Recenzja i przeróbka zasilacza Mean Well LRS-150-12 na UPS

Jak już pisałem wcześniej, kolejnym krokiem będzie wykorzystanie płytki adaptera PSU-UPS, a przy okazji dziś przyjrzymy się zasilaczowi Meanwell z serii LRS-150.

Przypominam: jeśli chcecie 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

Można też subskrybować aktualizacje i nowe artykuły na kanale Telegram — https://t.me/KirichBlog

To bynajmniej nie pierwsza recenzja produktu firmy Meanwell. Zanim przejdę do artykułu, chciałbym na wszelki wypadek wymienić wszystkie zasilacze impulsowe tej firmy, które trafiły na mój warsztat. Do niektórych narysowałem nawet schemat — może się komuś przyda.
RPS-120-27
SDR-120-24
EPP-100-12
EPS-65S-24
HDR-60-12
HDR-100-12N
IRM-60-24ST
LRS-350-24
SP-320-5
PSC-160A-C część 1
PSC-160A-C część 2
LRS-100-48
LRS-350-48
HDR-15-24
EPP-500-54
AD-55A

Zbierając linki, sam się zdziwiłem, ile tych zasilaczy przewinęło się przez moje ręce. Dzisiejszy bohater to już szesnasty zasilacz Meanwell, który recenzuję, i nie ostatni, bo mam dwa takie.
Tak, przy okazji kupiłem dwa zasilacze o mocy 150 i 200 W, właśnie z myślą o przeróbce na UPS, ale przede wszystkim po to, żeby sprawdzić, który z nich łatwiej i wygodniej przerobić. Kupiłem je stacjonarnie; link do AliExpress podaję jako przykład, choć i tam cena jest całkiem niezła, a na podróbki Meanwelli jeszcze nie trafiłem.


Dziś będzie mowa o mniejszej wersji, o mocy 150 W, co widać w oznaczeniu.
Podano też napięcie: 12 V. Seria obejmuje pięć modeli: 12, 15, 24, 36 i 48 V. Co ciekawe, w odróżnieniu od większości innych serii nie ma modelu 5- ani 9-woltowego, więc 12 V to najniższe napięcie w tej serii.
Poniżej będę przytaczać fragmenty karty katalogowej.


Z zewnątrz to zupełnie zwyczajny zasilacz w perforowanej obudowie.


Chyba jedyną cechą wyróżniającą zasilacze z serii LRS jest ich niewielka grubość. I powiem wam, że czasem naprawdę ma to znaczenie.


A skoro mowa o wymiarach.


Podłączenie odbywa się przez listwę zaciskową ze śrubami, bez osłony. Jest regulacja napięcia wyjściowego i dioda sygnalizująca jego obecność.
Dość nietypowe jest to, że zasilacz nie obsługuje szerokiego zakresu napięcia wejściowego, dlatego ma przełącznik 115/230 V, częściowo schowany za kratką obudowy.


Z zewnątrz nie jest jednak szczególnie interesujący, więc zdejmujemy obudowę i zaglądamy do środka.


Układ jest dość ciasny, co w tym przypadku utrudnia moją przeróbkę — trudno będzie zmieścić tu jeszcze dodatkową płytkę.


Kilka zdjęć z bliska, pokazujących komponenty.
1. Wejściowy filtr sieciowy — tutaj naprawdę klasa. Jest bezpiecznik, warystory (kilka), kondensatory X, termistory (dwa), a do tego kondensatorów Y nasadzili naprawdę od serca: przed dławikiem i za nim, między stroną wtórną a pierwotną. Dodali też iskiernik.
2. Na wejściu bezpiecznik 5 A i warystor na 470 V.
3. Nietypowo, kondensator międzyuzwojeniowy jest nie tylko po stronie minusa wyjścia, ale też po stronie plusa. Po stronie minusa ma 3,3 nF, a po stronie plusa 10 nF.
4. Iskiernik zapala się przy przepięciach w sieci, na przykład podczas podłączania zasilania, gdy pojawia się iskrzenie.


1. Dwa termistory znajdują się za mostkiem prostowniczym: jeden po stronie plusa, drugi po stronie minusa obwodu wysokiego napięcia.
2. Kondensatory są połączone szeregowo, a równolegle do każdego z nich podłączono warystor na 240 V.
3, 4. Kondensatory wejściowe Lelon 330 µF 200 V. Myślę, że wąski zakres napięcia wejściowego i przełącznik to kompromis wymuszony chęcią zachowania kompaktowych wymiarów. Szeroki zakres wymagałby kondensatora wejściowego o większej pojemności, a tutaj mamy 165 µF przy mocy wyjściowej 150 W, co w zupełności wystarcza.


1. Do transformatora przylega czujnik temperatury zabezpieczenia przed przegrzaniem. Obok są dwa transoptory: główny i ten w obwodzie zabezpieczenia przed przepięciem na wyjściu.
2. Strona pierwotna: transil, dioda układu snubbera, tranzystor.
3. Wyjściowe zespoły diod, obudowa służy za radiator — klasyka.
4. Aż 8 kondensatorów wyjściowych Rubycon 1000 µF, ale na 16 V, choć można było zastosować wersje na 25 V.


Pod płytką znajduje się izolator, a sama płytka trzyma się dzięki wypustkom w obudowie, jednej śrubce i parze zacisków elementów mocy.


Od spodu wszystko jest czyste i schludne, na płytce są szczeliny izolacyjne — ładnie.


1. Tranzystor wysokonapięciowy 60R290P firmy MagnaChip. Wcześniej jakoś się z takimi nie spotkałem.
2. Pamiętam, że ktoś w wideorecenzji taniego chińskiego falownika narzekał, że zamontowano tranzystory z różnych partii. Ha, markowy zasilacz, a na wyjściu mamy dwie równolegle połączone zespoły diod, ewidentnie z zupełnie różnych partii, a najpewniej nawet z różnych fabryk :)


Od spodu też nie brakuje elementów:
1. Układ rozładowywania wejściowych kondensatorów X. Początkowo planowano zastosować specjalny układ scalony, ale zdecydowano się po prostu na rezystory.
2. Układ scalony sterownika PWM ma oznaczenie MW03A. Wcześniej spotkałem go już w LRS-150, ale nie znalazłem noty katalogowej.
3. Klasyczny obwód wyjściowy ze sprzężeniem zwrotnym opartym na TL431. Ponadto płytka jest od początku przystosowana do montażu prostownika synchronicznego. Zwykle stosuje się go w modelach 3,3–5 V, czyli tych z dolnej części oferty, ale w tym przypadku mamy model 12 V, najniższonapięciowy w serii, a prostownika synchronicznego brak.
4. Obwód zabezpieczenia przed przepięciem na wyjściu, chroniący w razie awarii głównego obwodu sprzężenia zwrotnego. Próg ustawiono na około 15–16 V, dioda Zenera ma napięcie 14 V.


W nocie katalogowej był schemat blokowy, ale nie ma tu nic ciekawego.


I kilka testów.
1. Początkowo napięcie było ustawione na 12,15 V.
2, 3. Pełny zakres regulacji to 9,6–14,1 V. Świetnie, bo nie tylko idealnie pasuje do mojego zastosowania, ale też zabezpieczenie OVP ma ustawiony wyższy próg.
4. Regulacja jest dość zgrubna, ale bez problemu ustawiłem 12 V.


Stabilizacja napięcia w zależności od obciążenia jest wręcz doskonała. W zakresie prądów 0–14 A (przy maksymalnym prądzie 12,5 A) zmiana nie jest widoczna nawet na ostatniej cyfrze mojego multimetru.


Zabezpieczenie przeciążeniowe zadziałało przy prądzie około 15,6 A: w pierwszej próbie było to 15,66 A, w drugiej 15,62 A. Ponieważ pomiar odbywa się w obwodzie pierwotnym, próg będzie się obniżał wraz ze wzrostem napięcia wyjściowego.


Krótki test termiczny:
1. Początek testu, bez obciążenia — zasilacz jest lekko ciepły.
2. Po 20 minutach obciążenia prądem 4,2 A (33%)
3. Po 20 minutach obciążenia prądem 8,4 A (66%)
4. Po 20 minutach obciążenia prądem 12,5 A (100%)
5. Po 30 minutach obciążenia prądem 14 A
6. Po łącznym czasie testu wynoszącym 1 godzinę i 30 minut, po odłączeniu obciążenia.

Widać dodatnią zależność napięcia od temperatury: zaczęliśmy od 12,008 V, a skończyliśmy na 12,034 V.


Po teście zostawiłem zasilacz włączony bez obciążenia na pół godziny, ale napięcie spadło tylko do 12,020 V.
Potem wyłączyłem zasilacz, żeby ostygł, i po kolejnej godzinie sprawdziłem ponownie — napięcie wynosiło 12,013 V. Widać zmianę napięcia, prawdopodobnie spowodowaną przesunięciem suwaka potencjometru pod wpływem temperatury, ale nie mam pewności.


Zasilacz testowałem w temperaturze pokojowej, przy napięciu sieciowym 230 V i w pozycji poziomej. Zgodnie z notą katalogową można bez problemu obciążać go w 100%, ale ja obciążałem go nawet bardziej.


Mierzyłem temperaturę we wszystkich trybach, ale raczej nikogo nie interesuje, co się dzieje przy obciążeniu 33%, dlatego zdjęcia termowizyjne są dla 66%, 100% i 110% obciążenia.


I nieco bliżej przy obciążeniu 14 A.
1. Termistory wejściowe — przy obciążeniu 66–100% ich temperatura jest jednak wyraźnie niższa.
2. Tranzystor wyjściowy jest zimny, za to dioda snubbera się grzeje.
3. Wyjściowe zespoły diodowe — co ciekawe, głównie nagrzewa się nie one, lecz płytka obok; od spodu jest tylko jeden obwód RC i ścieżki.

Temperatura transformatora nawet przy prądzie 14 A wynosiła zaledwie 81 stopni, więc zapas mocy jeszcze jest, a dokładniej — zapas pod względem temperatury otoczenia, co oczywiście cieszy.


A teraz przerobimy zasilacz na zasilacz awaryjny. Wykorzystałem do tego płytkę z poprzedniego artykułu.


Jedyne miejsce, w którym się zmieści, to miejsce przełącznika napięcia wejściowego. Ponieważ przełącznik nie jest potrzebny, wylutowałem go już na próbę.
Przy okazji trzeba było wylutować warystory podłączone równolegle do kondensatorów filtrujących, a także usunąć zworkę, która przeszkadzała przekaźnikowi.
Oczywiście dobrze byłoby zostawić warystory, ale niestety.



Zworkę trzeba było przenieść na drugą stronę płytki. Warto zwrócić uwagę na ciekawe podłączenie termistorów: zasilanie układu rozruchowego pobierane jest przed termistorem, a kondensatory Y są podłączone za nim. W tym celu dodano odpowiednie ścieżki.



1. Oznaczenie termistora zobaczyłem dopiero po jego wylutowaniu, więc na wszelki wypadek załączam zdjęcie.
2. Przymiarka płytki, wiercenie otworów, przeniesienie termistora.
3. Jeden z termistorów trzeba było nieco przesunąć. Tak naprawdę specjalnie nie przeszkadzał, ale ponieważ się nagrzewa, postanowiłem odsunąć go trochę. Drugi termistor był wcześniej umieszczony dosłownie na styk między mostkiem prostowniczym a przełącznikiem.
4. Wiercimy jeden otwór, oczyszczamy ścieżkę, obok przecinamy ją i lutujemy zworkę w miejscu poprzedniego montażu.


Ten zasilacz niezbyt nadaje się do przeróbki: trzeba było ciąć ścieżki i szukać miejsc na otwory tak, żeby nic sobie nawzajem nie przeszkadzało.
Wiercimy trzy otwory, a czwarty to fabryczny otwór do montażu szyny.


Szczególnie ważne było, żeby nie trafić w listwę zaciskową ani jakiś kondensator.


Płytka jest mocowana na plastikowych dystansach. Początkowo przewidziano jeden punkt mocowania, ale dla bezpieczeństwa i pewności postanowiłem zrobić dwa.
W trakcie trochę dałem ciała: jeden otwór wywierciłem prawidłowo, 2,3 mm, a drugi zrobiłem 3 mm, choć początkowo chciałem nagwintować go na M3, żeby dystans wkręcał się bezpośrednio w płytkę. Oszczędziłoby to nakrętki i zmniejszyło grubość mocowania od spodu.

Od razu przylutowałem przewód obwodu CC.



Następnie przygotowuję cztery kawałki przewodu o przekroju 2,5 mm². Można było użyć 1,5 mm², ale 2,5 mm² jest lepsze i akurat miałem taki pod ręką. Oczywiście im krótsze, tym lepiej.


Płytka jest podłączona. Przydatne okazało się to, że ścieżka minusa akumulatora wychodzi na obu krawędziach płytki. Od razu zamontowałem też brakujący bezpiecznik — dałem 20 A, bo nie miałem mniejszego pasującego. Optymalnie byłoby zastosować 10–15 A. Przy okazji wymieniłem zwykły rezystor 150 Ω w dolnym ramieniu dzielnika pomiaru prądu na precyzyjny 100 Ω, a także dodałem kolejny rezystor bocznikowy (przylutowałem go od góry), zmniejszając w ten sposób rezystancję do 10 mΩ.

Zmniejszenie wartości rezystora dzielnika obniża prąd ładowania 1,5 raza, a zmniejszenie rezystancji bocznika zwiększa go 1,33 raza, czyli mniej więcej wychodzi na to samo, ale jest pewien „haczyk”. Zakładany prąd ciągły to 8 A. W takim przypadku spadek napięcia podczas pracy z akumulatora wyniesie 0,08 V, a moc strat 0,64 W. W zasadzie płytka będzie działać prawidłowo również przy prądzie 10 A: spadek wyniesie 0,1 V, a moc strat 1 W. Nie ma się jednak czym martwić, bo przewody zasilające pełnią przy okazji funkcję radiatora. Taka oto optymalizacja :)


Widok od spodu — nawet nie rzuca się w oczy :)


Montaż właściwie skończony. Dla większego bezpieczeństwa ułożyłem jeszcze izolację między nową płytką a kondensatorami filtra.


Pierwsza i właściwie jedyna rzecz do zrobienia to ustawienie napięcia wyjściowego na 13,80 V. I tu pojawiła się dziwna rzecz, niezależna zresztą od mojej płytki: napięcie wyjściowe powoli pływa w zakresie +/-3 mV. Wyszło też na jaw, że regulacja jest dość zgrubna. Najlepiej byłoby ten rezystor usunąć albo zmienić jego wartość, żeby regulacja była płynniejsza.


Teraz sprawdzamy z obciążeniem 8 A — wszystko działa świetnie.


Ciekawiło mnie, jakie są spadki napięcia w kluczowych obwodach przy prądzie roboczym 8 A i zasilaniu z akumulatora.
1. Obwód od minusa akumulatora do minusa wyjścia — 107 mV
2. Obwód od plusa akumulatora do plusa wyjścia — 155 mV
3. Obwód pomiaru prądu: 81,5 mV, co zgadza się z obliczeniami z uwzględnieniem błędu pomiaru.
4. Obwód styków przekaźnika i bezpiecznika: 123 mV
5. Spadek napięcia na stykach przekaźnika wynosi około 100–110 mV, na zdjęciu się nie zmieścił.

Łączny spadek napięcia na zasilaczu przy prądzie 8 A wynosi 107+155=262 mV, co moim zdaniem jest świetnym wynikiem. Największy spadek występuje na stykach przekaźnika, na drugim miejscu jest bocznik, a resztę można pominąć.

Tak, prawie zapomniałem: teraz w zasilaczu spośród czterech zacisków wyjściowych skrajne służą do podłączenia akumulatora, a środkowe — obciążenia.


Z prądem ładowania również nie było problemów — stabilne 2,1 A. Po pewnym czasie, w miarę ładowania akumulatora, prąd zaczął spadać, a napięcie na wyjściu zasilacza wynosiło wtedy 13,796 V. To maksymalne napięcie wyjściowe, ponieważ ten zasilacz nie ma „wybiegu”. Nawet gdyby go miał (w przypadku podłączenia z przerwaniem masy układu sprzężenia zwrotnego), wynosiłby zaledwie 20–25 mV. Czyli jest dobrze zarówno bez „wybiegu”, jak i z nim, ale technicznie prostszy jest pierwszy wariant.


W komentarzach do poprzedniej recenzji pojawił się temat możliwych problemów. Myślę, że mogłoby je spowodować uszkodzenie TL431 w obwodzie pomiaru napięcia akumulatora. Moim zdaniem można spróbować zwiększyć niezawodność tego układu, montując dodatkową diodę Zenera VD8 równolegle do TL431. Wystarczy napięcie znamionowe 12–18 V. Trzeba będzie dodać ją do opisywanego zasilacza.

Dodam też kilka słów o obwodach automatycznego uruchamiania płytki i automatycznego odblokowywania akumulatora. Nie zostały jeszcze sprawdzone, ale mogę powiedzieć, że lepiej nie używać ich jednocześnie, ponieważ obwód automatycznego odblokowywania akumulatora może uruchomić płytkę automatycznie, gdy oba obwody są zamontowane, a wtedy zniknie zabezpieczenie przed odwrotną polaryzacją.


Oto właściwie efekt końcowy. Powiem jeszcze kilka słów o trybach obciążenia.
Początkowo zasilacz miał moc 150 W i napięcie 12 V, czyli mógł dostarczyć prąd obciążenia 12,5 A. Podniosłem napięcie do 13,8 V, co przy mocy 150 W daje wymagane obniżenie prądu wyjściowego do około 10,8 A. Z tych 10,8 A na ładowanie akumulatora przypada 2,1 A, a dla obciążenia użytkownika pozostaje 8,7 A w trybie ciągłym.
Prąd chwilowy może z łatwością wynosić 10–12 A. Nawet jeśli zasilacz na jakiś czas przejdzie w tryb zabezpieczenia, akumulator pozostanie podłączony, a po zmniejszeniu obciążenia zasilacz znów zacznie pracować z sieci.

Ktoś może teraz zapytać, czy da się zwiększyć prąd ładowania. Oczywiście, bez problemu można ustawić 5, a nawet 10 A, ale jest pewien „haczyk”. Prąd ładowania to kompromis, bo w praktyce rezerwujemy go z całkowitego prądu wyjściowego.
Mówiąc w uproszczeniu: macie zasilacz o prądzie 10 A. Możecie ustawić prąd ładowania na 1 A i zostawić 9 A dla obciążenia albo ustawić prąd ładowania na 9 A, ale wtedy dla obciążenia zostanie tylko 1 A, bo obowiązuje limit 10 A narzucony przez sam zasilacz i nie można go przekroczyć. Najgorsze jest to, że po naładowaniu akumulatora ta pozostała część prądu nie jest do niczego wykorzystywana.

Jeszcze kilka słów o nagrzewaniu się termistorów. Tak, znajdują się blisko płytki, ale nagrzewają się wtedy, gdy płytka jest chłodna, a płytka nagrzewa się wtedy, gdy termistory są chłodne :)
Poza tym nasz zasilacz w normalnym trybie będzie pracował z obciążeniem nie większym niż 70–80%, ponieważ po naładowaniu akumulatora prąd zostanie zmniejszony.


Tak na wszelki wypadek przykleiłem jeszcze od spodu obudowy taśmę izolacyjną w miejscu, gdzie biegnie dodatni przewód akumulatora. Dzięki temu nawet jeśli obudowa zostanie wciśnięta, nic się nie zewrze.




Na razie to właściwie wszystko. Mogę powiedzieć, że:
1. Zasilacz jest świetny, filtracja zasługuje na najwyższą ocenę, do nagrzewania też nie mam zastrzeżeń. Właściwie trudno się do czegokolwiek przyczepić. Bardzo mi się spodobał, zdecydowanie polecam.
2. Prawie zupełnie nie nadaje się do przeróbki na zasilacz awaryjny — wymaga zbyt dużo pracy mechanicznej, trzeba zdemontować dwa warystory, a poza tym wszystko jest dosłownie na styk.

Ten zasilacz awaryjny prawdopodobnie wystawię na sprzedaż. Cena będzie rozsądna, ale najpierw zapytam osobę, która przysłała mi inny zasilacz awaryjny, czy ten, który powstał w ramach dzisiejszego artykułu, będzie odpowiedni do jej zastosowań.
Drugi zasilacz awaryjny o mocy 200 W również prawdopodobnie będzie na sprzedaż, ale po pierwsze, muszę go najpierw dokończyć, a po drugie, może ktoś podpowie, co będzie lepsze: na przykład wyjście 10 A i ładowanie 5 A czy wyjście 13 A i ładowanie 2 A?

Na dziś to wszystko. Powodzenia, a ja idę dłubać przy drugim zasilaczu.