Zasilacze 24 V 1,2 (2) A

Ta recenzja jest trzecią i na jakiś czas ostatnią z serii poświęconej używanym zasilaczom do różnych projektów DIY. Dziś opowiem o tym, jak zasilacz o określonej mocy okazuje się czasem podczas testów „podkręconą” wersją prostszego modelu. Mam nadzieję, że będzie to nie tylko ciekawe, ale przynajmniej przydatne.
Testy, schematy i cała reszta jak zwykle po kliknięciu „czytaj dalej”.


Już w pierwszej recenzji pisałem, że będą łącznie trzy recenzje używanych zasilaczy. Chodzi o zasilacze, które wcześniej pracowały w jakimś urządzeniu, ale potem wyjęto je z obudów i sprzedaje się je osobno, w postaci płytek. Co ciekawe, po sprawdzeniu takie zasilacze mogą się okazać nawet lepszej jakości niż współczesne produkty małych chińskich garażowych firm.
Jeśli interesują Was zasilacze o innym napięciu lub prądzie, dajcie znać — postaram się zdobyć je do testów.

Tak jak poprzednio, zamówiłem zestaw trzech sztuk, żeby mieć większą próbkę, a także na wypadek, gdyby któryś padł podczas testów.


W sklepie ten zasilacz jest opisany jako model 24 V, 2 A, czyli 48 W. Właśnie takiego zasilacza potrzebowałem. Planowałem używać go do zasilania lutownicy TS100.


Z wyglądu to zupełnie zwyczajne zasilacze: transformator, kondensatory, radiatory i inne niepotrzebne rzeczy.
Jakość wykonania oceniam na mocną czwórkę: całkiem starannie i równo, radiatory są solidnie przymocowane do płytek, a nie trzymają się na elementach elektronicznych. Szkoda tylko, że są stalowe, a nie aluminiowe — jednak trochę zaoszczędzili.


Wymiary zasilacza to 93х49х25mm.


Dla porównania rozmiarów — zdjęcie porównawcze. 1–2: zasilacze z dwóch poprzednich recenzji, 3: omawiany model, 4: znany „ludowy” zasilacz (link tutaj i tutaj), niżej różne drobiazgi, a wielbłąd po prostu pilnuje.


Zasilacz z różnych stron.


1. Wejściowy filtr przeciwzakłóceniowy składa się z dławika skompensowanego i kondensatora klasy X o pojemności 0.22µF. O przeznaczeniu tego filtra i różnicach między jego elementami opowiadałem poprzednio.
2. Na wejściu znajduje się warystor o średnicy 14 mm i napięciu 560 V (wartość szczytowa) — moim zdaniem to trochę za dużo. Bardziej zaskoczyła mnie jednak obecność dwóch bezpieczników, i to nie na przewodzie fazowym i neutralnym, lecz przed warystorem i za nim. Bezpieczniki mają różne wartości znamionowe: 5 A przed warystorem i 2 A między warystorem a samym zasilaczem.
3. Mostek prostowniczy zamontowano obok radiatora, ale go nie dotyka.
4. Kondensator wejściowy ma pojemność 68µF, co wystarcza do prawidłowej pracy przy „naszym” napięciu sieciowym i deklarowanej mocy 48 W, ale o tym później.


1. Tranzystor wysokonapięciowy z oznaczeniem 4N80L zamontowano na radiatorze. Sam radiator znajduje się daleko od obwodów wtórnych, a tranzystor ma izolowaną obudowę; nie zabrakło też pasty termoprzewodzącej.
2. Zastosowano nawet dwa kondensatory przeciwzakłóceniowe między uzwojeniami, połączone szeregowo, co korzystnie wpływa na bezpieczeństwo zarówno obciążenia, jak i użytkownika.
3. Wyjściowy zespół diod znajduje się na osobnym, niewielkim radiatorze. Oznaczenie MBR10150, prąd 10 A, napięcie 150 V — z dużym zapasem.
4. Są trzy kondensatory wyjściowe: dwa o pojemności 470µF przed dławikiem filtrującym i jeden 330µF za nim. Ponadto na płytce znajduje się drugi dławik wyjściowy, tym razem skompensowany, a za nim również umieszczono kondensator o pojemności 10µF.
Wszystkie kondensatory poza ostatnim są przystosowane do napięcia 35 V, a ostatni (10µF) — do 50 V.
Ogólnie część wyjściowa zasilacza jest wykonana całkiem dobrze, zarówno pod względem zastosowanych komponentów, jak i układu. Wszystkie kondensatory wyprodukowała firma Taicon. To oczywiście nie Rubicon ani Nichicon, ale jak się okazało, również całkiem duża chińska firma, która ma własną stronę. Pojemność wszystkich kondensatorów zgadza się z deklarowaną.


Jeszcze jedno zdjęcie części wyjściowej zasilacza. Zwracam uwagę na obecność diody Zenera zabezpieczającej; tutaj lepiej widać też wyjściowy dławik skompensowany. Do diody Zenera jeszcze na pewno wrócę.


Dwa z trzech zasilaczy wyprodukowano w 2014 roku (po lewej), a jeden w 2015 (po prawej). Jedyna różnica to inne oznaczenie na transformatorze.


Nie mam większych zastrzeżeń do płytki drukowanej. Lutowanie jest całkiem niezłe, płytka czysta, są też szczeliny izolacyjne. Jedyne, do czego można się trochę przyczepić, to brak szczelin pod kondensatorami typu Y.
Druga rzecz, którą zauważyłem dopiero podczas ponownych oględzin: brak transoptora w układzie sprzężenia zwrotnego. Stabilizacja odbywa się na podstawie napięcia na uzwojeniu zasilającym kontroler PWM.


Podczas oględzin zauważyłem też dość nietypowe rozwiązanie. Pod dławikiem wejściowym znalazły się cztery zworki.
Najpierw zastanawiałem się, po co umieszczono zworki pod dławikiem i po co w ogóle są, skoro jest dławik. Ale po dokładniejszym przyjrzeniu się zrozumiałem.
To improwizowana przerwa iskrowa, w zasadzie odpowiednik iskiernika. Są cztery zworki, ale nie są ze sobą połączone, a odstępy między nimi tworzą strefę, w której może dojść do przeskoku iskry. Dla ochrony w tym miejscu wykonano szczeliny w płytce.
Na niebiesko zaznaczono uzwojenia dławika, a na zielono samą przerwę iskrową.


Po stronie „gorącej” zamontowano kontroler PWM iW1710. Na wyjściu zasilacza, „do pomocy” diodzie Zenera, znajduje się transil na napięcie 28 V.


Jest też oznaczenie, z którego wynika, że producentem tego zasilacza jest firma Jentec Technology. Podano również jego parametry: 21 V, 1,2 A.


Zaraz, o jakich 21 V i 1,2 A mowa? Na stronie sklepu czarno na białym napisano: 24 V, 2 A.


Okazało się, że zasilacz został „podkręcony” zarówno pod względem napięcia — z 21 do 24 V — jak i prądu — z 1,2 do 2 A. Moc wzrosła więc niemal dwukrotnie, z 25 do 48 W.
Po lewej stronie zdjęcia widać dodatkowy rezystor połączony równolegle z rezystorem pomiarowym, a po prawej — równolegle z dzielnikiem sprzężenia zwrotnego.
Nie chcę w tym przypadku krytykować sklepu, bo najpewniej wyglądało to tak: producent zrobił zasilacz o deklarowanych parametrach 21 V, 1,2 A — i zrobił go całkiem nieźle. Potem ktoś na forach zorientował się, że zasilacz ma zapas, „ulepszył” go i uzyskał dwukrotnie większą moc. Następnie na tę przeróbkę zwrócili uwagę jacyś przedsiębiorczy panowie, którzy zmodyfikowali w ten sposób partię zasilaczy i sprzedali ją sklepowi. Jego pracownicy raczej nie są kompetentni w tej kwestii, zwłaszcza że zasilacz działa.
W efekcie mamy w sprzedaży zasilacz o mocy 48 W.


Na schemacie ideowym zaznaczyłem na czerwono dodane elementy. Układ zasilacza jest całkiem niezły; brakuje chyba tylko termistora chroniącego przed przegrzaniem, tym bardziej że kontroler obsługuje tę funkcję (wyprowadzenie 4).
Wrócę jednak do diody Zenera. Wyżej pisałem, że na wyjściu zamontowano diodę Zenera (ZD2) na napięcie 24 V. Według oznaczenia jest produkcji Philipsa, ale i tak niebezpieczne jest stosowanie takiego rozwiązania, gdy napięcie wyjściowe jest równe napięciu stabilizacji. Przy gwałtownych zmianach obciążenia mogą wystąpić skoki napięcia, które uszkodzą diodę. Zalecałbym ją po prostu wylutować, zostawiając sam transil. Przy napięciu 21 V byłaby jak najbardziej na miejscu.


Zasilacz zbudowano na bazie kontrolera quasi-rezonansowego iW1710 firmy iWatt, o częstotliwości pracy do 130 kHz.


Schemat blokowy kontrolera.


Typowy układ aplikacyjny również zakłada stabilizację napięcia wyjściowego z wykorzystaniem uzwojenia zasilającego kontroler PWM, więc w tym przypadku nie mamy do czynienia z oszczędnością producenta, lecz z zastosowaniem się do noty katalogowej kontrolera.


Przejdźmy teraz do testów — będzie ich sporo i będą różne.

Na początek test przy prądzie obciążenia od 0 do 2,5 A, z jednoczesnym rejestrowaniem przebiegów tętnień na wyjściu.
Widać, że w zakresie 0,5–2,0 A napięcie utrzymuje się bardzo stabilnie, a różnica wynosi zaledwie 30–35 mV.


Poziom tętnień wysokiej częstotliwości również był bardzo niski. Przypominam, że testujemy zasilacz pracujący przy dwukrotnym przeciążeniu względem wartości znamionowej.


Wykres przebiegu testu. Widać, jak spadło napięcie, gdy zwiększyłem prąd do 2,5 A.


Z tętnieniami niskiej częstotliwości, o częstotliwości 100 Hz, jest nieco gorzej, choć nie na tyle, by uznać je za duże.


Następnie przeprowadzono test wydajności prądowej. Do 2,3 A napięcie utrzymuje się stabilnie i zaczyna spadać dopiero przy prądzie 2,4 A i większym. Przy próbie obciążenia zasilacza jeszcze większym prądem lub wywołania zwarcia zadziała zabezpieczenie.
Ponieważ jednak znamionowa wartość rezystora pomiarowego została zmniejszona o połowę w stosunku do pierwotnej, nie miałbym pełnej pewności co do niezawodności zasilacza w takim trybie.


Dodatkowo sprawdziłem odporność wejścia na zakłócenia impulsowe. Schemat zamieściłem już w poprzednim teście, dlatego tutaj pokażę tylko zdjęcia.
Niestety, nie udało mi się jeszcze znaleźć dławika ze świetlówki, więc eksperyment przeprowadziłem z tym samym transformatorem 60 W co poprzednio.


Również tym razem nie pojawiły się żadne problemy. Zakłócenia przedostawały się bardzo niechętnie, a jeśli już się przedostały, ich maksymalna amplituda wynosiła około 0,35 V, czyli mniej więcej 1,5% napięcia wyjściowego.


Jeden z najważniejszych testów: długotrwałe wygrzewanie przy prądzie roboczym. Metodyka jest taka sama jak poprzednio: kilka etapów z prądem obciążenia 0,5–1,0–1,5–2,0 A, z 20-minutową przerwą między testami.
Zasilacz przykryłem, żeby zasymulować zamkniętą obudowę.


Cały test, łącznie z pomiarami pośrednimi, trwał 1 godzinę i 25 minut. Napięcie przez cały czas utrzymywało się w normie.


Niestety, jeśli chodzi o temperaturę, nie mam dobrych wiadomości. Widać wyraźne przegrzewanie tranzystora wysokonapięciowego. Na zdjęciu ma 116°C, ale w rzeczywistości temperatura była wyższa, ponieważ zdjęcie zrobiłem przy otwartej „obudowie” i tranzystor zdążył nieco ostygnąć.


Przy okazji zmierzyłem też sprawność. Na zdjęciu podano moc wyjściową zasilacza oraz moc pobieraną z sieci. Ostatni wynik nie trafił do tabeli podsumowującej, ponieważ pomiar wykonano krótkotrwale przy prądzie obciążenia 2,2 A.


Tabela podsumowująca, na podstawie której można już wyciągnąć pewne wnioski.
Zacznijmy od temperatury. Występuje przegrzewanie: widać, że tranzystor wyjściowy przetwornicy rozgrzał się niemal do 125°C. Winne są przekroczenie obliczeniowej mocy oraz stalowy radiator.
Pozostałe elementy mają jednak całkiem dopuszczalną temperaturę. Jeśli poprawić chłodzenie tranzystora, zasilacz powinien bez problemu nadawać się do pracy przy takim prądzie obciążenia, choć będzie pracował poza parametrami znamionowymi.
W miarę nagrzewania napięcie wyjściowe nieco rośnie i w praktyce kompensuje spadek pod obciążeniem. W każdym razie nie mam tu żadnych zastrzeżeń.
Sprawność jest na dobrym poziomie i rośnie wraz ze wzrostem obciążenia. Świadczy to o dobrze zaprojektowanym układzie zasilacza.


W komentarzach zasugerowano mi, że zasilacze są stare, a może jeszcze radioaktywne. Odpowiadam: wszystko z nimi w porządku, poziom promieniowania jest tylko nieco wyższy od tła. Dla porównania zmierzyłem swoje buty — wynik był podobny, a może nawet trochę niższy.
Dozymetr mam oczywiście samoróbkę, do tego bardzo starą, ale do takiego testu w zupełności wystarcza. Na wyświetlaczu widać 1, choć w rzeczywistości licznik zarejestrował znacznie więcej impulsów. Na płytce jest dzielnik, nie pamiętam jego współczynnika, chyba około 40. Czas jednego pomiaru wynosi 40 sekund. Układ pochodzi z czasopisma Radio.



Testy mam już za sobą, mogę więc podsumować wyniki.
Na początek oddzielmy fakty od mitów. Gdybym testował zasilacz o parametrach podanych na spodzie płytki drukowanej, czyli 21 V i 1,2 A, bez problemu przeszedłby wszystkie testy, i to, jak sądzę, z zapasem.
Jeśli jednak testować go według parametrów podanych w sklepie — 24 V i 2 A — również przeszedłby testy, ale nie zaliczyłby próby wygrzewania.
Mogę powiedzieć, że sam zasilacz jest całkiem nieźle wykonany, zwłaszcza biorąc pod uwagę jego cenę. Nie zdecydowałbym się jednak na długotrwałą pracę przy deklarowanych 24 V i 2 A, szczególnie w zamkniętej obudowie. Poza tym widać, że poziom tętnień jest bardzo niski, napięcie wyjściowe jest stabilne, a zabezpieczenie działa. Wszystko to mimo że zasilacz pracuje nie z mocą 25 W deklarowaną przez producenta, lecz przy 50 W, w trybie „podkręconym” — jak na chiński produkt, to całkiem nieźle.

Z wad warto wymienić dość głośną pracę: zasilacz wydaje charakterystyczny „brzęczący” dźwięk. W ciszy będzie go wyraźnie słychać — słyszałem go nawet wtedy, gdy pracował wentylator obciążenia elektronicznego. Wystarczyło jednak go przykryć i dźwięk od razu zniknął.

To już wszystko. Jak zwykle czekam na pytania, porady i uwagi. Mam nadzieję, że ten test był przydatny. Jeśli interesują Was testy innych zasilaczy, napiszcie — postaram się je przygotować.