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标题: XL4015模块的散热改进措施及方法探讨 [打印本页]

作者: hfld 时间: 2025-1-22 15:56
标题: XL4015模块的散热改进措施及方法探讨
本帖最后由 hfld 于 2025-1-23 11:16 编辑

使用过XL4015模块的人都会有个感觉：就是发热大，甚至有的人会因此全面否定XL4015，认为使用它做的可调电源没啥实用价值。

其实这不赖XL4015模块，XL4015是一个性能很不错的国产芯片：
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问题要归咎于X宝上的无良商家。

我从X宝两个不同的店里买了两个红版的XL4015模块，放在一起比较了一下：

左边电感是立式，右边电感是卧式，但很明显感觉两个电感的大小差异很大。
除此之外，还有如下不同：
1、电容规格不同：左边的电容容量大50V 220uF，而且体积也大，右边的输入和输出滤波电容还不一样，比左边的容量小。
2、XL4015芯片也不一样，左边的有XL.SEMI字样，右边没有，不知哪一个是假的。
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电感对比，左边大一些。
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通电加负载，两个都能正常运行，但就一个问题：热！

没有测温仪器，只能用手直观的感受一下各个元件的热的不同程度：
1、电感最热，上面左、右电感都很热，电流1A时热的已不能直接用手触摸。虽然左边的电感大一圈，但热的程度并没有改善，难道绕线是铁丝？
2、电感旁边的肖特基二极管SS54是第二热，仅次于电感。
3、排第三热的才是XL4015芯片。
4、排第四热的是贴片电解电容。但左边板子电容发热量比右边的小得多。
5、排第五热的是电路板背面。

量了一下两个电感容量是47uH，于是从网上买了个线径1mm容量为47uH的电感，电流是10A。
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对比了一下：
左边是线径1mm的容量为47uH的新购的电感，右边是从上面左边电路板上拆下的电感。
[attach]2305063[/attach]

换上新电感。
同时新买一个SS54肖特基二极管叠焊到原来二极管的上面，相当于两个SS54肖特基二极管并联，这样在运行时，每个SS54肖特基二极管会分摊一半的电流，从而降低发热量。
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其实，在XL4015白皮书中给出的典型电路中，输入和输出滤波电容的容量是470uF，而被X宝商家换成了220uF，基至100uF容量的电容。
考虑到我这块板子的220uF的帖片电解电容发热量不太大，就不更换了。而且帖片电容更换不太好操作，而且如果电容尺寸太大也不好放置。
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然后在XL4015芯片和SS54肖特基二极管上贴上散热片。
[attach]2305065[/attach]

再就是将电路板背面贴上一定厚度的导热硅胶，然后下面再加一个与电路板尺寸匹配的铝散热片，尺寸是50mm*25mm*5mm
横视图：
[attach]2305067[/attach]

侧视图：
[attach]2305068[/attach]
再通电加负载测试：3A的电流，电感已感觉不到热度，XL4015和肖特基二极管SS54微热，电容微热。
然后我又在散热器上加一个50度的温控开关，当温度大于50度时风扇开始转。后来感觉50度还是大了，应该加个40度的。因为在3.5A时风扇基本不转，要相当长时间才达到50度。

3.6A的电流，风扇基本不转。
（这个可调电源制作看这个帖子：https://www.mydigit.cn/thread-492269-1-1.html）
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[attach]2305070[/attach]

以上是本人对XL4015模块散热的改进措施和方法，欢迎有兴趣的坛友来讨论！
（完）

作者: yiguangqiang 时间: 2025-1-22 16:31
电路板背面是通过过孔给主芯片散热的，所以它排在芯片热度之后

作者: 1325133 时间: 2025-1-22 17:04
为何我总感觉，你那背面粘的就是普通的黑泡沫棉？

作者: hfld 时间: 2025-1-22 17:09

1325133 发表于 2025-1-22 17:04
为何我总感觉，你那背面粘的就是普通的黑泡沫棉？

导热硅胶，千真万确！

因为是从一个坏的联想笔记本电源里扣下来的。

作者: 理想 时间: 2025-1-22 17:12
学习了，还可以这样用呀

作者: qiuyu1897 时间: 2025-1-22 18:26
一个风扇对着吹就解决了

作者: 石墨 时间: 2025-1-22 18:33
不错

楼主可以把4015贴片封装换成直插封装，更好加大散热片

作者: yhky 时间: 2025-1-22 18:52

[attach]2305197[/attach][attach]2305198[/attach][attach]2305199[/attach]
建议换这种电感和肖特基，然后输入输出再加几颗低ESR的22uF/47uF钽电容或者1812以上封装的陶瓷电容，换上去再看看芯片性能如何

作者: m3132427 时间: 2025-1-22 20:46
直接装个风扇直接简单

作者: 2n3055 时间: 2025-1-22 21:33
对于可调的buck电路，效率肯定要比固定输出的buck电路低。
这种电路的发热点一个是电感，另一个就是续流二极管，
而输入输出电容要根据DataSheet里进行选择，它主要影响输出供电质量，容量太小纹波大，容量太大则有可能电路自激。
对于电感，要根据频率，电流进行选择，尽可能把线损、磁损降下来，像把黄白环换成铁硅铝环就是个不错的选择。
对于续流二极管，如果能用同步整流是最好，但是这受制于芯片，用多个肖特基并联也能进一步降低损耗。

作者: 雄鹰30742 时间: 2025-1-22 21:34
力大砖飞，设计上的缺陷一定程度上能用堆料解决，当然普遍的用料不足确实是个问题

作者: hfld 时间: 2025-1-22 21:45

2n3055 发表于 2025-1-22 21:33
对于可调的buck电路，效率肯定要比固定输出的buck电路低。
这种电路的发热点一个是电感，另一个就是续流二 ...

你是行家！！

作者: hfld 时间: 2025-1-22 21:46

yhky 发表于 2025-1-22 18:52
建议换这种电感和肖特基，然后输入输出再加几颗低ESR的22uF/47uF钽电容或者1812以上封装的陶瓷电容，换 ...

谢谢，受教了

作者: hfld 时间: 2025-1-22 21:48

qiuyu1897 发表于 2025-1-22 18:26
一个风扇对着吹就解决了

风扇要吹，电感也要替换，多管齐下，效果才好

作者: hfld 时间: 2025-1-22 21:49

石墨发表于 2025-1-22 18:33
不错

楼主可以把4015贴片封装换成直插封装，更好加大散热片

确实是的，但模块尺寸问题也要考虑

作者: wqwq212 时间: 2025-1-22 22:00
散热方法比较多，还是风冷简单方便。

作者: hfld 时间: 2025-1-22 22:40

wqwq212 发表于 2025-1-22 22:00
散热方法比较多，还是风冷简单方便。

风冷简单方便，但风冷是治标不治本，风冷优先级放在后面

作者: bandler 时间: 2025-1-23 00:19
用同步整流二极管DK45R10，替换肖特基二极管SS54，试试。
https://www.mydigit.cn/thread-473767-1-1.html

作者: ar_zxy 时间: 2025-1-23 09:47
XL4015是卧式安装的，电流5A。我做过一个XL4016的，立式插件安装，电流大一点，标称8A，IC跟肖特基都装散热片，电感拆ATX电源里面的共模电感自己绕的，比10A的大，集中供电用了几年，都是比较大的负载，从来没休息过

作者: yaaaya 时间: 2025-1-23 09:56
我用的是2596版本的可调模块，不过是铝基板的，散热直接粘在铝型材上就可以了

作者: sadfun 时间: 2025-1-23 10:15
用同步整流二极管DK45R10，替换肖特基二极管SS54，还能增加效率，而且不用散热片

作者: hfld 时间: 2025-1-23 10:32

bandler 发表于 2025-1-23 00:19
用同步整流二极管DK45R10，替换肖特基二极管SS54，试试。
https://www.mydigit.cn/thread-473767-1-1.html ...

学习了，回头尝试一下换个理想二极管

作者: hfld 时间: 2025-1-23 10:35

ar_zxy 发表于 2025-1-23 09:47
XL4015是卧式安装的，电流5A。我做过一个XL4016的，立式插件安装，电流大一点，标称8A，IC跟肖特基都装散热 ...

看来4016性能还是强不少，立式插件封装的散热好，电流也大

作者: hfld 时间: 2025-1-23 10:42

sadfun 发表于 2025-1-23 10:15
用同步整流二极管DK45R10，替换肖特基二极管SS54，还能增加效率，而且不用散热片 ...

确实不错

作者: hfld 时间: 2025-1-23 10:55

yaaaya 发表于 2025-1-23 09:56
我用的是2596版本的可调模块，不过是铝基板的，散热直接粘在铝型材上就可以了 ...

2596电流小点，铝基板散热好搞

作者: hbdj1234 时间: 2025-1-24 14:17
可以让风扇电流低的情况下，低速转，大电流高速转，解决风扇噪音大问题

作者: cdxwg 时间: 2025-1-24 21:39
解决散热的办法真不少

作者: 80586 时间: 2025-1-24 23:04
这个鸡毛板子如果你要用恒流的话，要注意上电时负载不能太大，如果太大有可能会把LM317给运放稳压输入端拉低造成供电不稳导致不恒流输出电压飞上去烧东西，如果可以把运放单独供电就稳定一些。
我用过这板子，但发现没有拆机的通讯电源模块好，如果没有恒流需求不建议用这板子。一个是效率一个稳定性。
如果有需要可调电源还是建议买成品，二手的都是烂白菜价了，保护，稳定性，精度都好过这种DIY的可调电源

作者: yhky 时间: 2025-1-25 13:51

sadfun 发表于 2025-1-23 10:15
用同步整流二极管DK45R10，替换肖特基二极管SS54，还能增加效率，而且不用散热片 ...

东科的这种理想二极管工作频率较低，通常应用于AC/DC电源的输出同步整流，普通硅开关管的典型频率60KHz，近几年流行的淦开关管的典型频率120KHz。而对于低压的DC/DC电源开关频率较高，像XL4015的180KHz对它来说就已经超出范围了，可能引起严重故障例如严重发热或者共通短路。

作者: hfld 时间: 2025-1-25 23:00
本帖最后由 hfld 于 2025-1-25 23:02 编辑

yhky 发表于 2025-1-25 13:51
东科的这种理想二极管工作频率较低，通常应用于AC/DC电源的输出同步整流，普通硅开关管的典型频率60KHz， ...

多谢指点！看来还不能随便换

作者: hfld 时间: 2025-1-25 23:25

80586 发表于 2025-1-24 23:04
这个鸡毛板子如果你要用恒流的话，要注意上电时负载不能太大，如果太大有可能会把LM317给运放稳压输入端拉 ...

我这个板子稳压用的78L05，不知是否和LM317差不多？

作者: weln2016 时间: 2025-1-26 13:29
我选右边

作者: 穿云鹤 时间: 2025-1-26 18:43
我一直在用，没有加大散热，只是电流都是在3a以下，用几年了。

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