48 Вольт, 5 Ампер и 240 Ватт или блок питания который смог удивить

Многие знают мою тягу к разным блокам питания. Я обозревал блоки питания на 5, 12, 24 и 36 Вольт, а сегодня подошла очередь следующей ступени, БП на 48 Вольт.
В общем на мой операционный стол попал блок питания на 48 Вольт и 240 Ватт, будем разбирать, измерять, тестировать, ну и конечно анализировать.

Как то давненько я не разбирал блоки питания, даже скучать по ним начал.
Вообще этот блок питания лежал у меня уже давно, все как то руки не доходили, но вот дошли, тем более что БП вполне полезный.

Пришел этот блок питания в такой же стандартной белой коробке как и все остальные, вообще такая упаковка присутствует и у брендовых БП.
Конструктивно блок питания выполнен в металлическом кожухе.
На одной из боковых сторон расположен переключатель диапазона входного напряжения.
На другой наклейка, информирующая о том, что перед нами блок питания со следующими характеристиками:
Входное напряжение 110/220 Вольт

Выходное напряжение — 48 Вольт
Выходной ток — 5 Ампер
Максимальная мощность — 240 Ватт
Размеры — 200 х 110 x 50 мм

Внешне к блоку питания претензий не возникло, да и не отличается он внешне от сотен моделей других БП такого формфактора, ну разве что размерами.
Хотя есть небольшой отличие.
В прошлом обзоре модели 36 Вольт 10 Ампер БП был «зеркальным» по отношению к этому.
Иногда это может быть важно.

На одном из торцов расположен клеммник для подключения питания, заземления и нагрузки.

Клеммник допускает подключение трех выходных линий, но внутри они соединены вместе, так как БП одноканальный. Такое может быть удобно при подключении нескольких потребителей и чаще всего встречается у относительно мощных блоков питания

В этот раз крышку клеммника не получится поднять на 90 градусов, как это можно было сделать у предыдущих моделей. Хоть и небольшой, но все таки минус.
Между корпусом и клеммником приютился регулятор выходного напряжения и светодиод индикации включения БП. Причем именно приютился, при беглом взгляде можно подумать что их нет.

Так как снаружи смотреть больше не на что, то полезем внутрь 🙂
Внутри все та же классика как она есть, Г-образное шасси, которое закрывается такой же Г-образной перфорированной крышкой. Шасси алюминий, крышка — сталь.

Рассмотрим поближе. Первое что мне пожалуй бросилось в глаза, это довольно большой для такой мощности трансформатор, хотя с учетом пассивного охлаждения это нормально.
Если бы охлаждение было активным, наверняка размеры трансформатора были бы поскромнее.

Помню дешевые комповые БП JNC, где было указано 300 Ватт, а трансформатор был меньше спичечного коробка.
В остальном можно сказать что схема классическая, монтаж свободный.

Внешне один в один БП на 36 Вольт из предыдущего обзора, но как я писал выше — зеркальный. Если сравнить фото этих БП то сразу станет понятно.

Пройдемся по критичным узлам, так сказать небольшой начальный визуальный осмотр и анализ.
Начинаем как всегда с сетевого фильтра.

Здесь он есть. Единственная отсутствующая деталь — конденсатор Х2 после дросселя (со стороны БП, а не сети), но на мой взгляд он не критичен.

А теперь рассмотрим ближе. Заодно вспомним, на что обращать внимание при выборе БП.
1. Конденсатор фильтра Х2 (серый), двухобмоточный (синфазный) дроссель, пара конденсаторов типа Y2. Все на месте, здесь вопросов нет.
2. Конденсатор с минуса БП на корпус БП, здесь обычный высоковольтный. Y2 смотрелся бы лучше, но для данного места это не так критично, потому можно простить.
3. Входной диодный мост применили типа T20XB60, производитель декларирует максимальный ток до 20 ампер (при установке на радиатор конечно) и напряжение до 600 Вольт (амплитудное).

Для данного применения просто отлично.
4. От бросков тока, при заряде конденсаторов входного фильтра, защищают два термистора (NTC терморезистора), включенные параллельно. В прошлом БП стоял один, может здесь запасной поставили? 🙂
В общем пока нормально.

1. Входные электролиты заявлены как 680мкФ 250В, известной китайской фирмы RubiconG, делают видимо где то рядом с Акайвой и Абибасом. Ну ладно, потом измерим, так как термоусадка может быть любой. На вид такое чувство, что их перед монтажом грызли. О_о.

2. Высоковольные транзисторы, корпус ТО-247, прижаты пластинкой через терморезинку к корпусу, проглядывает и паста, здесь придраться не к чему.
3. Выходной диод меня в этом БП удивил дважды. Вернее даже не диод, а метод его монтажа.
Выходной ток данного БП всего 5 Ампер (рассеиваемая на диоде мощность примерно как у БП 5В 7А), но здесь ему добавили и дополнительный алюминиевый радиатор.
Здесь он даром не нужен, свинчу, может пригодится, главное чтобы производитель не знал, а то ставить перестанет 🙂
4. Выходной дроссель и конденсаторы. Дроссель мне показался несколько маленьким, да и выходной фильтр отсутствует. Но тесты покажут кто есть кто, может все и нормально.

Второе чем меня удивила выходная диодная сборка. Я понимаю что на ней выделяется не так много тепла как у более сильноточных модификаций, но так монтировать… За такое надо бить по руками, лучше очень сильно бить, потому как НАДО.
Работать все это будет, но не очень надежно. Не говоря о том, что из-за тепловых деформаций, циклов нагрева/остывания, диод может вообще вылезти из крепежа.

Первый тест.
Выходное напряжение изначально было установлено как 48.7, диапазон регулировки позволяет охватить от 35 до 53 Вольта, после я выставил положенные 48 Вольт.

Что интересно, в БП на 36 Вольт был точно такой же диапазон регулировки.

В процессе измерения выходного напряжения почувствовал запах чего то горячего (радиолюбители поймут). Сразу же взял пирометр и начал искать что греется (сначала искал классическим способом), нашел.
Между конденсаторами выходного фильтра стоит нагрузочный резистор, который греется.
номинал резистора 1 кОм, такой же как в БП на 36 Вольт, но там на нем рассеивается 1,3 Ватта, а здесь 2.3 Ватта. понятно что он перегревается. Рекомендую его либо заменить на 1.5 кОм, либо вынести немного подальше от конденсаторов, благо место есть.

Но ставить такую «мину» просто некрасиво.

После этого блок питания был разобран дальше, плата держится на одном винте и крепеже транзисторов и диода, хотя есть место под еще один крепежный винт.
Кстати, в плате есть отверстия напротив крепежных отверстий в самом корпусе, т.е. если вы решили привинтить сам блок к чему либо, то за длину винтов можете не переживать, 50мм длиной точно влезут.

Печатная плата на четверочку. Качество пайки среднее, дорожки по которым течет большой ток, пролужены. В общем обычная плата, материал — гетинакс, как в большинстве таких устройств.
Какие либо компоненты снизу отсутствуют.

В данном случае схему я не чертил, а просто внес изменения в схему от 36 Вольт БП.
Дело в том, что отличия этих БП минимальные.
1. Убрали узел питания вентилятора
2. В 36В термистор стоял до фильтра питания, теперь после диодного моста.
3. Убрали резистор R7 (цепь снаббера)
4. Изменили номинал резистора R41 (стоит последовательно со светодиодом)

5. Поставили другую выходную диодную сборку.
6. Изменили выходной дроссель.
Мало того, все позиционные обозначения элементов на печатной плате точно такие же как в версии 36 Вольт. Это удобно, но с учетом того, что плата «зеркальная», то мне кажется что это было сделано специально.

Высоковольтные транзисторы D13009K, как и в прошлом БП.
Но вот диодная сборка теперь стоит другая, C25P40F, максимальный ток 25 Ампер, напряжение до 400 Вольт. Для 5 Ампер БП это с большим запасом.

Как я писал выше, в этом Бп отсутствует узел питания вентилятора, но место на плате есть, если надо, то вполне можно впаять недостающие элементы и поставить вентилятор.

Также есть место под вторую диодную сборку, параллельно первой, но на таких токах хватает и одной.

В ходе осмотра на плате была обнаружена маркировка, указывающая, что изначально это плата от (или для) БП на 300 Ватт.
Понятно что платы унифицированные, используются во всей линейке БП такой мощности.
Правда есть маленький нюанс, БП на 5 Вольт 30 Ампер это не одно и то же, что БП на 30 Вольт и 5 Ампер, хотя оба они имеют одинаковую мощность.
Обусловлено это тем, что если инвертор применен тот же, и потери на нем одинаковые, то на выходном диоде при 30 Ампер токе выделится куда больше тепла чем при 5, даже с учетом того, что в 5 Вольт версии стоят диоды Шоттки.
Иногда производители даже занижают выходной ток, указывая для 150 Ватт БП например 30 Вольт 5 Ампер и 5 Вольт 25 Ампер.

БП собран на базе самого известного ШИМ контроллера, KA7500, более известного под оригинальным наименованием TL494. Существует и отечественный аналог этой микросхемы, ее вообще выпускали все кому не лень 🙂

Немножко расскажу о ШИМ контроллерах вообще и о TL494 в частности.
Для начала стоит сказать, что данный ШИМ контроллер очень распространен. Произошло это благодаря его простоте, низкой цене, неплохому качеству работы и хорошей предсказуемости.
Я с ним познакомился около 17 лет назад. На тот момент это было очень хорошая микросхема.
Понятно что сейчас ШИМ контроллеров стало много, низковольтных, высоковольтных, многофазных, со встроенным силовым ключом и без и т.п.

Микросхема выпускается в 16 выводном корпусе, назначение выводов показано ниже.

Внутреннее устройство микросхемы выглядит примерно так. Вернее как раз так оно выглядит более точно, примерный вид будет позже.

Для того чтобы немного объяснить что такое ШИМ контроллер, а вернее показать его основные узлы я начертил такую вот блок схему (художник из меня еще тот).
Для начала по нумерации узлов.
1. Стабилизатор питания. На основной блок схеме он не показан, но иногда присутствует
Питает всю внутренние узлы. Иногда имеет режим микромощного старта, полезно для ШИМ контроллеров которые устанавливаются на «высокой» стороне БП. Такой режим позволяет сначала зарядить конденсатор питания микросхемы, потом стартовать и дальше уже питаться от отдельной обмотки трансформатора (а иногда и без нее).
2. ИОН, он же — Источник Опорного Напряжения.
Данный стабилизатор имеет высокую точность поддержания напряжения. Является «точкой отсчета» когда происходит измерение входного напряжения.
В TL494 проверяется в первую очередь (если микруха еще не в КЗ), в нормальном режиме выдает 5 Вольт. Если на входе микросхемы есть питание, а на этом выводе нет, то микросхема неисправна.
Также часто напряжение ИОНа является входным пороговым напряжением усилителя ошибки.
3. Задающий генератор. Иногда бывает с внешними времязадающими цепями, иногда с внутренними. Если цепи внешние, то можно задать частоту в широких пределах, если внутренний, то частота либо фиксирована на одном значении, либо можно выбрать из 2-3 значений. Задает частоту работы преобразователя.
4. Усилители ошибки. У TL494 их два, один используется для измерения напряжения, второй — тока. Но чаще всего усилитель ошибки один, но это не означает что нельзя контролировать и ток и напряжение, просто для этого придется сделать пару внешних цепей и свести их обе на этот вход (так сделано во многих преобразователях со стабилизацией тока и напряжения). Кстати, если подать на этот вход напряжение, немного превышающее опорное, то можно выключить преобразователь вообще, иногда это удобно если нет специального вывода для управления включением/выключением.
5. Цепь усилителя формирователя «мертвого времени». У некоторых контроллеров можно регулировать время паузы между выходными сигналами, ну или по другому — максимальную ширину сигнала в %. Бывает необходимо для защиты от выхода из строя выходных транзисторов, чтобы не вышло так, что один еще не закрылся, а второй уже открывается.
Также часто этот вход используют для плавного старта, подключая к этому выводу конденсатор.
6. Схема управления. Условно — синхронизирует работу генератора и усилителей ошибки.
Напряжение на выходе усилителя ошибки может меняться и несколько раз за один такт и чтобы не было «дребезга» не допускает формирование еще одного импульса управления до следующего тактового сигнала.
Выглядит это так — Схема управления включила подачу управления на выходной транзистор, напряжение на входе усилителя превысило напряжение ИОН, схема управления выключила силовой транзистор и не включает его до следующего такта генератора, потом все повторяется.
Собственно это и есть сам принцип работы ШИМ.
7. Микросхемы имеющие возможность работать в два такта (та же TL494) имеют и триггер, который управляет транзисторами поочередно. Т.е. сначала обрабатывает ширину импульса одного транзистора, потом второго, и т.д.
TL494 имеет возможность перевода выхода в режим однотактного управления, при этом работа триггера блокируется и выходы работают синхронно, это необходимо для однотактных блоков питания или DC-DC преобразователей. тех же Step-down или Step-up.
Кстати, встроенные в TL494 транзисторы позволяют сделать маломощный преобразователь без внешних транзисторов. Характеристики у них конечно не очень, да и сейчас полно микросхем с мощными встроенными транзисторами, но много лет назад это было полезно.

Вообще конечно микросхема давно морально устарела, современные решения лучше, быстрее (могут работать на более высоких частотах), имеют возможность микромощного запуска, встроенные силовые транзисторы, умеют измерять ток и т.д. и т.п.
Но при этом TL494 производилась, производится и будет производится и данный блок питания яркое тому подтверждение.
Конечно хочется чего то более современного, но обычно это или обратноходовые БП или более дорогие, брендовые, решения. А в дешевом сегменте пока рулит TL494.

Перечитал то что написал и понимаю что написал криво, но к сожалению я не преподаватель и у меня не 1.5 часа времени на лекцию, а всего лишь небольшой обзор, в котором хочется и товар показать, и протестировать его, и немного рассказать о том, как он работает.
Как уместить описание в маленькое количество текста я пока не знаю, но возможно буду добавлять информацию по мере выхода новых обзоров (если будут присылать товары на растерзание), либо буду готовить большой обзор, не знаю что лучше.
——

Под конец осмотра я измерил емкость входных и выходных электролитических конденсаторов.
Входной показал емкость в 448мкФ при заявленных 680. та же картина что и в 360 Ватт БП, но здесь эта емкость вполне допустима, так как при последовательном соединении получается около 225мкФ. А для 240 Ватт считается что хорошо если будет 240. В общем без запаса, но и не совсем маленькая.
Выходные конденсаторы установлены также «безродные», три штуки по 1000мкФ 63 Вольта.
По емкости и напряжению претензий нет, 3000мкФ для 5 Ампер вполне нормально (двухтактному БП достаточно меньшей емкости), 63 Вольта также с запасом, на большее напряжение ставить смысла нет.

В прошлом обзоре поставили под сомнение методику измерения конденсаторов впаянных в плату. Чтобы в будущем не возвращаться к этому вопросу я измерил емкость и у выпаянных конденсаторов, как видно на фото, разницы нет. Вернее она в пределах погрешности измерения.

Перед началом испытаний я все таки немного сжалился и доработал БП (жалко мне детали, которые не виноваты, что сборщик идиот экономист).
Выше я писал, что выходной диод прижат с перекосом, виной тому неправильная прижимная планка, скорее всего она рассчитана на компоненты в корпусе ТО-220 (размер стандартной КРЕНки), а корпус ТО-247 немного толще, вот и получился перекос.
Вариантов переделки два.
1. Подложить кусочек текстолита
2. просверлить отверстие в корпусе и прижать диодный мост винтиком.
На фото видно что я выбрал первый, как наиболее простой.

Для тестирования БП я подготовил привычный уже многим тестовый стенд, состоящий из:
1. Электронная нагрузка
2. Осциллограф.
3. Мультиметр
4. Бесконтактный термометр
5. Кабель питания и провода для подключения нагрузки.
6. Бумажка и очень дорогая, профессиональная, ручка :))))

Электронная нагрузка создавала соответствующую нагрузку, переводя все полученное в тепло (и в шум), мультиметр измерял выходное напряжение БП, осциллограф следил за пульсациями, термометр измерял температуры компонентов, а ручка все записывала 🙂

Комментировать основные этапы теста я не буду, все видно на фото и осциллограммах, скажу лишь что напряжение всегда стояло ровно 47.9, а пульсации не превышали 25-30мВ.

1. Холостой ход
2. Нагрузка 1 А.

1. Нагрузка 2 А
2. Нагрузка 3 А

1. Нагрузка 4 А
2. Нагрузка 5 А

Так как блок питания вел себя вполне прилично (чем меня немного удивил, я ожидал худшего), то я продолжил тесты.
1. Нагрузка 6 А
2. Дальше я поднимал ток уже по 0.5 Ампера, потому 6.5 А

Но и на этом я не остановился, так как БП продолжал упорно работать, нарушив некоторые мои планы и продлив время тестирования.
1. Я прогнал дополнительные 10 минут под током 7 Ампер, БП работал, правда пульсации несколько выросли (до 50мВ), но все равно оставались вполне нормальными.
2. Под конец я не выдержал и запустил БП под током 7.5 Ампера, но было чувство, что он просто издевается надо мной. У меня начала перегреваться нагрузка (на последних фото видно, что она работает без верхней крышки) и я остановил тест.

Что я могу сказать, БП прошел тест, причем прошел на отлично, у меня такое редко бывает.
А уж с учетом того, что это не бренд, на выходе стоят безымянные конденсаторы, на входе вообще покусанные, то даже не знаю в какую сторону и думать.

Конечно же результаты измерения температуры, здесь не все гладко, есть некоторые нюансы, но в целом неплохо.
Немного о нюансах.
По результатам виден перегрев выходного дросселя, но на самом деле волноваться надо не за него, так как это не феррит и он имеет максимальную рабочую температуру в 200 градусов (и то это перегрев не материала, а оболочки).
В то время как нежелательно поднимать температуру ферритового сердечника трансформатора выше 100-110 градусов. При более высокой температуре у него резко ухудшаются характеристики и условно он из 100 Ваттного становится 20 Ваттным, в результате перегружается инвертор, дальше «бах» и поход в магазин за новыми транзисторами.
Психологическим же пределом температуры полупроводников у меня считается тоже около 100-110 градусов. Работать они могут и при большей температуре (до 125 точно), но падает надежность.

И так табличка.
Под током 7 Ампер время теста было 10 минут, под током 7.5 Ампер измерение температур не проводилось так как тест был кратковременным.
Общее время теста составило 2 часа 10 минут.

Резюме
Плюсы
Блок питания выдал более заявленной мощности
Тепловой режим работы в норме
Отличный уровень пульсаций
Наличие нормального фильтра по входу 220 Вольт
Отличная стабильность выходного напряжения
Хорошая отработка защиты от КЗ.
Хорошая ремонтопригодность

Минусы
Конденсаторы входного фильтра имеют подозрительное происхождение
Низкое качество выходных конденсаторов
Крепеж выходной диодной сборки требует обязательной доработки.
Большой нагрев нагрузочного резистора, желательна замена.

Мое мнение. В этот раз я на распутье. С одной стороны входные и выходные конденсаторы непонятного происхождения, плохо прижатая выходная диодная сборка, греющийся резистор и дроссель. С другой стороны результаты тестов, которые показали большую перегрузочную способность, очень малые пульсации и высокую стабильность выходного напряжения даже на предельных токах.
На положительной чаше весов также устойчивость к КЗ (я случайно несколько минут пытался запустить БП с закороченным выходом), полупроводники с запасом и вполне лояльная цена.

Купил бы я такой БП? Да. Но заменил бы выходные электролиты на Samwha RD серии, отодвинул бы от них нагрузочный резистор и выходной дроссель, проверил прижим диодной сборки и пользовался. С такой переделкой я бы получил вполне неплохой БП за вменяемые деньги.
Альтернативный вариант, купить БП Менвелл серии NES, но у нас он стоит в 1,5 раза дороже и это модель на 150 Ватт, а не 240.

Надеюсь что информация была полезна, а обзор интересен, как всегда жду пожеланий и вопросов в комментариях.

Немного о том, для чего хорошо может подойти данный БП

Помимо просто питания каких то нагрузок (на сайте он вообще позиционируется как БП для светодиодных лент), такой БП отлично подойдет для питания платы регулируемого преобразователя и можно будет сделать блок питания типа такого.
Я бы только советовал накрутить на выходе 53-55 Вольт, тогда можно иметь БП с выходом до 50 Вольт и током до 5.1 Ампера.

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

mysku.ru

Ещё блок питания, теперь 48 Вольт 0.5 (1) Ампер

Как я писал в предыдущем обзоре, пришли ко мне несколько разных блоков питания и сегодня обзор следующего. В прошлый раз был БП на 12 Вольт, но сегодня вариант на более редкое напряжение, 48 Вольт, но при этом также имеющее свою сферу применения, о которой будет рассказано в конце обзора.
В общем как всегда, тесты, схемы и ответы на некоторые вопросы, которые задавали мне в комментариях.

Все, что касается того, как мне нравится ковырять разные блоки питания я рассказал раньше, потому сразу перейду к обзору.

Здесь я также заказал лот из трех штук, и аналогично первому БП получил три отдельных больших пакетов с защелкой.

Судя по странице товара в магазине, данный блок питания заявлен как 48 Вольт 1 Ампер, что в сумме должно дать 48 Ватт мощности.
Из названия пропала надпись — Disassembled, но зато появилось — LED.

Внешне очень аккуратно и весьма компактно.

Размеры данного блока питания составляют: 75х38х25мм, он конечно больше, чем предыдущий, но ненамного. При этом там была заявлена мощность 12 Ватт, здесь заявлено 48 Ватт. Но последнее мы еще проверим.

На одной из длинных сторон платы установлен радиатор, при этом радиатор соединен с минусом "горячей" стороны БП. Около "холодной" стороны присутствует изоляция, а сам радиатор примерно на 8-9мм короче, чем может сначала показаться по фото, т.е. изоляция выступает сильно за край радиатора.

Еще пара общих видов платы, больно уж понравилась внешне 🙂

Немного подробнее об установленных компонентах.
1. По входу присутствует предохранитель на ток 2 Ампера в стеклянном корпусе, есть также и небольшой термистор, но варистора нет. Также виден помехоподаляющий конденсатор Х типа.
2. Входной фильтр состоит из конденсатора Х типа и синфазного дросселя. Диодный мост из отдельных диодов.
3. Входной конденсатор имеет емкость 47мкФ. Для мощности в 48 Ватт это совсем впритык, но о этом позже.
4. Я ковырял много блоков питания, но первый раз увидел керамический конденсатор параллельно входному электролитическому. Возможно такое попадалось и раньше, но не уверен.

1. Высоковольтный транзистор в изолированном корпусе, тип транзистора — STK0465, даташит не смотрел, но уже из названия можно предположить что он на ток 4 Ампера и напряжение 650 Вольт. Крепеж дополнительно залит лаком, пробовал снимать, но побоялся что просто оторву радиатор и бросил эту затею, тем более что тип транзистора мне был уже известен.
2. Трансформатор довольно компактный, это обеспечивается тем, что применен не привычный Ш-образный магнитопровод. Внутри проглядывается заливка обмоток лаком.
3. Рядом расположен конденсатор цепи питания ШИМ контроллера.
4. Между радиатором и трансформатором спрятался конденсатор Y типа, соединяющий "горячую" и "холодную" стороны блока питания. Не лез к нему по причине сложности демонтажа радиатора, но номинал разглядел — 2.2 нФ.

1. Интересно что в цепи обратной связи применена не привычная оптопара PC817, а PS2561A, правда я большой разницы не вижу. Зато видно, что плата явно планировалась для двух вариантов выходного диода, как на фото, так и в корпусе TO220. Во втором случае скорее всего предполагался радиатор. В общем-то логично, для выходного диода критичен выходной ток, а здесь он не очень высокий.
На выходе пара конденсаторов по 220мкФ 63 Вольта соединенных параллельно. Все установленные в БП конденсаторы производства Nichicon, входной KXG серии, остальные KY.
В качестве выходного фильтра установлен двухобмоточный синфазный дроссель. Также отмечу наличие в выходной цепи стабилитрона P6KE51A, дополнительно защищающего нагрузку.

В этот раз платы явно более свежие, судя по маркировке 2012-2013 года выпуска. Больше ничего узнать не смог, придется параметры выяснять экспериментально.

Качество пайки плат назвал бы средним, есть огрехи и не очень аккуратная пайка некоторых мест.

Входная часть блока питания и ШИМ контроллер. Маркировка ШИМ контроллера читается очень плохо (LzP32), потому при составлении схемы я просто нашел ближайший аналог по совпадению назначения выводов. Также на диоде цепи питания ШИМ контроллера полностью отсутствует маркировка, причем на всех трех платах.

В выходной цепи помимо привычных компонентов присутствует и стабилитрон. Дело в том, что регулируемый стабилитрон TL431 имеет максимальное напряжение до 37 Вольт, даже с учетом оптрона это максимум 40, а выходное напряжение у блока питания составляет 48 Вольт. Потому в таких случаях последовательно с оптроном ставят стабилитрон, в данном случае на 24 Вольта, он "срезает" напряжение до безопасной величины. На фото он с маркировкой ZD2.

По поводу схемотехники блока питания вопросов почти нет. В отличии от предыдущего БП здесь применен отдельный ШИМ контроллер и мощный высоковольтный транзистор. Данный вариант имеет как свои преимущества, так и недостатки.
Из преимуществ — мощность БП почти не связана с типом ШИМ контроллера.
Из недостатков — сложнее организовать защиту от перегрева.

На входе стоит разрядная цепочка из трех резисторов по 1.5МОм, которая разряжает конденсатор СХ. Привычная цепь обратной связи с добавлением стабилитрона.
Но есть и пара мелочей:
1. Точный тип микросхемы неизвестен, но ближайший аналог FAN6862, которая имеет вход измерения температуры с внешнего датчика. В обозреваемом БП этот вход используется как защита от превышения напряжения. Если по какой-то причине произойдет отключение обратной связи, то напряжение питания ШИМ контроллера поднимется, а с ним поднимется и напряжение на выводе 3 ШИМ контроллера. В итоге ШИМ контроллер начнет ограничивать выходное напряжение. По крайней мере явно задумано именно так.
2. На плате есть свободное место под терморезистор, обозначенное как NTC2. Сначала я думал, что это должна быть цепь защиты от перегрева, но включение (да и местоположение терморезистора) несколько оригинально, потому не совсем понял цель данного решения. На схеме эта цепочка обозначена красным цветом.

Переходим к тестам.
Как я писал, на странице магазина было заявлено, что БП имеет выходное напряжение в 48 Вольт при токе до 1 Ампера. И если в прошлый раз в названии товара проскальзывало другое значение тока, то здесь ток в 1 Ампер указан везде.

Все подключения были выполнены также как и с предыдущим БП, разница только в электронной нагрузке. Дело в том, что тест данного блока питания был несколько затруднен тем, что выходной ток и мощность не очень большие, но из-за напряжения в 48 Вольт я не мог применять нагрузку показанную в прошлом обзоре. Пришлось взять более мощную, но и более грубую.
На холостом ходу выходное напряжение немного занижено относительно заявленного значения, но на самом деле это абсолютно не критично, так как разница меньше даже чем 0.1% 🙂

Вообще, когда я взял плату в руки, то первая мысль была — явно блок питания на мощность порядка 25 Ватт. Данная мысль была основана на следующих наблюдениях:
1. Габариты платы
2. Емкость входного конденсатора
3. Габарит трансформатора.

Понятно что габарит трансформатора зависит от частоты работы преобразователя, но так как частота обычно в диапазоне 66-133 кГц (чаще 100-133), то и разница в габаритах не сильно большая. Бывают конечно и исключения, но не в данном случае, так как схемотехника была понятна уже при первом взгляде.

В связи с этом тест я старался проводить аккуратно, хотя у меня было еще два "запасных" подопытных.
Ниже на фото нагрузка током 200, 400, 600, 800, 1000, 1050мА.
Последнее значение выбрано неслучайно, при токе в 1.1 Ампера БП гарантированно уходит в защиту отключая выход. После снятия нагрузки опять выходит на рабочий режим.
Ну как бы ток в 1 Ампер дает, даже несколько минут подряд 🙂 Дольше не тестировал, так как на данном этапе не стояло такой цели.

На двух последних фото может показаться, что есть какие-то странности с выходным напряжением, все нормально, по мере прогрева выходное напряжение у этого БП немного растет, а так как последние два этапа проходили не мгновенно, то и выросло оно заметнее чем на первых четырех шагах.

Размах ВЧ пульсаций я бы оценил как весьма низкий, 40 мВ даже при полной нагрузке у БП с выходным напряжением в 48 Вольт это ниже 0.1%

В прошлом обзоре меня попросили посмотреть уровень пульсаций на частоте 100 Гц, решив что информация действительно может быть полезной, снял и это.
Осциллограммы сняты при токах нагрузки — 200, 300, 400, 500, 600 и 700мА, видно что наибольший размах при токах 300-500мА (15-25 Вт), хотя я ожидал что с ростом тока размах еще увеличится.

Но как всегда, более точную информацию о реальной мощности блока питания дает тест с термопрогревом.
Методика стандартна для моих обзоров, интервал каждого шага 20 минут, шаги — 200, 400, 600 и 700мА. В последнем шаге ток нагрузки был выбран исходя из результатов измерения температуры предыдущего шага.
Было замечено, что по мере прогрева растет выходное напряжение, в таблице это будет видно, но в самом конце я резко снял нагрузку и проверил какое напряжение получается на холостом ходу в прогретом состоянии.
Слева до прогрева, справа — после. На самом деле разница оказалась не так велика, как я ожидал, кроме того напряжение по сути пришло к заявленному значению.
В любом случае точность поддержания напряжения и термостабильность находятся на довольно высоком уровне.

По поводу нагрева ситуация немного неоднозначная, почему-то я сначала ждал что начнет перегреваться трансформатор, но оказалось что я был неправ и первым на "финишную прямую" вышел выходной диод. Стоит упомянуть, что на выходе стоит обычный, быстрый диод, а не диод Шоттки, так как при таких напряжениях их ставят редко. Думаю если заменить выходной диод на более быстрый, то можно получить длительную мощность еще немного больше.
Но в любом случае я уже могу сказать, что реальная длительная мощность данного БП около 25 Ватт, как я и думал в самом начале, но кратковременно он может отдавать примерно до 45-50 Ватт.

Термофото с двух ракурсов, здесь также видно, что все тепло сосредоточено в районе выходного диода.

Кроме того меня просили провести тест с воздействием на вход блока питания импульсной помехи. Правда должен сразу сказать, что к данному тесту я отношусь весьма скептически по ряду причин:
1. Условия теста не нормированы.
2. Входной фильтр блока питания защищает от проникновения помех от блока питания в электрическую сеть, но об этом чуть ниже.

Тестовый "стенд" был собран по показанной ниже схеме. Принцип предельно прост, при нажатии на кнопку переключателя на короткое время происходит разрыв контактов, когда верхний контакт уже размокнут, а нижний еще не замкнут. Так как в качестве нагрузки подключена индуктивность, то и возникает импульсная помеха.

В реальности все выглядело куда страшнее. Я использовал трансформатор мощностью 60 Ватт, хотел найти дроссель мощностью 80 Ватт для ЛДС, но видимо или выбросил, или переложил куда-то, второе более вероятно.

Дальше шел тест. я долго и нудно тыкал кнопку, при этом иногда помеха была слышна в компьютерных колонках, которые стояли рядом. Но сам блок питания видимо меня не совсем понял, так как помеху получалось зарегистрировать примерно 1 раз на 30-50 нажатий на кнопку, а так как помеха генерится два раза (при нажатии и отпускании), то получалось 1 срабатывание на 60-100 импульсов.
В итоге несколько раз я все таки зарегистрировал всплеск на выходе, максимальный полный размах был около 1 Вольта, что для 48 Вольт БП составляет всего 2% от выходного напряжения.

Так как это второй блок питания из последних "подопытных", то я решил провести этот тест и на предыдущем.
"Стенд" почти такой же как выше, заменена только электронная нагрузка на ту, которую использовал в прошлый раз.

Здесь результаты примерно аналогичны, я опять долго пытался генерить помеху и в итоге получил на выходе несколько всплесков с размахом примерно 0.2-0.3 Вольта, с учетом выходного напряжения в 12 Вольт получились почти те же 1.5-2.5% как и в тесте выше. (первые два скриншота)

Кроме того я проверил уровень пульсаций на частоте 100Гц, здесь вообще все отлично вплоть до 900мА (предпоследний скриншот), но при токе в 1 Ампер пульсации резко выросли, начала срабатывать защита блока питания.

Теперь еще несколько слов о том, почему я скептически отнесся к тесту импульсной помехой.
Для начала давайте представим себе упрощенный вариант квартирной электросети. Если представить, что помеха (пусть это будет холодильник), генерируется в точке 2, а наш БП стоит в точке 1, то мы можем получить ощутимую помеху на входе (пользователи Синклеров помнят). Но если мы перенесем блок питания в точку 4, то уровень помехи снизится во много раз, так как на пути у неё будут:
1. Провода, которые выполнены отнюдь не из сверхпроводника
2. Автоматические выключатели, токовые катушки в которых являются хоть небольшими, но индуктивностями.
3. Нагрузка, например в точке 3. Это может быть как обычный нагреватель (резистивная нагрузка), так и блок питания компьютера (емкостная нагрузка).

Т.е. нельзя подходить к проблеме "в лоб", так как сеть представляет собой довольно сложную и несколько инертную нагрузку. Потому тест с трансформатором я воспринимаю скорее как "сферический генератор в вакууме". Нет, конечно по своему он имеет смысл, но на мой взгляд лишь условный, так как входные фильтры также бывают разными.

Вообще электрическая сеть подвержена постоянным импульсным всплескам, от холодильников, искрящих контактов, мощных нагрузок (особенно индуктивных), но больше влияют природные факторы, например гроза или перехлест проводов на столбах. Опять же, последнее в городских условиях встречается куда реже, так как силовые кабели проложены под землей. Но при этом местах с плохими условиями рекомендуется применять УЗИП (Устройство Защиты от Импульсных Перенапряжений), по сути большой варистор.

Теперь по поводу самого входного фильтра БП. Для начала следует понимать, что они могут быть разными по назначению.
В самом простом варианте (не считая специально обученных перемычек), это конденсатор Х типа и синфазный дроссель, в таком варианте фильтр защищает электрическую сеть от помех блока питания. Т.е. помеха проходя со стороны БП сначала ослабляется дросселем, а потом по сути замыкается специальным конденсатором. Вообще импульсные БП генерируют массу помех в электрическую сеть, особенно если производитель сэкономил на всем.
Если надо ослаблять помехи в обе стороны, то ставят два конденсатора, до и после дросселя. В этом случае фильтр ослабляет помехи и с со стороны сети, которые могут попасть в блок питания.
Конечно частично помеха ослабляется даже входным конденсаторов после диодного моста, но специальный конденсатор сразу после дросселя более эффективен именно в случае импульсных помех.

Все это конечно очень утрированно, но я постарался объяснить "на пальцах".

Но это не все. Выше я писал о помехе, которая приходит по сетевым проводам между фазой и нулем, а существуют еще помехи относительно земли, для этого после дросселя ставят дополнительные конденсаторы, но так как их пробой может быть опасен, то соответственно Y типа.

Вообще входной фильтр блока питания может быть весьма сложным устройством, состоящим из кучи конденсаторов и дросселей. Ниже на схеме применены двухобмоточные дроссели двух типов.

Ну и собственно к чему это я все. Да собственно к тому, что следует для начала понимать, что и зачем мы вообще делаем. Если мы проектируем оборудование, где помеха на выходе может быть критична, то применяем полный вариант фильтра, если достаточно чтобы наш БП просто не "гадил" в сеть, то вполне хватит Х конденсатора и дросселя. В нашем случае мы имеем второй вариант фильтра, не более.

Теперь собственно зачем вообще нужны блоки питания на такое "хитрое" напряжение. Ниже на фото две коробочки, соединенные кабелем, при этом одна коробочка питается от другой.

Одна коробочка представляет собой блок питания, вторая — понижающий преобразователь напряжения. В сумме это пассивный аналог PoE, т.е. предназначен для питания низковольтных устройств по кабелю локальной сети. Данный вариант был собран что называется "на скорую руку", когда мне надо было запитать роутер, стоящий в 10 метрах от ближайшей розетки, а в распоряжении был только LAN кабель.

На фото видно, что даже коробочка немного подплавлена, осталась после каких-то экспериментов, а выбросить было жалко.
Вообще обычно я делал БП на 48-55 Вольт, но в данном случае напряжение 24 Вольта.

Если блок питания, показанный выше, отличается только напряжением, то вот на удаленной стороне я делал кардинально по другому. Так как в данном случае все было в пределах квартиры, то на удаленной стороне стоял просто DC-DC преобразователь.
Но в остальных случаях я делал преобразователи с гальванической развязкой и ШИМ контроллерами типа TOP414 или DPA-Switch (в зависимости от требуемой мощности). TOP412-414 был дешевле и проще, но мощность ограничена на уровне 15 Ватт (если не путаю), DPA-Switch заметно мощнее, некоторые обеспечивают до 100 Ватт.
Вообще, показанный комплект, самое простое, что я делал в подобном плане.

Кстати, на фото видно вздувшийся конденсатор, печально известный Capxon, хотя их серия KF мне очень нравится. Показанному ниже преобразователю (как и БП) больше 10 лет, на момент демонтажа с конденсатором было все в порядке. На выходе преобразователь выдает 5 Вольт с током до 3 Ампер.

На этом наверное всё, подведу итоги.
Данные блоки питания явно новее, чем показанные ранее, кроме того у меня создалось впечатление, что они и в эксплуатации особо и не были. Установлены фирменные конденсаторы, качественный трансформатор, входной и выходной фильтр и даже неожиданно… керамический конденсатор параллельно входному электролитическому конденсатору.
Параметры неплохие, блок питания реально длительно обеспечивает мощность около 25 Ватт и кратковременно до 45-50, что в таком габарите весьма неплохо. Я думаю что если взять версию на 24 Вольт, то запросто можно сделать компактный БП для паяльника TS100 (может и стоит взять такой БП попробовать).

На странице магазина указано что выходной ток 1 Ампер, но не указано, что это кратковременный ток, потому получилось как в прошлый раз, кратковременный указали в качестве длительного.
В остальном БП понравился, хотя и бывший в употреблении, что конечно добавляет опять таки некий "элемент неожиданности". К сожалению я могу говорить только за те три штуки, которые у меня на руках.

Как всегда жду вопросов и просто комментариев, надеюсь что обзор был полезен.

Небольшое дополнение.
В обзоре я писал, что пытался найти дроссель от лампы дневного света и не смог найти. Но как часто бывает, ищешь одно, а под руку попадается совсем другое и иногда даже более интересное.
Вот так и в этот раз, попался процессор, Celeron 266/66, не удержался и сфотографировал 🙂
Чувствую, что при следующих поисках найду под него и материнскую плату.

В этом году ему будет 20 лет, как быстро время летит, уже и магазина где он куплен нет и в помине.

www.kirich.blog

Блок питания 48 Вольт 125 Ватт, недорого, но очень неплохо

В процессе эпопеи по сборке устройства для тестирования и балансировки больших аккумуляторных сборок понадобилось организовать питание с напряжением около 90 Вольт, для чего были куплены два блока питания по 48 Вольт 2.5 Ампера. Блоки питания оказались неожиданно хоть и недорогими, но вполне приличными в плане качества как работы, так и сборки.
Осмотр, схема, тесты, выводы, как обычно.

Обзор сегодня будет относительно коротким, но это совсем не означает что готовился он также быстро как может показаться на первый взгляд.
Я уже рассказывал о том, что собираю потихоньку для товарища стенд для тестирования сборок литиевых аккумуляторов и так как зарядное устройство требовало около 90 Вольт, то понадобилось где-то найти блок питания с подобным напряжением.
Вариантов было три
1. БП с изначально необходимым напряжением. Оказалось что таких мало, мало того, стоят они относительно недешево, а кроме того мощность была либо маленькой, либо излишней.
2. Взять обычный БП допустим на 24 Вольта и поднять преобразователем до необходимых 90 Вольт. Как-то громоздко на мой взгляд.
3. Использовать два последовательно включенных БП на меньшее напряжение, как я делал при сборке мощного регулируемого БП.

В итоге решил собирать по третьему варианту, но по большей части из-за того, что увидел относительно недорогие БП у известного китайского радиолюбителя 100MHz. При этом на странице товара были фотографии внутренностей после просмотра которых я и принял это решение.

Заказал пару блоков питания, стоили они по $4.69 за штуку + 1.88 за доставку к посреднику, итого 11.26 без учета переправки ко мне.
В общей посылке был отдельный коробок с блоками питания, который судя по всему даже не распаковывали, а так и положили в общую коробку. Внутри каждый блок питания был в отдельном пакете.

Блоки питания абсолютно одинаковые, причем их также явно даже не доставали из пакетов так как на них не было даже следов от пальцев. То что видно на фото, уже мои, когда распаковывал.
На странице товара вес каждого БП заявлен как 230 грамм, т.е. два весят 460 грамм, но с учетом упаковки по отчетности посредника вышло почему-то аж 810 грамм.

Так как блоки идентичны, то в обзоре будет показан только один, второй я просто проверил под нагрузкой, убедился что он работает и положил обратно в коробку.
Внешние размеры: 160х70х38мм
Расстояние между крепежными отверстиями: 152х62мм

Сбоку присутствует весьма лаконичная наклейка на которой указан диапазон входного напряжения, выходное напряжение и ток, вот собственно и вся информация.

Комбинация разъемов несколько непривычна. Обычно я привык видеть в качестве сетевого разъем как на красном и черном проводе, а в качестве выходных такие как на черном и белом, но в данном случае все наоборот. Понятно что это понятно даже по цветам, но все равно выглядит немного непривычно.
Провода зафиксированы герметиком, но судя по всем изначально были отогнуты в обратную сторону и теперь герметик их держит заметно хуже. Впрочем это я уже придираюсь.

Корпус алюминиевый, все аккуратно, только непонятно зачем снизу два больших отверстия…

Ладно, берем отвертку и разбираем это чудо китайской техники. Винтов накрутили от души, аж 10 штук.

Просто на вид сразу могу сказать что выглядит конечно не как Минвел, но явно и не совсем дешево, по крайней мере аккуратно.

Есть и входной помехоподавляющий фильтр, позже я покажу его более подробно.

Входные конденсаторы имеют емкость 68 мкФ, в сумме 132 мкФ, что для заявленных 125 Ватт вполне достаточно так как входной диапазон питающего напряжения "узкий".
Транзистор имеет силиконовую изоляцию и прижат к боковой стенке корпуса.

Трансформатор довольно габаритный, при этом сверху есть кусочек теплопроводящей резины, крышка блока питания используется как радиатор для трансформатора, весьма продуманно.

Выходная диодная сборка также имеет изоляцию и также прикручена к боковой стенке. Конденсаторов по выходу четыре штуки 470мкФ 63 Вольта, общая емкость почти 2000мкФ что достаточно для выходного тока в 2.5 Ампера.
Конденсаторы конечно безымянные, но что еще можно требовать за меньше чем пять долларов?

Межобмоточный конденсатор правильный, Y-типа, рядом виднеется оптопара и информация о модели БП, а также дата разработки. Около трансформатора была и дата выпуска, май 2011 года.

По выходу имеется дроссель для снижения пульсаций, а также непонятный токоизмерительный шунт, я даже сначала подумал что это такая хитрая перемычка, так как не ожидал его здесь увидеть.

Выкручиваем еще четыре винта и лезем глубже.

А вот и сетевой фильтр. Ну что можно сказать, почти как по учебнику, есть все необходимые компоненты, два двухобмоточных дросселя, предохранитель, варистор, термистор, X и Y конденсаторы, даже неожиданно видеть полноценный фильтр в дешевом блоке питания.
Единственное замечание, варистор стоит на 560 Вольт, или 394 Вольта действующего. Фактически он нужен не для защиты от высокого напряжения так как скорее всего не сработает даже если подать 380, а для защиты от импульсных перенапряжений, но я бы заменил его на 430-470 Вольт.

В снаббере по "горячей" стороне и RC цепочке по "холодной" резисторы также поставили "с любовью", никак не меньше двух ватт мощностью, впрочем оказалось что для высоковольтной цепи он там как раз.

Мало того, даже параллельно выходу блока питания, уже после дросселя стоит не просто мелкая керамика, а довольно нормальный конденсатор емкостью 0.47 мкФ 63 Вольта.

Плата снизу выглядит аккуратно. Вообще топология блока питания где горячая и холодная стороны расположены параллельно друг к другу весьма не оптимальна в плане габаритов так как между ними нужно некоторое расстояние, а здесь оно приходится на длинную сторону.
Но разделение "холодной" и "горячей" стороны есть, правда без защитных прорезей, отчасти это компенсируется большим расстоянием и тем что изначально БП рассчитан под заземление.

Немного поближе высоковольтная часть с ШИМ контроллером.

И низковольтная.

1. Даже не забыли резисторы параллельно входным Х-конденсаторам, вот молодцы что не стали экономить "на спичках".
2. ШИМ контроллер TEA1733, впрочем это я знал еще и до покупки, он указан на странице товара, сразу видно что описание составлял радиолюбитель 🙂
3, Высоковольтный транзистор P10NK70, 700 Вольт 8.6 Ампера.
4. Выходная диодная сборка HBR16200, судя по маркировке 16 Ампер 200 Вольт.
5. Также нашелся сдвоенный операционный усилитель LM2904, который вот совсем не планировал здесь найти, изначально думал что это TL431. но она стоит на другой стороне платы.
6. А здесь еще одна TL431. в sot23 корпусе.

ШИМ контроллер TEA1733 хоть и кажется простым, но на самом деле неплох, правда в описании его позиционируют для блоков питания мощностью до 75 Ватт.

Кроме того я не совсем понял из описания насчет термозащиты. По блоксхеме она есть, в описании указано что срабатывает при 140 градусов, но при этом указывается и возможность подключения внешней к универсальному входу Protect.
Но в любом случае есть она внутри ли нет, особого значения не имеет, так как если микросхема прогреется до такой температуры, то у остальных компонентов температура будет "несовместима с жизнью", потому условно можно считать что термозащиты нет.

Схему в данном случае рисовал просто ради любопытства, хотелось понять что здесь накуролесили разработчики и зачем нужен второй ИОН, операционный усилитель и шунт.
Выяснилось что у данного БП организован не только привычный режим CV, а и CC, т.е. стабилизация тока. Я бы конечно мог подумать что это драйвер для светодиодов, но на странице товара было указано РоЕ, при этом напряжение вполне подходит, а вот светодиодов мощностью именно в 125 Ватт я как-то не встречал.
Кроме того применена несколько странная RC цепочка параллельно выходной диодной сборке, а также в процессе внимательного осмотра печатной платы заметил очень даже корректную трассировку. В общем здесь пока также пусть не 5, но 4.5 балла точно.

А это уже особо к обзору отношения не имеет, просто разработчик даже не поленился промаркировать диаметр и длину проволочки перемычки.

Собираем большую часть БП обратно, подключаем питание, тестер, нагрузку и осциллограф.
На выходе 49.82 Вольта, подстройка напряжения не задумана, придется менять номиналы делителя так как мне надо 45 Вольт, но это уже потом.

Примерная оценка КПД и точности поддержания напряжения на выходе.
1. 33% нагрузки, по выходу 42 Ватта, по входу 49,1 — КПД около 85.7%, напряжение 49.798 Вольт
2. 66% нагрузки, по выходу 83 Ватта, по входу 94 — КПД около 88.3%, напряжение 49.775 Вольта
3. 100% нагрузки, по выходу 125 Ватт, по входу 141,3 — КПД около 88.4%, напряжение 49.743 Вольта

КПД неплох, но не сказал бы что совсем уж большой если считать для БП с выходным напряжением 48 Вольт, обычно чем выше выходное напряжение, тем выше КПД.
А вот стабильность удержания выходного напряжения хорошая.

Так как блок питания работал стабильно, то решил продолжить тест.
1. Ток нагрузки 3 Ампера, по выходу 150 Ватт, по входу 169 — КПД около 88.7%, напряжение 49.722 Вольта
2. Ток нагрузки 3.03 Ампера, по выходу 119 Ватт, по входу 134 — КПД около 88.8%, напряжение 39.175 Вольт

По второй части теста видно что блок питания перешел в режим стабилизации тока. Переход очень резкий, при токе 3.02 еще было почти 50 Вольт на выходе, при 3.03 упало ниже чем 40. КПД при этом остался на нормальном уровне.

На ВЧ пульсации практически отсутствуют во всем диапазоне, ниже на осциллограммы при токе нагрузки — 0, 0.83, 1.66, 2.5, 3.0 и 3.03 Ампера.

А вот при низкой частоте развертки вылезло то, что я заметил еще при первом тесте. Дело в том, что наблюдалась некоторая "болтанка", где ровный выход в ВЧ диапазоне промодулировать НЧ пульсациями. И во второй части теста я увидел пульсации 15-20 мВ с частотой около 250 Гц. Очень странная частота, но в любом случае, размах даже в 20 мВ при максимальном токе нагрузки это очень и очень неплохо, сказывается как приличная выходная емкость, так и дроссель с пленочным конденсатором по выходу.

Позже я разобрался, пульсации на низкой частоте это особенность контроллера, у него есть модуляция на частоте 280 Гц.

Блок неплохо работает в режиме стабилизации тока, до 40 Вольт вообще отлично, при напряжении около 37-38 Вольт уходит в защиту. Возможно в данном случае была особенность работы электронной нагрузки, но до 38 Вольт БП работал абсолютно стабильно.

Тест длительной работы под нагрузкой, как обычно разбит на интервалы по 20 минут в конце которых я провожу измерение температур компонентов.
Для начала тест при 50% нагрузки.

Так как блок питания грелся не очень сильно, то просто смотрел тепловизором что нагревается сильнее всего.
1. 20 минут работы при 50% нагрузки.
2, 3. Еще 20 минут, но уже при 100% нагрузки. Больше всего греется резистор снаббера и термистор по входу, который в свою очередь немного подогревает диодный мост.

Небольшое пояснение по верхнему термофото. На первом видно что максимальную температуру имеет трансформатор, Блок питания сконструирован так, что часть тепла от трансформатора должна уходит на алюминиевую крышку, то первый тест был без крышки, что я посчитал некорректным.
В итоге крышку я просто положил сверху, закрыв оставшуюся часть пластиковым изолятором. После этого температура трансформатора была всего 67 градусов при 100% нагрузки хотя без крышки он прогрелся до 65 при 50%.

Поднял выходной ток до 2.97 Ампера, чтобы блок питания гарантированно работал еще в режиме CV, погонял еще 20 минут, максимальная температура была у резистора снаббера и входного диодного моста/термистора, в обоих случаях около 100 градусов, трансформатор прогрелся до 71 градуса.

Но я на этом не успокоился и захотел проверить, насколько прогреется трансформатор если его дополнительно не охлаждать, снял крышку и погонял еще десять минут :).
В итоге температура выросла с 71 до 83 градуса, при этом нагрев остальных компонентов немного снизился. В любом случае БП нормально выдает заявленные 2.5 Ампера и при этом может нормально работать и при максимальном токе в 3 Ампера.

По мере прогрева выходное напряжение опускается, слева холодный блок питания без нагрузки, справа после 1ч 10 мин тестов, разница весьма приличная, но так как выходное напряжение высокое, то в процентном соотношении выглядит нормально, около 0.1%.

И так, что можно сказать по итогам. После тестов у меня была мысль назвать обзор — китайский, не значит — плохой.
Дело в том, что в блоке питания применены явно дешевые конденсаторы, которые немного портят внешнее впечатление. Но вот в плане схемотехники и качества работы я остался полностью доволен, совсем немного могу придраться только к пульсациям на выходе, но так как их размах даже при 120% нагрузки составляет всего 20мВ то думаю что на них можно забить.
В остальном мы имеем:
1. Низкую цену.
2. Алюминиевый корпус и пассивное охлаждение
3. Полноценный входной фильтр.
4. Выходной фильтр
5. Нормальную емкость конденсаторов.
6. Почти полное отсутствие пульсаций на ВЧ.
7. Приемлемый нагрев и КПД.
8. Наличие не только защиты от КЗ, а и режим СС.

Если такой БП дорабатывать, то пожалуй заменить ему конденсаторы, но как по мне, то думаю что они будут жить и так. Очень понравилась защита, фактически данный БП не получится перегрузить, а следовательно и перегреть будет тяжело. До тока в 3 Ампера он стабилизирует напряжение, выше — ток, если выходное напряжение снизилось ниже критической точки, уходит в защиту от КЗ, причем всё это работает корректно.

В общем если кому нужен подобный БП, могу рекомендовать, лично меня они устроили. Жаль только что весят прилично и доставка будет стоить относительно дорого 🙁
100MHz привет и спасибо за хорошие питальники 🙂

Спонсором данного обзора выступил посредник yoybuy.com, который взял на себя оплату доставки. Партнерская ссылка для регистрации, новичкам бонус купон 10 от 50.
Стоимость двух блоков питания вместе с доставкой к посреднику выходит $11,26, стоимость доставки от посредника зависит от разных факторов. Весят два блока питания с упаковкой 807 грамм, информация со страницы заказа у посредника.

www.kirich.blog

ЛУЧШИЙ САМОДЕЛЬНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ

Доброго времени суток форумчане и гости сайта Радиосхемы! Желая собрать приличный, но не слишком дорогой и крутой блок питания, так чтоб в нём всё было и ничего это по деньгам не стоило, перебрал десятки вариантов. В итоге выбрал лучшую, на мой взгляд, схему с регулировкой тока и напряжения, которая состоит всего из пяти транзисторов не считая пары десятков резисторов и конденсаторов. Тем не менее работает она надёжно и имеет высокую повторяемость. Эта схема уже рассматривалась на сайте, но с помощью коллег удалось несколько улучшить её.

Я собрал эту схему в первоначальном виде и столкнулся с одним неприятным моментом. При регулировке тока не могу выставить 0.1 А — минимум 1.5 А при R6 0.22 Ом. Когда увеличил сопротивление R6 до 1.2 Ом — ток при коротком замыкании получился минимум 0.5 А. Но теперь R6 стал быстро и сильно нагреваться. Тогда задействовал небольшую доработку и получил регулировку тока намного более шире. Примерно от 16 мА до максимума. Также можно сделать от 120 мА если конец резистора R8 перекинуть в базу Т4. Суть в том, что до падения напряжения резистора добавляется падения перехода Б-Э и это дополнительное напряжение позволяет раньше открыть Т5, и как следствие — раньше ограничить ток.

Рекомендуем такой вариант схемы с мультисима. Добавлен резистор (R9 100 Ом) в базу Т5 (Q5) для ограничения тока при крайнем левом положении резистора R8 (470 Ом). Регулирует от 10 мА до максимума.

На базе этого предложения провёл успешные испытания и в итоге получил простой лабораторный БП. Выкладываю фото моего лабораторного блока питания с тремя выходами, где:

• 1-выход 0-22в
• 2-выход 0-22в
• 3-выход +/- 16в

Также помимо платы регулировки выходного напряжения устройство было дополнено платой фильтра питания с блоком предохранителей. Что получилось в итоге — смотрите далее:

Отдельная благодарность за улучшение схемы — Rentern. Сборка, корпус, испытания — aledim.

   Форум по БП

   Обсудить статью ЛУЧШИЙ САМОДЕЛЬНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ

radioskot.ru

Блок питания 48V 600W доработка

Доброго времени суток читатели Муськи!
Сегодня я расскажу о неплохим китайском блоке питания 48в 600W

Для лабораторного блока питания на базе dps5015 мне понадобился первичный источник питания. На момент покупки 60в блоки на 800W начинались от $70. Да и зная китайцев понятно, что для полной мощности надо брать 1000-1200W чтобы снять честные 750W, а там цены совсем не гуманные.
Поэтому решил взять что нибудь народное за 30 с небольшим на 600W и довести его до номинала. Большая мощность в принципе не нужна если не стоит задача снимать постоянно 15А при 50V.
Заказывал с доставкой из России. Так было дешевле чем из Китая. Приехал блок за неделю.
Собственно говоря сам блок питания:
Пломбы с завода присутствуют.

Включаю через лампочку работает. Далее пробую крутить напряжение. Можно накрутить до 59 вольт это то, что мне надо.
Открываем:

Сразу меняю 4*1000 (ёмкость честная) на 4*2200+пленка это максимум, что по размеру влезает. Плюс ставлю варистор. Снимаю переключатель 110/220

Плата с обратной стороны

Транзисторы irfp460a

В принципе в блоке питания все нормально сделано, подозрение вызывают только входные конденсаторы:

Берём мультиметр измеряем:

В итоге имеем, что из коробки блок на честные 333W и больше из него не выжать из за данных перемаркированных конденсаторов.
Пишу об этом продавцу не особо надеясь на успех… (Обычно у китайцев в таком случае моя-твоя плохо понимай, открывай диспут, отправляй в Китай)
Тут же продавец все понял сразу. Говорит сейчас все решим, пиши какие детали тебе нужны, все вышлю! Пишу ему все варианты с номиналами и размерами. Высылает буквально через день с трэком из Китая.
Вместо двух приезжают три 450V 330uf. С ёмкостью и esr все в порядке видно что оригиналы но б/у. Ну что же спасибо.
Раз уж приехало три сверлю ещё дырок и ставлю все три (место появилось по причине удаления переключателя 110/220. Плюс ставлю плёнку. Шлифую/полирую радиаторы, народу термопасту, собираю:

Включаю через лампочку все работает. Собираю корпус.
Далее испытания. Электронной нагрузки такой мощности у меня нет. Мощных резисторов в необходимом количестве тоже нет. По этой причине собрал ВСЕ домашние глупые нагревательных приборы утюг, электробатарею, рисоваку, три чайника, блинницу итд.
Блок питания выкрутил на 57в
К выходу блока питания подключился dps5015 далее ВСЕ нагревательные приборы. В итоге у меня получилось 590W при 50В на выходе понижайки. Больше мощных глупых приборов пригодных для эксперимента не нашлось. В чайники, рисоварки итп налил воды. И поставил все это дело поработать на 4 часа. Блок питания не вонял, не сгорел никаких критических перегревов элементов не обнаружено.
Вентилятор в данном источнике работает всегда даже на холостом ходу, с увеличением потребляемой мощности обороты растут.

Далее соединив в одном корпусе данный блок питания и dps5015 я получил лабораторный источник питания, который успешно работает у меня уже год.
Но это будет новый обзор.

mysku.ru

48 Вольт 5 Ампер и 240 Ватт или блок питания который смог удивить

Так как блоки питания нужны если не всем, но многим, то сегодня очередная статья про этих железных ‘кормильцев’.

В общем на мой операционный стол попал блок питания на 48 Вольт и 240 Ватт, будем разбирать, измерять, тестировать, ну и конечно анализировать.

Пришел этот блок питания в такой же стандартной белой коробке как и все остальные, вообще такая упаковка присутствует и у брендовых БП.

Конструктивно блок питания выполнен в металлическом кожухе.

На одной из боковых сторон расположен переключатель диапазона входного напряжения.

На другой наклейка, информирующая о том, что перед нами блок питания со следующими характеристиками:

Входное напряжение 110/220 Вольт

Выходное напряжение — 48 Вольт

Выходной ток — 5 Ампер

Максимальная мощность — 240 Ватт

Размеры — 200 х 110 x 50 мм

Внешне к блоку питания претензий не возникло, да и не отличается он внешне от сотен моделей других БП такого формфактора, ну разве что размерами.

Хотя есть небольшой отличие.

В прошлом обзоре модели 36 Вольт 10 Ампер БП был ‘зеркальным’ по отношению к этому.

Иногда это может быть важно.

На одном из торцов расположен клеммник для подключения питания, заземления и нагрузки.

Клеммник допускает подключение трех выходных линий, но внутри они соединены вместе, так как БП одноканальный. Такое может быть удобно при подключении нескольких потребителей и чаще всего встречается у относительно мощных блоков питания

В этот раз крышку клеммника не получится поднять на 90 градусов, как это можно было сделать у предыдущих моделей. Хоть и небольшой, но все таки минус.

Между корпусом и клеммником приютился регулятор выходного напряжения и светодиод индикации включения БП. Причем именно приютился, при беглом взгляде можно подумать что их нет.

Так как снаружи смотреть больше не на что, то полезем внутрь 🙂

Внутри все та же классика как она есть, Г-образное шасси, которое закрывается такой же Г-образной перфорированной крышкой. Шасси алюминий, крышка — сталь.

Рассмотрим поближе. Первое что мне пожалуй бросилось в глаза, это довольно большой для такой мощности трансформатор, хотя с учетом пассивного охлаждения это нормально.

Если бы охлаждение было активным, наверняка размеры трансформатора были бы поскромнее.

Помню дешевые комповые БП JNC, где было указано 300 Ватт, а трансформатор был меньше спичечного коробка.

В остальном можно сказать что схема классическая, монтаж свободный.

Внешне один в один БП на 36 Вольт из предыдущего обзора, но как я писал выше — зеркальный. Если сравнить фото этих БП то сразу станет понятно. Пройдемся по критичным узлам, так сказать небольшой начальный визуальный осмотр и анализ.

Начинаем как всегда с сетевого фильтра.

Здесь он есть. Единственная отсутствующая деталь — конденсатор Х2 после дросселя (со стороны БП, а не сети), но на мой взгляд он не критичен.

А теперь рассмотрим ближе. Заодно вспомним, на что обращать внимание при выборе БП.

1. Конденсатор фильтра Х2 (серый), двухобмоточный (синфазный) дроссель, пара конденсаторов типа Y2. Все на месте, здесь вопросов нет.

2. Конденсатор с минуса БП на корпус БП, здесь обычный высоковольтный. Y2 смотрелся бы лучше, но для данного места это не так критично, потому можно простить.

3. Входной диодный мост применили типа T20XB60, производитель декларирует максимальный ток до 20 ампер (при установке на радиатор конечно) и напряжение до 600 Вольт (амплитудное).

Для данного применения просто отлично.

4. От бросков тока, при заряде конденсаторов входного фильтра, защищают два термистора (NTC терморезистора), включенные параллельно. В прошлом БП стоял один, может здесь запасной поставили? 🙂

В общем пока нормально.

1. Входные электролиты заявлены как 680мкФ 250В, известной китайской фирмы RubiconG, делают видимо где то рядом с Акайвой и Абибасом. Ну ладно, потом измерим, так как термоусадка может быть любой. На вид такое чувство, что их перед монтажом грызли. О_о.

2. Высоковольные транзисторы, корпус ТО-247, прижаты пластинкой через терморезинку к корпусу, проглядывает и паста, здесь придраться не к чему.

3. Выходной диод меня в этом БП удивил дважды. Вернее даже не диод, а метод его монтажа.

Выходной ток данного БП всего 5 Ампер (рассеиваемая на диоде мощность примерно как у БП 5В 7А), но здесь ему добавили и дополнительный алюминиевый радиатор.

Здесь он даром не нужен, свинчу, может пригодится, главное чтобы производитель не знал, а то ставить перестанет 🙂

4. Выходной дроссель и конденсаторы. Дроссель мне показался несколько маленьким, да и выходной фильтр отсутствует. Но тесты покажут кто есть кто, может все и нормально.

Второе чем меня удивила выходная диодная сборка. Я понимаю что на ней выделяется не так много тепла как у более сильноточных модификаций, но так монтировать… За такое надо бить по руками, лучше очень сильно бить, потому как НАДО.

Работать все это будет, но не очень надежно. Не говоря о том, что из-за тепловых деформаций, циклов нагрева/остывания, диод может вообще вылезти из крепежа.

Первый тест.

Выходное напряжение изначально было установлено как 48.7, диапазон регулировки позволяет охватить от 35 до 53 Вольта, после я выставил положенные 48 Вольт.

Что интересно, в БП на 36 Вольт был точно такой же диапазон регулировки.

В процессе измерения выходного напряжения почувствовал запах чего то горячего (радиолюбители поймут). Сразу же взял пирометр и начал искать что греется (сначала искал классическим способом), нашел.

Между конденсаторами выходного фильтра стоит нагрузочный резистор, который греется.

номинал резистора 1 кОм, такой же как в БП на 36 Вольт, но там на нем рассеивается 1,3 Ватта, а здесь 2.3 Ватта. понятно что он перегревается. Рекомендую его либо заменить на 1.5 кОм, либо вынести немного подальше от конденсаторов, благо место есть.

Но ставить такую ‘мину’ просто некрасиво.

После этого блок питания был разобран дальше, плата держится на одном винте и крепеже транзисторов и диода, хотя есть место под еще один крепежный винт.

Кстати, в плате есть отверстия напротив крепежных отверстий в самом корпусе, т.е. если вы решили привинтить сам блок к чему либо, то за длину винтов можете не переживать, 50мм длиной точно влезут.

Печатная плата на четверочку. Качество пайки среднее, дорожки по которым течет большой ток, пролужены. В общем обычная плата, материал — гетинакс, как в большинстве таких устройств.

Какие либо компоненты снизу отсутствуют.

В данном случае схему я не чертил, а просто внес изменения в схему от 36 Вольт БП.

Дело в том, что отличия этих БП минимальные.

1. Убрали узел питания вентилятора

2. В 36В термистор стоял до фильтра питания, теперь после диодного моста.

3. Убрали резистор R7 (цепь снаббера)

4. Изменили номинал резистора R41 (стоит последовательно со светодиодом)

5. Поставили другую выходную диодную сборку.

6. Изменили выходной дроссель.

Мало того, все позиционные обозначения элементов на печатной плате точно такие же как в версии 36 Вольт. Это удобно, но с учетом того, что плата ‘зеркальная’, то мне кажется что это было сделано специально.

Высоковольтные транзисторы D13009K, как и в прошлом БП.

Но вот диодная сборка теперь стоит другая, C25P40F, максимальный ток 25 Ампер, напряжение до 400 Вольт. Для 5 Ампер БП это с большим запасом.

Как я писал выше, в этом Бп отсутствует узел питания вентилятора, но место на плате есть, если надо, то вполне можно впаять недостающие элементы и поставить вентилятор.

Также есть место под вторую диодную сборку, параллельно первой, но на таких токах хватает и одной.

В ходе осмотра на плате была обнаружена маркировка, указывающая, что изначально это плата от (или для) БП на 300 Ватт.

Понятно что платы унифицированные, используются во всей линейке БП такой мощности.

Правда есть маленький нюанс, БП на 5 Вольт 30 Ампер это не одно и то же, что БП на 30 Вольт и 5 Ампер, хотя оба они имеют одинаковую мощность.

Обусловлено это тем, что если инвертор применен тот же, и потери на нем одинаковые, то на выходном диоде при 30 Ампер токе выделится куда больше тепла чем при 5, даже с учетом того, что в 5 Вольт версии стоят диоды Шоттки.

Иногда производители даже занижают выходной ток, указывая для 150 Ватт БП например 30 Вольт 5 Ампер и 5 Вольт 25 Ампер.

БП собран на базе самого известного ШИМ контроллера, KA7500, более известного под оригинальным наименованием TL494. Существует и отечественный аналог этой микросхемы, ее вообще выпускали все кому не лень 🙂 Немножко расскажу о ШИМ контроллерах вообще и о TL494 в частности.

Для начала стоит сказать, что данный ШИМ контроллер очень распространен. Произошло это благодаря его простоте, низкой цене, неплохому качеству работы и хорошей предсказуемости.

Я с ним познакомился около 17 лет назад. На тот момент это было очень хорошая микросхема.

Понятно что сейчас ШИМ контроллеров стало много, низковольтных, высоковольтных, многофазных, со встроенным силовым ключом и без и т.п.

Микросхема выпускается в 16 выводном корпусе, назначение выводов показано ниже.

Внутреннее устройство микросхемы выглядит примерно так. Вернее как раз так оно выглядит более точно, примерный вид будет позже. Для того чтобы немного объяснить что такое ШИМ контроллер, а вернее показать его основные узлы я начертил такую вот блок схему (художник из меня еще тот).

Для начала по нумерации узлов.

1. Стабилизатор питания. На основной блок схеме он не показан, но иногда присутствует

Питает всю внутренние узлы. Иногда имеет режим микромощного старта, полезно для ШИМ контроллеров которые устанавливаются на ‘высокой’ стороне БП. Такой режим позволяет сначала зарядить конденсатор питания микросхемы, потом стартовать и дальше уже питаться от отдельной обмотки трансформатора (а иногда и без нее).

2. ИОН, он же — Источник Опорного Напряжения.

Данный стабилизатор имеет высокую точность поддержания напряжения. Является ‘точкой отсчета’ когда происходит измерение входного напряжения.

В TL494 проверяется в первую очередь (если микруха еще не в КЗ), в нормальном режиме выдает 5 Вольт. Если на входе микросхемы есть питание, а на этом выводе нет, то микросхема неисправна.

Также часто напряжение ИОНа является входным пороговым напряжением усилителя ошибки.

3. Задающий генератор. Иногда бывает с внешними времязадающими цепями, иногда с внутренними. Если цепи внешние, то можно задать частоту в широких пределах, если внутренний, то частота либо фиксирована на одном значении, либо можно выбрать из 2-3 значений. Задает частоту работы преобразователя.

4. Усилители ошибки. У TL494 их два, один используется для измерения напряжения, второй — тока. Но чаще всего усилитель ошибки один, но это не означает что нельзя контролировать и ток и напряжение, просто для этого придется сделать пару внешних цепей и свести их обе на этот вход (так сделано во многих преобразователях со стабилизацией тока и напряжения). Кстати, если подать на этот вход напряжение, немного превышающее опорное, то можно выключить преобразователь вообще, иногда это удобно если нет специального вывода для управления включением/выключением.

5. Цепь усилителя формирователя ‘мертвого времени’. У некоторых контроллеров можно регулировать время паузы между выходными сигналами, ну или по другому — максимальную ширину сигнала в %. Бывает необходимо для защиты от выхода из строя выходных транзисторов, чтобы не вышло так, что один еще не закрылся, а второй уже открывается.

Также часто этот вход используют для плавного старта, подключая к этому выводу конденсатор.

6. Схема управления. Условно — синхронизирует работу генератора и усилителей ошибки.

Напряжение на выходе усилителя ошибки может меняться и несколько раз за один такт и чтобы не было ‘дребезга’ не допускает формирование еще одного импульса управления до следующего тактового сигнала.

Выглядит это так — Схема управления включила подачу управления на выходной транзистор, напряжение на входе усилителя превысило напряжение ИОН, схема управления выключила силовой транзистор и не включает его до следующего такта генератора, потом все повторяется.

Собственно это и есть сам принцип работы ШИМ.

7.Микросхемы имеющие возможность работать в два такта (та же TL494) имеют и триггер, который управляет транзисторами поочередно. Т.е. сначала обрабатывает ширину импульса одного транзистора, потом второго, и т.д.

TL494 имеет возможность перевода выхода в режим однотактного управления, при этом работа триггера блокируется и выходы работают синхронно, это необходимо для однотактных блоков питания или DC-DC преобразователей. тех же Step-down или Step-up.

Кстати, встроенные в TL494 транзисторы позволяют сделать маломощный преобразователь без внешних транзисторов. Характеристики у них конечно не очень, да и сейчас полно микросхем с мощными встроенными транзисторами, но много лет назад это было полезно.

Вообще конечно микросхема давно морально устарела, современные решения лучше, быстрее (могут работать на более высоких частотах), имеют возможность микромощного запуска, встроенные силовые транзисторы, умеют измерять ток и т.д. и т.п.

Но при этом TL494 производилась, производится и будет производится и данный блок питания яркое тому подтверждение.

Конечно хочется чего то более современного, но обычно это или обратноходовые БП или более дорогие, брендовые, решения. А в дешевом сегменте пока рулит TL494.

Перечитал то что написал и понимаю что написал криво, но к сожалению я не преподаватель и у меня не 1.5 часа времени на лекцию, а всего лишь небольшой обзор, в котором хочется и товар показать, и протестировать его, и немного рассказать о том, как он работает.

Как уместить описание в маленькое количество текста я пока не знаю, но возможно буду добавлять информацию по мере выхода новых обзоров (если будут присылать товары на растерзание), либо буду готовить большой обзор, не знаю что лучше.

——

Под конец осмотра я измерил емкость входных и выходных электролитических конденсаторов.

Входной показал емкость в 448мкФ при заявленных 680. та же картина что и в 360 Ватт БП, но здесь эта емкость вполне допустима, так как при последовательном соединении получается около 225мкФ. А для 240 Ватт считается что хорошо если будет 240. В общем без запаса, но и не совсем маленькая.

Выходные конденсаторы установлены также ‘безродные’, три штуки по 1000мкФ 63 Вольта.

По емкости и напряжению претензий нет, 3000мкФ для 5 Ампер вполне нормально (двухтактному БП достаточно меньшей емкости), 63 Вольта также с запасом, на большее напряжение ставить смысла нет.

В прошлом обзоре поставили под сомнение методику измерения конденсаторов впаянных в плату. Чтобы в будущем не возвращаться к этому вопросу я измерил емкость и у выпаянных конденсаторов, как видно на фото, разницы нет. Вернее она в пределах погрешности измерения.

Перед началом испытаний я все таки немного сжалился и доработал БП (жалко мне детали, которые не виноваты, что сборщик идиот экономист).

Выше я писал, что выходной диод прижат с перекосом, виной тому неправильная прижимная планка, скорее всего она рассчитана на компоненты в корпусе ТО-220 (размер стандартной КРЕНки), а корпус ТО-247 немного толще, вот и получился перекос.

Вариантов переделки два.

1. Подложить кусочек текстолита

2. просверлить отверстие в корпусе и прижать диодный мост винтиком.

На фото видно что я выбрал первый, как наиболее простой.

Для тестирования БП я подготовил привычный уже многим тестовый стенд, состоящий из:

1. Электронная нагрузка 2. Осциллограф

3. Мультиметр

4. Бесконтактный термометр

5. Кабель питания и провода для подключения нагрузки.

6. Бумажка и очень дорогая, профессиональная, ручка :))))

Электронная нагрузка создавала соответствующую нагрузку, переводя все полученное в тепло (и в шум), мультиметр измерял выходное напряжение БП, осциллограф следил за пульсациями, термометр измерял температуры компонентов, а ручка все записывала 🙂

Комментировать основные этапы теста я не буду, все видно на фото и осциллограммах, скажу лишь что напряжение всегда стояло ровно 47.9, а пульсации не превышали 25-30мВ.

1. Холостой ход

2. Нагрузка 1 А.

1. Нагрузка 2 А

2. Нагрузка 3 А

1. Нагрузка 4 А

2. Нагрузка 5 А

Так как блок питания вел себя вполне прилично (чем меня немного удивил, я ожидал худшего), то я продолжил тесты.

1. Нагрузка 6 А

2. Дальше я поднимал ток уже по 0.5 Ампера, потому 6.5 А

Но и на этом я не остановился, так как БП продолжал упорно работать, нарушив некоторые мои планы и продлив время тестирования.

1. Я прогнал дополнительные 10 минут под током 7 Ампер, БП работал, правда пульсации несколько выросли (до 50мВ), но все равно оставались вполне нормальными.

2. Под конец я не выдержал и запустил БП под током 7.5 Ампера, но было чувство, что он просто издевается надо мной. У меня начала перегреваться нагрузка (на последних фото видно, что она работает без верхней крышки) и я остановил тест.

Что я могу сказать, БП прошел тест, причем прошел на отлично, у меня такое редко бывает.

А уж с учетом того, что это не бренд, на выходе стоят безымянные конденсаторы, на входе вообще покусанные, то даже не знаю в какую сторону и думать.

Конечно же результаты измерения температуры, здесь не все гладко, есть некоторые нюансы, но в целом неплохо.

Немного о нюансах.

По результатам виден перегрев выходного дросселя, но на самом деле волноваться надо не за него, так как это не феррит и он имеет максимальную рабочую температуру в 200 градусов (и то это перегрев не материала, а оболочки).

В то время как нежелательно поднимать температуру ферритового сердечника трансформатора выше 100-110 градусов. При более высокой температуре у него резко ухудшаются характеристики и условно он из 100 Ваттного становится 20 Ваттным, в результате перегружается инвертор, дальше ‘бах’ и поход в магазин за новыми транзисторами.

Психологическим же пределом температуры полупроводников у меня считается тоже около 100-110 градусов. Работать они могут и при большей температуре (до 125 точно), но падает надежность.

И так табличка.

Под током 7 Ампер время теста было 10 минут, под током 7.5 Ампер измерение температур не проводилось так как тест был кратковременным.

Общее время теста составило 2 часа 10 минут.

Резюме

Плюсы

Блок питания выдал более заявленной мощности

Тепловой режим работы в норме

Отличный уровень пульсаций

Наличие нормального фильтра по входу 220 Вольт

Отличная стабильность выходного напряжения

Хорошая отработка защиты от КЗ.

Хорошая ремонтопригодность

Минусы

Конденсаторы входного фильтра имеют подозрительное происхождение

Низкое качество выходных конденсаторов

Крепеж выходной диодной сборки требует обязательной доработки.

Большой нагрев нагрузочного резистора, желательна замена.

Мое мнение. В этот раз я на распутье. С одной стороны входные и выходные конденсаторы непонятного происхождения, плохо прижатая выходная диодная сборка, греющийся резистор и дроссель. С другой стороны результаты тестов, которые показали большую перегрузочную способность, очень малые пульсации и высокую стабильность выходного напряжения даже на предельных токах.

На положительной чаше весов также устойчивость к КЗ (я случайно несколько минут пытался запустить БП с закороченным выходом), полупроводники с запасом и вполне лояльная цена.

Купил бы я такой БП? Да. Но заменил бы выходные электролиты на Samwha RD серии, отодвинул бы от них нагрузочный резистор и выходной дроссель, проверил прижим диодной сборки и пользовался. С такой переделкой я бы получил вполне неплохой БП за вменяемые деньги.

Альтернативный вариант, купить БП Менвелл серии NES, но у нас он стоит в 1,5 раза дороже и это модель на 150 Ватт, а не 240.

Надеюсь что информация была полезна, а обзор интересен, как всегда жду пожеланий и вопросов в комментариях.

Немного о том, для чего хорошо может подойти данный БП

Помимо просто питания каких то нагрузок (на сайте он вообще позиционируется как БП для светодиодных лент), такой БП отлично подойдет для питания платы регулируемого преобразователя и можно будет сделать блок питания типа такого.

Я бы только советовал накрутить на выходе 53-55 Вольт, тогда можно иметь БП с выходом до 50 Вольт и током до 5.1 Ампера.

3dtoday.ru

Блок питания своими руками.

Собираем регулируемый блок питания

Те новички, которые только начинают изучение электроники спешат соорудить нечто сверхъестественное, вроде микрожучков для прослушки, лазерный резак из DVD-привода и так далее… и тому подобное… А что насчёт того, чтобы собрать блок питания с регулируемым выходным напряжением? Такой блок питания – это крайне необходимая вещь в мастерской каждого любителя электроники.

С чего же начать сборку блока питания?

Во-первых, необходимо определиться с требуемыми характеристиками, которым будет удовлетворять будущий блок питания. Основные параметры блока питания – это максимальный ток (I_max), который он может отдать нагрузке (питаемому устройству) и выходное напряжение (U_out), которое будет на выходе блока питания. Также стоит определиться с тем, какой блок питания нам нужен: регулируемый или нерегулируемый.

Регулируемый блок питания – это блок питания, выходное напряжение которого можно менять, например, в пределах от 3 до 12 вольт. Если нам надо 5 вольт — повернули ручку регулятора – получили 5 вольт на выходе, надо 3 вольта – опять повернул – получил на выходе 3 вольта.

Нерегулируемый блок питания – это блок питания с фиксированным выходным напряжением – его менять нельзя. Так, например, многим известный и широко распространённый блок питания «Электроника» Д2-27 является нерегулируемым и имеет на выходе 12 вольт напряжения. Также нерегулируемыми блоками питания являются всевозможные зарядники для сотовых телефонов, адаптеры модемов и роутеров. Все они, как правило, рассчитаны на какое-то одно выходное напряжение: 5, 9, 10 или 12 вольт.

Понятно, что для начинающего радиолюбителя наибольший интерес представляет именно регулируемый блок питания. Им можно запитать огромное количество как самодельных, так и промышленных устройств, рассчитанных на разное напряжение питания.

Далее нужно определиться со схемой блока питания. Схема должна быть простая, легка для повторения начинающими радиолюбителями. Тут лучше остановиться на схеме с обычным силовым трансформатором. Почему? Потому что найти подходящий трансформатор достаточно легко как на радиорынках, так и в старой бытовой электронике. Делать импульсный блок питания сложнее. Для импульсного блока питания необходимо изготавливать достаточно много моточных деталей, таких как высокочастотный трансформатор, дроссели фильтров и пр. Также импульсные блоки питания содержат больше радиоэлектронных компонентов, чем обычные блоки питания с силовым трансформатором.

Итак, предлагаемая к повторению схема регулируемого блока питания приведена на картинке (нажмите для увеличения).

Параметры блока питания:

• Выходное напряжение (U_out) – от 3,3…9 В;

• Максимальный ток нагрузки (I_max) – 0,5 A;

• Максимальная амплитуда пульсаций выходного напряжения – 30 мВ.;

• Защита от перегрузки по току;

• Защита от появления на выходе повышенного напряжения;

• Высокий КПД.

Возможна доработка блока питания с целью увеличения выходного напряжения.

Принципиальная схема блока питания состоит из трёх частей: трансформатора, выпрямителя и стабилизатора.

Трансформатор. Трансформатор Т1 понижает переменное сетевое напряжение (220-250 вольт), которое поступает на первичную обмотку трансформатора (I), до напряжения 12-20 вольт, которое снимается со вторичной обмотки трансформатора (II). Также, по «совместительству», трансформатор служит гальванической развязкой между электросетью и питаемым устройством. Это очень важная функция. Если вдруг трансформатор выйдет из строя по какой-либо причине (скачок напряжения и пр.), то напряжение сети не сможет попасть на вторичную обмотку и, следовательно, на питаемое устройство. Как известно, первичная и вторичная обмотки трансформатора надёжно изолированы друг от друга. Это обстоятельство снижает риск поражения электрическим током.

Выпрямитель. Со вторичной обмотки силового трансформатора Т1 пониженное переменное напряжение 12-20 вольт поступает на выпрямитель. Это уже классика. Выпрямитель состоит из диодного моста VD1, который выпрямляет переменное напряжение с вторичной обмотки трансформатора (II). Для сглаживания пульсаций напряжения после выпрямительного моста стоит электролитический конденсатор C3 ёмкостью 2200 микрофарад.

Регулируемый импульсный стабилизатор.

Схема импульсного стабилизатора собрана на достаточно известной и доступной микросхеме DC/DC преобразователя – MC34063.

Чтобы было понятно. Микросхема MC34063 является специализированным ШИМ-контроллером, разработанным для импульсных DC/DC преобразователей. Эта микросхема является ядром регулируемого импульсного стабилизатора, который используется в данном блоке питания.

Микросхема MC34063 снабжена узлом защиты от перегрузки и короткого замыкания в цепи нагрузки. Выходной транзистор, встроенный в микросхему, способен отдать в нагрузку до 1,5 ампер тока. На базе специализированной микросхемы MC34063 можно собрать как повышающие (Step-Up), так и понижающие (Step-Down) DC/DC преобразователи. Так же возможно построение регулируемых импульсных стабилизаторов.

Особенности импульсных стабилизаторов.

К слову сказать, импульсные стабилизаторы обладают более высоким КПД по сравнению со стабилизаторами на микросхемах серии КР142ЕН (КРЕНки), LM78xx, LM317 и др. И хотя блоки питания на базе этих микросхем очень просты для сборки, но они менее экономичны и требуют установки охлаждающего радиатора.

Микросхема MC34063 не нуждается в охлаждающем радиаторе. Стоит заметить, что данную микросхему можно довольно часто встретить в устройствах, которые работают автономно или же используют резервное питание. Использование импульсного стабилизатора увеличивает КПД устройства, а, следовательно, уменьшает энергопотребление от аккумулятора или батареи питания. За счёт этого увеличивается автономное время работы устройства от резервного источника питания.

Думаю, теперь понятно, чем хорош импульсный стабилизатор.

Детали и электронные компоненты.

Теперь немного о деталях, которые потребуются для сборки блока питания.

Трансформатор. В качестве трансформатора подойдёт любой сетевой понижающий трансформатор мощностью 8-10 ватт. Его первичная обмотка (I) должна быть рассчитана на переменное напряжение 220-250 вольт, а вторичная (II) на 12-20 вольт.

Где найти такой трансформатор?

Найти подходящий трансформатор можно в старой, неисправной и морально устаревшей аппаратуре: кассетных магнитофонах, стационарных CD-проигрывателях, игровых приставках и пр. Например, подойдут трансформаторы от старых лампово-полупроводниковых телевизоров советского производства ТВК-110ЛМ, ТВК-110Л2 и ТВК-70. Можно приобрести трансформатор серии ТП114, например ТП114-163М. При подборе силового трансформатора не лишним будет иметь представление о том, как узнать мощность трансформатора.

Силовые трансформаторы ТС-10-3М1 и ТП114-163М

Также подойдёт трансформатор ТС-10-3М1 с выходным напряжением около 15 вольт. В магазинах радиодеталей и на радиорынках можно найти подходящий трансформатор, главное, чтобы он соответствовал указанным параметрам.

Микросхема MC34063. Микросхема MC34063 выпускается в корпусах DIP-8 (PDIP-8) для обычного монтажа в отверстия и в корпусе SO-8 (SOIC-8) для поверхностного монтажа. Естественно, в корпусе SOIC-8 микросхема обладает меньшими размерами, а расстояние между выводами составляет около 1,27 мм. Поэтому изготовить печатную плату для микросхемы в корпусе SOIC-8 сложнее, особенно тем, кто только недавно начал осваивать технологию изготовления печатных плат. Следовательно, лучше взять микросхему MC34063 в DIP-корпусе, которая больше по размерам, а расстояние между выводами у такого корпуса – 2,5 мм. Сделать печатную плату под корпус DIP-8 будет легче.

Диодный мост. Диодный мост для блока питания можно изготовить из 4 отдельных диодов 1N4001-1N4007. Также вместо диодов 1N4001-1N4007 можно применить диоды 1N5819. При этом экономичность блока питания повыситься, поскольку диоды серии 1N58xx – это диоды Шоттки и у них меньшее падение напряжения на p-n переходе, чем у обычных диодов серии 1N400x.

Также в блок питания можно установить диодную сборку выпрямительного моста. Сборка занимает на печатной плате меньше места. Для установки в схему подойдут сборки на ток 1 ампер и выше. Для надёжности можно воткнуть в плату сборку и на 2 ампера – хуже не будет.

Где найти сборку диодного моста? В бэушных платах от любой электроники, которая питается от сети 220 вольт. Даже в компактных люминесцентных лампах – КЛЛ – есть диодный мост. Можно выковырять оттуда. Правда что попадётся, 4 отдельных диода или сборка диодного моста можно только гадать – тут как повезёт.

Если быть более конкретным, то подойдут диодные мосты (сборки): DB101-107, RB151-157, D3SBA10, 2W10M, DB207, RS207 и другие аналогичные и более мощные. Можно с лёгкостью применить диодный мост из неисправного компьютерного блока питания. Они мощные и здоровые, рассчитаны на довольно большой ток – хватить за глаза. Не забудьте проверить его на исправность!

Конденсаторы C1, C2, C4, C5 служат для подавления импульсных помех, которые поступают из электросети. Кроме этого они блокируют импульсные помехи, которые могут поступить в электросеть от самого импульсного стабилизатора.

Элементы защиты. В схеме применено два предохранителя. Предохранитель FU2 представляет собой обычный плавкий предохранитель на ток срабатывания 0,16 А (160 мА). Он включен последовательно с первичной обмоткой (I) трансформатора T1. FU1 – самовосстанавливающийся предохранитель. Когда ток через него становиться больше 0,5 ампер, то его сопротивление резко увеличивается, а ток в цепи выпрямителя и стабилизатора резко падает.

Самовосстанавливающийся предохранитель FRX050-90F

Так реализована защита в случае неисправности преобразователя. Стабилитрон VD3 также служит защитным и работает в паре с самовосстанавливающимся предохранителем FU1. Основная его цель – защитить нагрузку (питаемое устройство) от повреждения высоким напряжением. Напряжение стабилизации стабилитрона составляет 11 вольт. В случае неисправности преобразователя и появления на выходе напряжения более 11 вольт, ток через стабилитрон резко возрастает. Возросший ток в цепи приводит к срабатыванию предохранителя FU1, который ограничивает ток. Поэтому защитный стабилитрон VD3 необходимо установить в схему обязательно. В случае если не удастся найти подходящий самовосстанавливающийся предохранитель, то его можно заменить обычным плавким на ток срабатывания 0,5 ампер.

Список деталей, которые потребуются для сборки блока питания.

Название	Обозначение	Номинал/Параметры	Марка или тип элемента
Микросхема	DA1		MC34063
Диодный мост	VDS1 (VD1-VD4)	1-2 ампер, 600 вольт	D3SBA10, RS207, DB107 и аналоги
Электролитические конденсаторы	C8, C9, C12	330 мкФ * 16 вольт	К50-35 или аналоги
	C3	2200 мкФ * 35 вольт
Конденсаторы	C1, C2, C4, C5, C10, C11, C13	0,22 мкФ	КМ-5, К10-17 и аналогичные
	C6	0,1 мкФ
	C7	470 пФ
Резисторы	R1	0,2 Ом (1 Вт)	МЛТ, МОН, С1-4, С2-23, С1-14 и аналогичные
	R3	560 Ом (0,125 Вт)
	R4	3,6 кОм (0,125 Вт)
	R5	8,2 кОм (0,125 Вт)
Резистор переменный	R2	1,5 кОм	СП3-9, СП4-1, ППБ-1А и аналогичные
Диод Шоттки	VD2		1N5819
Стабилитрон	VD3	11 вольт	1N5348
Дроссель	L1, L2	300 мкГн
Дроссель	L3		самодельный
Предохранитель плавкий	FU2	0,16 ампер
Самовосстанавливающийся предохранитель	FU1	0,5 ампер (на напряжение >30-40 вольт)	MF-R050; LP60-050; FRX050-60F; FRX050-90F
Светодиод индикаторный	HL1	любой 3 вольтовый

Дроссели. Дроссели L1 и L2 можно изготовить самостоятельно. Для этого потребуется два кольцевых магнитопровода из феррита 2000HM типоразмера К17,5 х 8,2 х 5 мм. Типоразмер расшифровывается так: 17,5 мм. – внешний диаметр кольца; 8,2 мм. — внутренний диаметр; а 5 мм. – высота кольцевого магнитопровода. Для намотки дросселя понадобиться провод ПЭВ-2 сечением 0,56 мм. На каждое кольцо необходимо намотать 40 витков такого провода. Витки провода следует распределять по ферритовому кольцу равномерно. Перед намоткой, ферритовые кольца нужно обмотать лакотканью. Если лакоткани нет под рукой, то обмотать кольцо можно скотчем в три слоя. Стоит помнить, что ферритовые кольца могут быть уже покрашены – покрыты слоем краски. В таком случае обматывать кольца лакотканью не надо.

Кроме самодельных дросселей можно применить и готовые. В этом случае процесс сборки блока питания ускориться. Например, в качестве дросселей L1, L2 можно применить вот такие индуктивности для поверхностного монтажа (SMD — дроссель).

SMD-дроссель

Как видим, на верхней части их корпуса указано значение индуктивности – 331, что расшифровывается как 330 микрогенри (330 мкГн). Также в качестве L1, L2 подойдут готовые дроссели с радиальными выводами для обычного монтажа в отверстия. Выглядят они вот так.

Дроссель с радиальными выводами

Величина индуктивности на них маркируется либо цветовым кодом, либо числовым. Для блока питания подойдут индуктивности с маркировкой 331 (т.е. 330 мкГн). С учётом допуска ±20%, который разрешён для элементов бытовой электроаппаратуры, также подойдут дроссели с индуктивностью 264 — 396 мкГн. Любой дроссель или катушка индуктивности рассчитана на определённый постоянный ток. Как правило, его максимальное значение (I_{DC max}) указывается в даташите на сам дроссель. Но на самом корпусе это значение не указывается. В таком случае можно ориентировочно определить значение максимально допустимого тока через дроссель по сечению провода, которым он намотан. Как уже говорилось, для самостоятельного изготовления дросселей L1, L2 необходим провод сечением 0,56 мм.

Дроссель L3 самодельный. Для его изготовления необходим магнитопровод из феррита 400HH или 600HH диаметром 10 мм. Найти такой можно в старинных радиоприёмниках. Там он используется в качестве магнитной антенны. От магнитопровода нужно отломать кусок длиной 11 мм. Сделать это достаточно легко, феррит легко ломается. Можно просто плотно зажать необходимый отрезок пассатижами и отломить излишки магнитопровода. Также можно зажать магнитопровод в тисках, а потом резко ударить по магнитопроводу. Если с первого раза аккуратно разломить магнитопровод не получиться, то можно повторить операцию.

Затем получившийся кусок магнитопровода нужно обмотать слоем бумажного скотча или лакоткани. Далее наматываем на магнитопровод 6 витков сложенного вдвое провода ПЭВ-2 сечением 0,56 мм. Для того чтобы провод не размотался, обматываем его сверху скотчем. Те выводы проводов, с которых начиналась намотка дросселя, в последующем впаиваем в схему в том месте, где показаны точки на изображении L3. Эти точки указывают на начало намотки катушек проводом.

Дополнения.

В зависимости от нужд можно внести в конструкцию те или иные изменения.

Например, вместо стабилитрона VD3 типа 1N5348 (напряжение стабилизации – 11 вольт) в схему можно установить защитный диод – супрессор 1,5KE10CA.

Супрессор – это мощный защитный диод, по своим функциям схож со стабилитроном, однако, основная его роль в электронных схемах – защитная. Назначение супрессора – это подавление высоковольтных импульсных помех. Супрессор обладает высоким быстродействием и способен гасить мощные импульсы.

В отличие от стабилитрона 1N5348, супрессор 1.5KE10CA обладает высокой скоростью срабатывания, что, несомненно, скажется на быстродействии защиты.

В технической литературе и в среде общения радиолюбителей супрессор могут называть по-разному: защитный диод, ограничительный стабилитрон, TVS-диод, ограничитель напряжения, ограничительный диод. Супрессоры можно частенько встретить в импульсных блоках питания – там они служат защитой от перенапряжения питаемой схемы при неисправностях импульсного блока питания.

О назначении и параметрах защитных диодов можно узнать из статьи про супрессор.

Супрессор 1,5KE10CA имеет букву С в названии и является двунаправленным – полярность установки его в схему не имеет значения.

Если есть необходимость в блоке питания с фиксированным выходным напряжением, то переменный резистор R2 не устанавливают, а заменяют его проволочной перемычкой. Нужное выходное напряжение подбирают с помощью постоянного резистора R3. Его сопротивление рассчитывают по формуле:

U_вых = 1,25 * (1+R4/R3)

После преобразований получается формула, более удобная для расчётов:

R3 = (1,25 * R4)/(U_вых – 1,25)

Если использовать данную формулу, то для U_вых = 12 вольт потребуется резистор R3 с сопротивлением около 0,42 кОм (420 Ом). При расчётах, значение R4 берётся в килоомах (3,6 кОм). Результат для резистора R3 также получаем в килоомах.

Для более точной установки выходного напряжения U_вых вместо R2 можно установить подстроечный резистор и выставить по вольтметру требуемое напряжение более точно.

При этом следует учесть, что стабилитрон или супрессор стоит устанавливать с напряжением стабилизации на 1…2 вольта больше, чем расчётное напряжение на выходе (U_вых) блока питания. Так, для блока питания с максимальным выходным напряжением равным, например, 5 вольт следует установить супрессор 1,5KE6V8CA или аналогичный ему.

Изготовление печатной платы.

Печатную плату для блока питания можно сделать разными способами. О двух методах изготовления печатных плат в домашних условиях уже рассказывалось на страницах сайта.

В общем, выбрать есть из чего.

Налаживание и проверка блока питания.

Чтобы проверить работоспособность блока питания его для начала нужно, конечно же, включить. Если искр, дыма и хлопков нет (такое вполне реально), то скорее БП работает. Первое время держитесь от него на некотором расстоянии. Если ошиблись при монтаже электролитических конденсаторов или поставили их на меньшее рабочее напряжение, то они могут «хлопнуть» — взорваться. Это сопровождается разбрызгиванием электролита во все стороны через защитный клапан на корпусе. Поэтому не торопитесь. Подробнее об электролитических конденсаторах можно почитать здесь. Не ленитесь это прочитать – пригодиться не раз.

Внимание! Во время работы силовой трансформатор находиться под высоким напряжением! Пальцы к нему не совать! Не забывайте о правилах техники безопасности. Если надо что-то изменить в схеме, то сначала полностью отключаем блок питания от электросети, а потом делаем. По-другому никак – будьте внимательны!

P.S.

Под занавес всего этого повествования хочу показать готовый блок питания, который был сделан своими руками.

Да, у него ещё нет корпуса, вольтметра и прочих «плюшек», которые облегчают работу с таким прибором. Но, несмотря на это, он работает и уже успел спалить офигенный трёхцветный мигающий светодиод из-за своего бестолкового хозяина, который любит безбашенно крутить регулятор напряжения . Желаю и вам, начинающие радиолюбители, собрать что-нибудь похожее!

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

 

go-radio.ru