号
1
2
3
4
5
引脚名称
GND
FB
SW
VC
VIN
接地引脚
反馈引脚，通过外部电阻分压网络，检测输出电压进行调整
功率输出引脚
内部电压调节器旁路电容引脚，需要在VIN与VC引脚之间连接1个1uF电容
电源输入引脚，支持DC8V~36V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
引脚描述
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版 本：1.1
页 数：第 2 页， 共 6 页
物料清单
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
数量
3
1
1
1
1
1
1
1
1
参考位号
C1,C2,CC
CFF
CIN
COUT
D1
L1
R1
R2
U1
说明
1uF,50V,Ceramic,X7R,0805
33nF,50V,Ceramic,X7R,0603
220uF,50V,Electrolytic,(10*16)
330uF,25V,Electrolytic,(10*12.5)
45V,10A,Schottky Barrier Rectifier,DPAK
47uH,5A,(24*10)
3.3KΩ,1%,1/16W,Thick Film,0603
10KΩ,1%,1/16W,Thick Film,0603
36V,5A,BUCK,DC-DC Converter,TO263-5L
生产商型号
C2012X7R1H105K
C1608X7R1H333K
YXJ-50V-220uF
YXJ-25V-330uF
MBRD1045G
RC0603XR-073301
RC0603XR-071002
XL4015
生产商
TDK
TDK
Rubycon
Rubycon
ONSEMI
Yageo
Yageo
XLSEMI
性能数据
转换效率
VIN=8V
VIN(V)
8.362
8.347
8.319
8.291
8.262
8.232
8.202
8.171
8.141
8.109
8.077
8.044
8.011
8.210
8.175
8.135
8.102
8.065
8.029
8.383
8.345
8.309
8.272
8.233
8.194
8.155
IIN(A)
0.069
0.132
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3.577
VOUT(V)
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5.017
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5.012
5.012
5.015
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5.020
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5.038
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5.050
5.052
5.053
5.054
IOUT(A)
0.1
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
3.2
3.4
3.6
3.8
4.0
4.2
4.4
4.6
4.8
5.0
EFF(%)
87.01
91.11
93.50
94.02
93.89
93.81
93.51
93.10
92.79
92.48
92.07
91.74
91.44
90.95
90.69
89.67
89.57
89.17
88.93
88.50
88.11
87.87
87.61
87.20
86.93
86.63
VIN(V)
12.37
12.35
12.33
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12.28
12.28
12.26
12.24
12.22
12.20
12.18
12.16
12.13
12.11
12.09
12.07
12.05
12.02
12.22
12.20
12.18
12.16
12.13
12.11
12.08
12.06
IIN(A)
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2.427
VIN=12V
VOUT(V)
5.021
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5.011
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5.012
5.013
5.013
5.015
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5.022
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5.051
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5.068
5.069
IOUT(A)
0.1
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
3.2
3.4
3.6
3.8
4.0
4.2
4.4
4.6
4.8
5.0
EFF(%)
81.18
87.33
90.31
91.15
91.46
91.53
91.37
91.05
90.89
90.58
90.31
90.00
89.82
89.50
89.33
88.52
88.42
88.17
88.08
87.92
87.55
87.39
87.26
86.92
86.80
86.59
第 2 页 ，共 6 页
XL4015 DEMO board manual
VIN=24V
VIN(V)
24.17
24.17
24.16
24.15
24.14
24.13
24.12
24.11
24.10
24.10
24.09
24.08
24.07
24.06
24.05
24.04
24.03
24.02
24.01
24.00
24.00
23.98
23.97
23.96
23.95
23.94
IIN(A)
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0.052
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1.184
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VOUT(V)
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5.027
5.026
5.025
5.026
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5.038
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5.066
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5.074
5.079
5.084
5.087
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5.103
5.104
5.105
5.092
IOUT(A)
0.1
0.2
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0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
3.2
3.4
3.6
3.8
4.0
4.2
4.4
4.6
4.8
5.0
EFF(%)
71.78
80.03
85.80
87.94
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88.63
88.48
88.74
88.68
88.54
88.53
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88.77
88.51
87.91
86.94
86.91
86.65
86.64
86.65
86.54
86.50
86.49
86.49
86.41
86.74
VIN(V)
36.23
36.23
36.23
36.23
36.27
36.25
36.24
36.23
36.22
36.21
36.20
36.19
36.19
36.18
36.17
36.16
36.15
36.14
36.13
36.12
36.11
36.10
36.09
36.08
36.07
36.07
版 本：1.1
页 数：第 3 页， 共 6 页
VIN=36V
IIN(A)
0.022
0.038
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0.100
0.132
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VOUT(V)
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5.036
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5.040
5.043
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5.090
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5.105
5.104
5.103
IOUT(A)
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1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
3.2
3.4
3.6
3.8
4.0
4.2
4.4
4.6
4.8
5.0
EFF(%)
63.23
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85.85
85.85
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86.31
86.18
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85.26
85.07
84.89
84.13
83.51
83.44
82.73
82.54
转换效率： 线性调整率与负载调整率：
Efficiency VS Load current10095Output voltage VS Output current5.35.29085 VIN=8V,VOUT=5V,IOUT=0.1A~5A VIN=12V,VOUT=5V,IOUT=0.1A~5A VIN=24V,VOUT=5V,IOUT=0.1A~5A VIN=36V,VOUT=5V,IOUT=0.1A~5AEfficiency(%)800.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.0 Vin=8V,Vout=5V Vin=12V,Vout=5V Vin=24V,Vout=5V Vin=36V,Vout=5VOutput
voltage(V)5.15.0
4.94.84.70.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.0
Load current(A)
Output current(A)
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XL4015 DEMO board manual
版 本：1.1
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DEMO实物图
PCB布局
40mm
50mm
顶层 底层
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XL4015 DEMO board manual
版 本：1.1
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应用信息
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10uF的输入电容器就足够了, 它的放置位置尽可能靠近XL4015的位置上。最大RMS电容器电流由下式给出：
√VOUT(VIN-VOUT)
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/2。在未使用陶瓷电容IRMS≈IMAX*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
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：
△VOUT≈△IL*(ESR+1)
8*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
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：
VOUTVOUTL=*(1-)
VIN(MAX)F*△IL续流二极管
续流二极管建议使用肖特基二极管，比如MBRD1045G。它的额定值为平均正向电流10A和反向电压45V。5A电流下典型正向电压为0.51V。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)=典型应用器件快速选择表
输出电压/电流
5V/3A
5V/4A
5V/5A
PCB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. 输入陶瓷电容靠近芯片VIN与GND引脚，电解电容正极靠近芯片VIN引脚，负极靠近肖特基阳极。
IOUT(VIN-VOUT)
VIND1
B540C
MBRD1045G
MBRD1045G
R1
3.3K
3.3K
3.3K
R2
10K
10K
10K
COUT
220μF/16V
220μF/16V
330μF/16V
CIN
47μF/50V
100μF/50V
220μF/50V
L1
47μH/3A
47μH/4A
47μH/5A
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XL4015 DEMO board manual
典型应用
VIN=15V~36V，VOUT=12V，IOUT=0~4A的降压型变换器
VIN5SWL1 47uH/5A版 本：1.1
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3CC105VINCIN220uF/50VVC4XL401521GNDFB D1 MBRD1045GC2105COUT330uF/25VR210.5K1%CFF33nFC1105R11.2K1%VOUT=1.25*(1+R2/R1)
转换效率： 线性调整率与负载调整率：
Efficiency VS Load current100959085Output voltage VS Output current13.012.812.612.4Output
voltage(V)Efficiency(%)800.00.51.01.52.02.53.03.54.012.212.011.811.611.411.211.00.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.0 Vin=15V,Vout=12V Vin=24V,Vout=12V Vin=36V,Vout=12V
VIN=15V,VOUT=12V,IOUT=0.1A~4A VIN=24V,VOUT=12V,IOUT=0.1A~4ALoad current(A)Output current(A)
第 6 页 ，共 6 页