Komponen IC dari XLSEMI XL6009 sudah cukup banyak diperjualbelikan sebagai bagian dari papan sistem buck converter. Karena harga modulnya relatif cukup terjangkau, patut diduga komponen ini banyak dipergunakan sebagai bagian dari sistem elektronika yang lebih besar. Meskipun begitu ternyata ada risiko penggunaan dari komponen ini. Hal ini sudah cukup banyak dibahas di berbagai sumber di Internet, halaman ini hanya akan merangkum dari beberapa sumber.
Inti permasalahan adalah aktivasi fitur UVLO (undervoltage lockout) milik XL6009 di sistem papan. Fitur UVLO ini adalah fitur pengaman yang akan aktif saat tingkat (level) tegangan masukan berada di bawah ambang batas tertentu. Saat itu terjadi fitur UVLO akan mematikan operasi IC sehingga tidak akan menghasilkan tegangan keluaran yang tak terkendali. Saat tingkat tegangan masukan kembali di atas ambang batas minimal, IC akan restart dan tegangan keluaran akan kembali dihasilkan.
- https://en.wikipedia.org/wiki/Undervoltage-lockout
- What is the UVLO function?
- What is an under-voltage lockout (UVLO) function?
- Why should you use UVLO in your power converter designs?
- DC to DC Converter Protection : Under Voltage Lock-out
- Under Voltage Lockout Circuit
- Understanding Undervoltage Lockout in Power Devices
Sayangnya terdapat modul dengan inti IC XL6009 yang fitur UVLO-nya tidak diaktifkan secara default. Beberapa sumber rujukan lain menyatakan bahwa memang di level IC-nya pun fitur ini bermasalah. Ini dalam praktik terbukti dapat menimbulkan risiko bahaya bagi sistem yang dilayaninya. Beberapa sistem elektronik cukup sensitif terhadap kelebihan tegangan catu daya meskipun hanya berlangsung hanya dalam waktu yang cukup singkat.
Gambar 1. Papan sistem/modul XL6009.
Gambar 2. Papan sistem/modul XL6009.
Gambar 1 dan Gambar 2 menunjukkan contoh papan/modul XL6009 yang juga memiliki risiko masalah. Yaitu jika tegangan masukan/input berada di bawah level sekitar 3 volt, alih-alih IC mematikan tegangan keluaran yang terjadi malah tingkat tegangan keluaran saat itu akan melonjak menjadi sekitar 50 volt. Ini kondisi yang berbahaya bagi sistem yang dicatu oleh modul tersebut. Kondisi ini mungkin terjadi jika sumber tegangan untuk modul XL6009 adalah sel baterai yang nilai tegangannya dapat turun jauh dari level awalnya.
- XL6009 datasheet
- XL6009 DC-DC Buck Boost Converter Module
- DC-DC Step Up Boost 4A – XL6009
- XL60XX deign guide
- Hackaday DC-DC Boost Converter Module
Gambar 3. Fitur UVLO yang dicantumkan dalam datasheet.
Gambar 4. Contoh rangkaian dasar modul berdasarkan datasheet.
Gambar 3 memperlihatkan adanya fitur UVLO di IC XL6009 berdasarkan datasheet, meskipun tidak dibahas lebih lanjut. Di Gambar 4 dapat terlihat bahwa fitur UVLO perlu “diaktifkan” oleh penggguna bersamaan dengan aktivasi EN. Maksudnya, jika di pin tersebut diberi tegangan high (antara 1,4 V sampai level Vcc) maka IC akan beroperasi, sedangkan jika turun sampai 0,8 V maka IC akan berhenti bekerja. Hal ini menjadi masalah karena umumnya papan/modul XL6009 secara ringkas selalu menghubungkan pin EN ke level tegangan high yaitu input seperti contoh di Gambar 5 atau floating yang juga sama akan dianggap sebagai enabled.
Gambar 5. Contoh desain dari Hackaday.
Pengaturan di IC XL6009 ini berbeda, misalnya, dengan cara pengaturan di IC Texas Instruments LM2577 yang nilai ambang batasnya sudah ditetapkan (lihat Gambar 6).
Gambar 6. Contoh pengaturan UVLO di LM2577.
Salah satu tawaran solusi jika tetap hendak mempergunakan modul dengan IC XL6009 adalah dengan melakukan modifikasi sebagaimana dicontohkan di Gambar 7.
Gambar 7. Aktivasi UVLO berdasarkan design guide.
Berikut beberapa pembahasan mengenai risiko bahaya jika tegangan masukan modul XL6009 berada di bawah ambang batas:
- XL6009 DC-DC converter chip issue
- Obtaining +/- Supplies From A Single Power Supply
- WARNING! Cheap step up / down converter – surprise … XL6009
Untuk menyimak penjelasan dan contoh-contoh lainnya silakan mengunjungi playlist YouTube berikut ini.