Hybrydowa regulowana przetwornica napięcia RD6012P(W)

Zapowiadałem już zapowiedź tego modelu przetwornicy. Jest rozwinięciem poprzedniego modelu, 6006Р, który różni się przede wszystkim mniejszym prądem wyjściowym i mocą.
O ten model pytało już kilku czytelników. No i proszę: dotarł, obejrzałem go, przetestowałem i wyrobiłem sobie pewną opinię.

Jak zwykle przypominam: żeby być na bieżąco z nowymi wpisami na blogu, polecam obserwować mnie na Instagramie. Będę tam publikować powiadomienia o nowych wpisach, a może też pisać po prostu o czymś ciekawym — link do konta

Tytułem wstępu.
Niezależnie od tego, jak testuję urządzenie i co o nim piszę, w gruncie rzeczy jest to mocniejsza wersja znanego RD6006P, który „wyrósł” z jeszcze bardziej znanego RD6006. Oczywiście, mają ze sobą wiele wspólnego. Żeby się nie powtarzać, podaję po prostu linki do recenzji wszystkich wcześniejszych modeli RuiDeng, które miałem okazję testować.
DPH5005
DPS8005
DPS5020
RD6006
RD6012
RD6018
RD6006P

Można wskazać dwie kluczowe różnice między serią „P” a wcześniejszymi modelami:
1. To przetwornica hybrydowa, czyli najpierw mamy przetwornicę obniżającą DC-DC, a za nią stabilizator liniowy.
2. Do pomiaru i zadawania prądu/napięcia służą osobne przetworniki DAC/ADC, a nie te wbudowane w mikrokontroler, co zwiększa dokładność.

Myślę, że warto porównać nowy model z poprzednim. Część różnic widać już w tabeli z danymi technicznymi.


Opakowanie jak zwykle nie budzi zastrzeżeń: duże pudełko ze styropianu oraz osobne pudełko z grubego kartonu.


Zestaw nie różni się od zestawów poprzednich modeli i zawiera:
1. Przetwornicę
2. Przewód z czujnikiem temperatury
3. Parę końcówek widełkowych
4. Bezpiecznik
5. Moduł WiFi (opcjonalnie)


Moduł WiFi, czujnik temperatury, końcówki i bezpiecznik 20 A.


Widok ogólny przetwornicy.


Panel przedni jest identyczny jak we wszystkich wcześniejszych modelach serii RD60хх, łącznie z kolorem plastiku.


Te same przyciski do bezpośredniego wprowadzania parametrów oraz zaciski śrubowe do podłączenia zwykłego obciążenia (czarny/czerwony) albo ładowanego akumulatora (czarny/zielony).
Jeśli chodzi o wymiary, moduły różnią się tylko grubością, zależną od zamontowanych komponentów. Szerokość/wysokość: 160х74 (167х81) mm.


Większość pewnie bardziej interesuje budowa urządzenia niż jego wygląd, więc zobaczmy, co znajduje się z tyłu.
A tutaj wszystko jest bardzo podobne do modelu 6006Р. Powiedziałbym nawet, że niemal identyczne, poza kilkoma drobiazgami.


Prawie wszystkie różnice dotyczą części wejściowej.


1. Wejściowy dławik skompensowany jest wyraźnie większy niż w modelu 6006. Obok znajduje się tranzystor zabezpieczający przed odwrotną polaryzacją.
2. Wejściowa listwa zaciskowa ma cztery styki, a na wejściu zamontowano parę kondensatorów 470 µF 80 V.
3. Pomocnicze przetwornice napięcia — tutaj wszystko jest jak w modelu 6006Р.
4. Przetwornica DC-DC została wzmocniona. W modelu 6006Р zastosowano tranzystor z kanałem P i zespół diod, a tutaj użyto prostownika synchronicznego opartego na parze tranzystorów z kanałem N HY3210.
5. Nie mierzyłem wymiarów dławika mocy; na oko jest mniej więcej taki jak w modelu 6006, ale tutaj nawinięto go dwoma przewodami, a nie jednym jak w 6006.
6. Przekaźnik zabezpieczający przed odwrotną polaryzacją podczas ładowania akumulatora jest przystosowany do 16 A, ale ważniejsza różnica znajduje się nieco bardziej na lewo: producent dodał dławik, który zmniejsza tętnienia za stopniem DC-DC.


Wszystkie zmiany i dodatki w części wejściowej sprawiły, że główny sterownik PWM po prostu nie zmieścił się na wspólnej płytce. Trzeba go więc było przenieść na osobną, niewielką płytkę, ale to nadal ten sam TL594 co we wszystkich poprzednich modelach.


Układ DAC/ADC i regulatora liniowego z zewnątrz przypomina ten z modelu 6006, ale jak się okazało, są różnice. Na przykład tutaj zastosowano tylko jeden transoptor zapewniający izolację galwaniczną, podczas gdy w 6006 były trzy. Są też inne drobne różnice, choć zasadniczo nawet rozmieszczenie komponentów jest takie samo.


Co ciekawe, na wyjściu również dodano dławik, żeby zmniejszyć tętnienia. Najwyraźniej przy dużych prądach bez niego układ już „nie dawał rady”.


Płytkę mocy wyjmuje się z obudowy tak samo jak w poprzednich modelach.


Od spodu znajdują się tylko tranzystory regulatora liniowego, boczniki i radiator chłodzący pomocniczy sterownik PWM.


Tranzystory i boczniki są takie same jak w 6006Р, tylko tutaj jest ich dwa razy więcej. Sądząc po wszystkim, tranzystory są połączone po prostu równolegle, a to nie jest najlepsze rozwiązanie. Przydałyby się niewielkie rezystory wyrównawcze.


Widok całej części cyfrowo-analogowej bez obudowy.


Płytka sterująca


Nie zauważyłem tu żadnych różnic w porównaniu z 6006Р.


Do testów podłączyłem moduł do jego „brata”, RD6018. Testy przeprowadzałem albo w takim układzie, albo zasilałem przetwornicę bezpośrednio z zasilacza 800 W, który wcześniej opisywałem.


Po włączeniu pojawia się ekran powitalny, a następnie ekran roboczy, na którym wyświetlane są wszystkie potrzebne i niepotrzebne informacje:
1. Aktualny czas i tryby pomocnicze
2. Parametry wyjściowe: napięcie, prąd, moc
3. Napięcie wejściowe
4. Ustawione parametry: napięcie, prąd.
5. Parametry zabezpieczenia wyzwalanego: napięcie, prąd
6. Tryby pracy, oddana pojemność i temperatura zewnętrznego czujnika.

Można też szybko przełączyć się na dwa inne widoki, ale mnie osobiście najbardziej odpowiada główny.


W odróżnieniu od wszystkich poprzednich modeli ten ma dwa tryby pracy: 0–6 A i 0–12 A. W pierwszym prąd wyjściowy sięga 6,1 A, ale dokładność jest większa. W drugim dokładność jest mniejsza, za to zakres rozszerza się do 12,1 A.
Wszystko byłoby w porządku, pewnie nawet wybaczyłbym konstruktorom brak automatycznego przełączania, gdyby nie jedno „ale”.
1, 2. Tryby pracy przełącza się przyciskami góra/dół, zmienia się więc również rozdzielczość miernika i nastawnika
3. Problem w tym, że limit zabezpieczenia się nie przełącza. Po zmianie zakresu z 6 A na 12 A trzeba więc włączyć wcześniej skonfigurowaną komórkę pamięci z wyższym limitem, bo inaczej nie uzyskamy prądu większego niż 6,2 A.


Menu ustawień w najnowszych wersjach przetwornic jest praktycznie identyczne, podobnie jak obsługiwane funkcje.


Co więcej, błędy w polskim tłumaczeniu przechodzą z wersji na wersję.


Przejdźmy do testów.

Pierwszy test: dokładność pomiaru napięcia wejściowego. W gruncie rzeczy test jest bez większego sensu — moim zdaniem ta funkcja jest mało przydatna, ale czemu by jej nie sprawdzić.
Ogólnie wypada całkiem nieźle, zwłaszcza jak na funkcję drugorzędną. W zakresie 10–60 V wyniki były nieco zawyżone, o około 10–50 mV w całym zakresie, i to praktycznie liniowo.


Test drugi: dokładność ustawiania i pomiaru napięcia.
Tutaj wszystko wygląda bardzo dobrze. Występowało wprawdzie niewielkie „pływanie” przy najniższych wartościach, ale mówimy przecież o zakresie 1–10 mV.


Test trzeci: dokładność ustawiania i pomiaru prądu.

Najpierw zakres 0–6 A.
Przy małych wartościach wahania były zauważalne, ale przy prądzie powyżej 1 mA wszystko wyglądało już całkiem nieźle.


A teraz zakres 0–12 A.
Ten test był raczej dodatkiem, dlatego przeprowadziłem go w skróconej formie. Początkowo wydawało mi się, że dokładność przy dużych prądach szwankuje, ale potem zrozumiałem, że błąd 0,1% względem multimetru wcale nie jest taki zły :)


Test czwarty: zależność napięcia wyjściowego od obciążenia.
Tutaj jest po prostu super. Nawet przy połączeniu dwuprzewodowym przetwornica bez problemu utrzymuje napięcie wyjściowe w zakresie obciążenia 0,05–12 A.


Za to podczas testów trafiłem na ten sam błąd, co w poprzednim modelu. W pewnym momencie zauważyłem, że wbudowany woltomierz pokazuje jakieś bzdury. I rzeczywiście, wskazania były zaniżone, choć napięcie wyjściowe było ustawiane prawidłowo, a prąd mierzony normalnie. Ponowne uruchomienie przyciskiem na przednim panelu nie pomaga — resetuje tylko tryb pracy i przywraca pierwszą komórkę pamięci. Pomaga wyłącznie całkowite odłączenie zasilania.


Test piąty: minimalna różnica między wejściem a wyjściem.
Sprawdzałem dwa napięcia wejściowe (35 i 61 V) oraz dwa warianty obciążenia (6 i 12 A).
Wynika z tego, że przy napięciu wejściowym 35 V minimalny zapas powinien wynosić 3,2–4,2 V, a przy 60 V nieco więcej: 5,5–6,2 V.

Żeby zobaczyć różnicę, porównajmy zmierzone napięcie wejściowe z napięciem wyjściowym, które zasilacz był w stanie uzyskać.


Test szósty: ocena poziomu tętnień przy napięciu wyjściowym 30 V i prądach obciążenia 0, 4, 8 i 12 A.
Same tętnienia są bardzo małe, trochę irytowały tylko „włosy”. Przebiegi oscyloskopowe rejestrowałem przy bezpośrednim podłączeniu sondy, czyli bez filtra C+C. Po zastosowaniu filtra „włosy” praktycznie całkowicie znikały.

Przetwornica była zasilana z zasilacza impulsowego 800 W.


Tutaj prąd wynosił zawsze 12 A, zmieniało się natomiast napięcie wyjściowe: 5, 12, 24 i 48 V.
Tętnienia nieco wzrosły, ale ich główna składowa (bez uwzględnienia „igieł”) nadal nie przekraczała 5 mV.


Test siódmy: stany przejściowe.
1, 2. Włączanie i wyłączanie napięcia 5 V na wyjściu.
3, 4. Reakcja na podłączenie i odłączenie obciążenia. Ustawione napięcie wyjściowe wynosiło 12 V. Na stałe podłączony był rezystor 30 Ω, a równolegle do niego podłączałem (lub odłączałem) rezystor 3,3 Ω. W ten sposób sprawdzałem reakcję na skok prądu z 0,4 do 4 A i z 4 do 0,4 A.
5, 6. Przejście z trybu CV do CC i z powrotem: napięcie 15 V, prąd obciążenia 4,5 A, ustawione ograniczenie 3 A.

Z rzeczy, które zwróciły moją uwagę podczas testu, warto wymienić powolne zanikanie napięcia na wyjściu. Poza tym jest całkiem nieźle.


Test ósmy: podłączenie lutownicy TS-100. W tym teście sprawdzam odporność przetwornicy na obciążenie impulsowe 0–2,8 A.
Podobnie jak w przypadku RD6006P nie mam żadnych zastrzeżeń.


Test dziewiąty: ocena sprawności i strat w przetwornicy.
Napięcie wejściowe wynosiło około 68–70 V, prąd obciążenia 12 A, a napięcie wyjściowe: 5, 12, 24, 36, 48 i 60 V. Pobór własny przetwornicy bez obciążenia przy zasilaniu napięciem 60 V waha się w zakresie 30–40 mA.

Napięcie wyjściowe — sprawność — straty (sprawność i straty 6006P)
5 V — 63,5% — 34,9 W (60,0% — 20,1 W)
12 V — 79,6% — 36,7 W (78,3% — 20,0 W)
24 V — 87,9% — 39,35 W (87,7% — 20,27 W)
36 V — 91,7% — 38,68 W (91,6% — 19,84 W)
48 V — 94,1% — 36,1 W (93,8% — 18,9 W)
60 V — 95,5% — 34,06 W (94,6% — 19,1 W)

Ogólnie sprawność jest zbliżona do 6006P, miejscami nieco wyższa. Ponieważ jednak ten model pracuje przy dwukrotnie większej mocy obciążenia i prądzie, straty również były niemal dwukrotnie większe, co oczywiście wpływa na nagrzewanie.
Ponieważ przetwornica leżała na stole ekranem do góry, co pogarszało chłodzenie, bardzo szybko i mocno się nagrzewała.


Test dziesiąty: ocena nagrzewania.
1. W tym teście przetwornica była obciążona prądem 12 A przy napięciu wyjściowym 24 V, co zgodnie z przedstawionymi wyżej wynikami oceny sprawności odpowiada maksymalnym stratom.
2–4. Początkowa temperatura odczytana z wbudowanego czujnika wynosiła 23 stopnie, po 5 minutach było już 57, po 10 temperatura wzrosła do 61 stopni, a po 20 minutach od rozpoczęcia testu wynosiła 63 stopnie. Dalsze testowanie chyba nie ma sensu.


1, 2. Termogramy po 10 i 20 minutach od rozpoczęcia testu.
3. Najbardziej nagrzewa się dławik, natomiast radiator przetwornicy DC-DC jest wyraźnie chłodniejszy — ma około 60 stopni.


Nie dajcie się jednak zwieść: jak pisałem wyżej, nagrzewanie mocno zależy od warunków chłodzenia. Na przykład po poprzednim teście położyłem przetwornicę ekranem do góry i już po minucie temperatura przekroczyła 70 stopni, a po kolejnej minucie wzrosła do 80 stopni i przetwornica wyłączyła wyjście.


To już nie test, a raczej zwykła ciekawość — postanowiłem sprawdzić, jaki spadek napięcia występuje na stabilizatorze liniowym.
Podłączenie bezpośrednio do tranzystora było bardzo niewygodne, więc musiałem uwzględnić przy pomiarze bocznik i dławik wyjściowy. Nie sądzę jednak, żeby miało to duże znaczenie, bo gdy mierzyłem przy różnych prądach (1 i 12 A), zauważyłem, że różnica mniej więcej odpowiada oczekiwanemu spadkowi napięcia na tych elementach.
1. Napięcie wyjściowe 5 V, prąd 1 A
2, 3. Napięcie wyjściowe 5 V, prąd 12 A; w miarę nagrzewania napięcie stopniowo spada.
4. Napięcie wyjściowe 40 V, prąd 1 A
5, 6. Napięcie wyjściowe 40 V, prąd 12 A; tutaj napięcie wyjściowe stopniowo rosło.

W modelu 6006Р spadek napięcia na samym stabilizatorze wynosił około 1,5 V. Tutaj jest nieco większy, ale bez większego znaczenia.


Niedawno ktoś napisał mi w komentarzach o problemach z podłączaniem urządzeń z Androidem przez Wi-Fi, więc postanowiłem to sprawdzić.

Najpierw pobieramy najnowszą wersję aplikacji, instalujemy ją i uruchamiamy. Przy pierwszym uruchomieniu wyświetli się krótka instrukcja, która informuje, że trzeba włączyć lokalizację. Sprawdziłem u siebie — była włączona.


Następnie uruchamiamy właściwe oprogramowanie. Instrukcja wyświetla się tylko raz, przy pierwszym uruchomieniu.
Aplikacja prosi o dostęp do lokalizacji i zdjęć, a potem o zaakceptowanie warunków. Nie ma wyjścia, zgadzamy się.
Następnie uruchamiamy „sieć dystrybucyjną”. U mnie aplikacja automatycznie uruchomiła się po rosyjsku, więc chyba lepiej przełączyć ją na angielski.


A teraz podłączanie.
W ustawieniach modułu wybieramy „WiFi” i uruchamiamy go ponownie. Na ekranie pojawi się tryb oczekiwania na połączenie, a dalsze czynności wykonujemy już w aplikacji.
1, 2. Największym problemem okazało się przekonanie aplikacji, że jestem już połączony z siecią 2,4 GHz, bo uparcie twierdziła, że łączę się przez 5 GHz. W końcu musiałem przełączyć telefon z 2,4 na 5 GHz, uruchomić oprogramowanie i zobaczyć, jak zgłasza błąd. Potem przełączyłem telefon z powrotem na 2,4 GHz i dopiero wtedy uzyskałem dostęp do przycisku „Inicjalizacja”.
3, 4. Po inicjalizacji czekamy, aż na ekranie modułu pojawi się adres IP, a następnie naciskamy „Potwierdź”.
5, 6. Oprogramowanie czegoś szuka, znajduje i radośnie nas o tym informuje. I to właściwie wszystko.


Tak wygląda ten proces na ekranie modułu.
1. Włączamy tryb WiFi i uruchamiamy moduł ponownie.
2. Na ekranie pojawia się tryb oczekiwania na połączenie. W razie potrzeby można nacisnąć enkoder, aby uruchomić moduł w zwykłym trybie.
3. Ekran po pomyślnej inicjalizacji — punkt 4 z poprzedniego opisu.
4. Za pierwszym razem coś poszło nie tak: połączenie niby było, ale aplikacja nie połączyła się z modułem.
5. Uruchomiłem moduł ponownie. Na wyświetlaczu przewinęły się komunikaty, w tym jeden o błędzie.
6. Gotowe, oprogramowanie jest połączone, o czym świadczy żółty kolor kontrolki WiFi.


W zasadzie nie ma tu większych różnic w porównaniu z poprzednimi wersjami oprogramowania. Chyba jedyna rzecz, którą zauważyłem, to przełączanie zakresów 0-6 i 0-12 A.


Teraz o oprogramowaniu na komputer.
Można je pobrać z linku na stronie produktu, ale po uruchomieniu od razu zaproponowało aktualizację. Nowszą wersję można pobrać od razu stąd.


Potem spróbowałem połączyć się z oprogramowaniem przez WiFi, ale po jakimś czasie dałem sobie spokój z tą męczącą przeprawą i podłączyłem się przez USB.
Po połączeniu z modułem oprogramowanie wyświetliło powiadomienie o dostępności nowszej wersji firmware'u z poprawioną funkcją ograniczania mocy.


Zaktualizowałem firmware, na szczęście nie jest to trudne.


Teraz można przyjrzeć się oprogramowaniu.
Nie ma tu jednak na co patrzeć, bo w zasadzie niewiele różni się od poprzednich wersji. No, może poza tym, że pojawił się też przycisk przełączania zakresów.


Wnioski.
Moim zdaniem przetwornica wyszła całkiem nieźle. Nie będę mówił, że jest świetna — ma jednak kilka wad, ale ogólnie prezentuje się całkiem przyzwoicie.
W porównaniu z poprzednim modelem różni się tylko większym prądem, a co za tym idzie, większą mocą. Poza tym zmian prawie nie ma, nawet błędy w oprogramowaniu pozostały na swoim miejscu.
Mimo to różnice sprzętowe w porównaniu z 6006Р są zauważalne:
1. Czterozaciskowa listwa wejściowa zamiast dwuzaciskowej oraz większy dławik skompensowany prądowo
2. Prostownik synchroniczny i tranzystory z kanałem N
3. Dławik mocy nawinięty dwoma przewodami
4. Dodano dławiki ograniczające tętnienia: jeden przed stabilizatorem liniowym, drugi za nim.
5. Zamiast pojedynczego bocznika pomiarowego i tranzystora stabilizatora liniowego zastosowano po dwa elementy.
6. Sterownik PWM przeniesiono na osobną płytkę.
7. Przekaźnik zabezpieczający przystosowany do większego prądu.

Co mi się nie spodobało? Niewygodny sposób przełączania zakresu. Jak pisałem, brak automatyki jeszcze można przeboleć, ale przeszkadza to, że po przełączeniu z zakresu 0-6 na 0-12 A maksymalny prąd pozostaje na tej samej wartości, czyli 6,2 A...
Urządzenie nagrzewa się znacznie bardziej, dlatego trzeba zwrócić większą uwagę na wentylację obudowy. Myślę, że jeśli pojawi się model 6018Р, przegrzewanie będzie całkiem możliwe, choć chyba bardziej liczę na coś w rodzaju 6024 (bez Р).
No i sporadyczny błąd pomiaru napięcia wyjściowego, który również odziedziczono po wersji 6006Р.

Subiektywnie oceniając, całość wypada całkiem nieźle. Cieszy, że producent nie porzucił pomysłu poszerzania oferty i wypuszcza nowe modele. Trzeba jednak zaznaczyć, że w chwili zapowiedzi urządzenie kosztowało o 20-25 dolarów mniej. Szkoda, że producent podniósł cenę :(
Sprzedawca dorzucił kupon rabatowy.
Jeśli niczego nie pomyliłem, kupon daje 7 dolarów zniżki.
https://rdtech.aliexpress.com/store/selected-sale-items/923042.html?es=0zoEZ8%2F9sMYBqdzmdP13eTtkm3LfdWSL


Na razie to wszystko. Mam nadzieję, że było przydatne. Jak zawsze czekam na komentarze i pytania.