Buck-Boost Converter mit TPS63061

In diesem Artikel geht es um einen kleinen Buck-Boost Converter mit einem TPS63061 von Texas Instruments.

Was ist jetzt ein Buck – Boost Converter?

Allgemein gesagt, es ist ein Gleichspannungswandler. Die Eingangsspannung kann dabei höher oder niedriger als die Ausgangsspannung sein. Es gibt auch Wandler, die entweder eine niedrigere Spannung in eine höhere Spannung (Vin < Vout, Step-Up oder Boost Converter) oder aus einer höheren Spannung eine niedrigere Spannung wandeln (Vin > Vout, Step-Down oder Buck Converter). Ein Buck – Boost Converter, also ein Step – Up / Step -Down Conveter beinhaltet beide Eigenschaften. D.h. die Eingangsspannung darf höher oder kleiner als die Ausgangsspannung sein.

TPS63061 paar kleine Eigenschaften

Min Max
Eingangsspannung 2,5V DC 12V DC
Ausgangsstrom 2A*
Effizienz 95%

*Der maximale Ausgangsstrom richtet sich nach der Eingangsspannung.

Schaltplan

Außer der eigentlichen Beschaltung des Reglers habe ich noch zusätzliche Status LEDs eingebaut. Eine grüne LED für die Eingangsspannung, blaue LED für die Ausgangsspannung und eine rote LED, die dann aufleuchtet, wenn die Eingangsspannung verpolt wird. Als Verpolungsschutz dient ein P – Kanal MOSFET.

Platine

Zum Layout gibt es nicht viel zu sagen. Ist eine 2 Layer Platine. Die Ein- und Ausgänge wurden mit je einer Buchse  und einer zweipoligen Stiftleiste versehen. Die Massefläche dient gleichzeitig zur Wärmeabfuhr des Wandlers. Eine kleine weiße Fläche um die Ausgangsspannung zu notieren.

Die Platinen habe ich bei OSH Park bestellt und die drei Exemplare haben mich ca. 10€ gekostet.

Paar Worte zum Auflöten des Reglers

Das IC vom TPS63061 hat auf der Unterseite einen Pad, den man an möglichst große Massefläche anlöten sollte. Ich habe auf der Unterseite direkt unter dem IC  einen Bereich vom Lack freigestellt, um es irgendwie mit dem Lötkolben anzulöten, bin dann aber letztendlich doch an ein Reflow – Ofen dran gekommen und habe es da drin gebacken. Eine andere Alternative wäre mit Heißluftföhn zu löten.

Zuerst habe ich etwas Lötpaste aufgetragen. Einfach nur ein kleiner Klecks, da ich keine Schablone habe. Im Nachhinein ist mir dann eingefallen, dass ich eine Gebrauchte Schablone nehmen könnte, und darauf eine Öffnung aussuchen, die ungefähr zu dem Pad passt und könnte damit die Paste drüber rackeln. Naja, beim nächsten Mal.

Im nächsten Schritt habe ich vorsichtig den Chip aufgesetzt. Man muss dabei aufpassen, dass man die Paste nicht verschmiert. Es könnte sonst ein Kurzschluss zwischen den Pins oder den Pins und dem Pad entstehen.

Der Chip sitzt, also ab in den Ofen damit. Nach dem das Reflow – Löten vorbei war, habe ich nochmal gecheckt, ob der Chip noch korrekt ausgerichtet ist. Im schlimmsten Fall können die ICs  beim Schmelzen der Lötpaste „wegschwimmen“. Die Wahrscheinlichkeit war umso höher, da ich die Paste nicht gleichmäßig aufgetragen habe.

Den Rest der Lötarbeiten habe ich dann mit der Lötstation erledigt. 😉

Nun kann ich so Einiges von meinem Spielzeug mit 2 – 8 Akkus/Batterien versorgen.

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