Regulowana przetwornica DC-DC DPS8005 + USB + Bluetooth

W komentarzach i prywatnych wiadomościach wielokrotnie pytano mnie o recenzje podobnych przetwornic. Widziałem wiele recenzji takich urządzeń, ale jakoś same urządzenia mnie omijały — po części dlatego, że mam już całkiem sporo różnych regulowanych zasilaczy, a po części dlatego, że mniej więcej wiem, czym są i jak działają. Tak się jednak złożyło, że do jednego z projektów potrzebowałem właśnie takiej przetwornicy, więc postanowiłem zamówić ją do recenzji.
Recenzja nie będzie zbyt obszerna i skupi się głównie na mojej osobistej opinii o samej przetwornicy, jej konstrukcji i obsłudze, a także na ogólnych wrażeniach z porównania jej z modelami ZXY.


Na początek o tym, dlaczego w ogóle potrzebowałem właśnie tej przetwornicy.
Wspominałem już kiedyś, że mój znajomy zajmuje się różnymi akumulatorami, w tym naprawą pakietów akumulatorowych. Ponadto w recenzji zestawu do budowy obciążenia elektronicznego pisałem, że planuję zbudować stanowisko do testowania i balansowania dużych pakietów akumulatorowych. Obciążenie elektroniczne potrafi jednak tylko rozładowywać akumulatory, a przecież trzeba je jeszcze czymś ładować — właśnie do tego miała służyć ta przetwornica.

Teraz o tym, dlaczego wybrałem właśnie ten model.
Jeśli chodzi o prąd, wystarczyłby mi prąd 1–2 A. O ile wiem, model 5 A jest najniższym w ofercie tych urządzeń, więc właściwie nie było z czego wybierać.
Z napięciem sprawa wygląda nieco inaczej. Najczęściej DPS-y są przystosowane do 50 V, a ZXY mają nieco szerszy zakres — do 62 V. Trafiłem też na opis wersji 120 V, która idealnie by mi pasowała, ale nie jest już produkowana (i raczej nigdy nie była produkowana seryjnie).
Recenzja ZXY6005S oraz dwie recenzje ZXY6020S — pierwsza, druga.

Przy okazji odpowiem na jedno z pytań: po co są takie przetwornice wysokiego napięcia? Pominę urządzenia na 400 V i więcej, bo nie są dostępne w formie zestawów do samodzielnego montażu, więc mi nie odpowiadają. Muszę zbudować urządzenie do testowania pakietów akumulatorowych od 1S do… przynajmniej 15S, a najlepiej więcej. Ale nawet 15S to już 63 V, a ZXY6005, jak zdążyłem się przekonać, nie wystarcza do wielu zastosowań.
To zdjęcie pojawiło się już w jednej z moich recenzji. Widać na nim pakiet 2x15S2P, który musiałem zbalansować.


Ostatecznie najlepszym kandydatem okazał się model DPS8005, który zapewnia napięcie wyjściowe do 80 V przy prądzie do 5,1 A. Pozwala to ładować pakiety do 19S, czyli do napięcia 79,8 V. Oczywiście 20S wyglądałoby lepiej, ale z kolegą uznaliśmy, że tyle wystarczy.
Od razu zaznaczę, że w tej recenzji nie będzie gotowego urządzenia — podobnie jak w następnej. Do zbudowania całości potrzeba jeszcze sporo osobnych modułów, o których opowiem, ale każda kolejna recenzja będzie nas przybliżać do realizacji pierwotnego planu.

Często widziałem, że podobne zestawy przychodzą w styropianowych pudełkach, ale tutaj opakowanie było wyraźnie prostsze: plastikowe pudełko i tacka z pianki polietylenowej.


Zamówiłem więc zestaw „w pełnej konfiguracji”, czyli zawierający:
1. Przetwornicę DPS8005
2. Moduł USB-RS232 TTL z przewodem.
3. Moduł Bluetooth.
4. Instrukcja.

W sklepie była wersja bez dodatków, a także przetwornica + USB, ale nie wiedziałem, co będzie mi potrzebne, więc zamówiłem wszystko, tym bardziej że nie miałem ograniczeń budżetowych.


Instrukcja jest całkiem zrozumiała. Wystarczy minimalna znajomość angielskiego, żeby pojąć, o co chodzi, a resztę łatwiej rozgryźć eksperymentalnie.
Do ZXY instrukcja była dostępna tylko w PDF-ie i trzeba ją było jeszcze znaleźć, dlatego DPS ma tu plusa. ZXY miał jednak informacje o protokole sterowania, więc można było napisać własne oprogramowanie.


Każda dodatkowa płytka jest zapakowana w osobny woreczek.


Dodatkowe płytki są potrzebne do podłączenia przetwornicy do komputera. Jeśli jednak nie potrzebujecie takiej funkcjonalności, można ich nie kupować. Na wszelki wypadek polecałbym jednak kupić przynajmniej płytkę USB — może się przydać.


W gruncie rzeczy płytki interfejsów to po prostu konwertery RS232 na USB lub Bluetooth, przy czym płytka USB ma izolację galwaniczną za pomocą transoptorów.
W swoich zasilaczach opartych na płytkach ZXY stosowałem izolację interfejsu za pomocą specjalnego układu ADuM, ale ponieważ szybkość transmisji danych jest bardzo niska, transoptory w zupełności wystarczą.
Można też zastosować dowolny układ konwertera RS232-USB albo moduł Bluetooth, jeśli akurat macie go pod ręką, ponieważ na złącze przetwornicy wyprowadzono standardowe cztery styki: zasilanie, masę, RX i TX.



Jeśli chcecie od razu korzystać z dwóch interfejsów, kiedyś wykonałem takie połączenie: pierwsze złącze (2-3-4-5) służyło do podłączenia modułu ZXY, drugie (1-2-3-4) — adaptera Bluetooth, a ADuM zapewniał izolację galwaniczną RS232-USB.
Schemat pochodzi z recenzji ZXY6020, ale jego zasada działania pozostaje w tym przypadku taka sama. Pamiętajcie, że nie wolno podłączać podobnych urządzeń bez izolacji galwanicznej.


Sam moduł przetwornicy jest bardzo kompaktowy. Wymiary montażowe otworu wynoszą 76х40mm, a wymiary zewnętrzne 79х43х42 (bez pokrętła enkodera).


Na przednim panelu znajdują się:
1. Trzy przyciski
W górę — poruszanie się po menu, zmiana parametru, włączenie trybu zmiany napięcia. Przy dłuższym przytrzymaniu aktywuje pierwszą komórkę pamięci.
SET — wejście do trybu ustawień lub wyjście z niego; po dłuższym przytrzymaniu wyświetla komórkę M0 i przywraca ustawienia domyślne.
W dół — poruszanie się po menu, zmiana parametru, włączenie trybu zmiany prądu. Przy dłuższym przytrzymaniu aktywuje drugą komórkę pamięci.

2. Ekran, na którym wyświetlane są parametry oraz menu sterowania.
3. Enkoder służący do zmiany parametrów. Jest wciskany — naciśnięcie zmienia krok regulacji (na ekranie głównym) lub aktywuje pozycję menu (w trybie ustawień), a dłuższe przytrzymanie blokuje lub odblokowuje sterowanie.
4. Przycisk włączający wyjście

Logika sterowania mi się nie spodobała, ale o tym później.


W zasadzie całe podłączenie sprowadza się do dwóch przewodów na wejściu i dwóch na wyjściu. Trzeba jednak pamiętać, że masa wejścia i masa wyjścia nie są równoważne, ponieważ na płytce łączy je bocznik pomiarowy. Nie można więc podłączać przetwornicy trzema przewodami. A właściwie można, ale nie będzie wtedy działać prawidłowo i może ulec uszkodzeniu.
Zacisk jest właściwego typu — wyjmowany i wygodny, ale niepraktyczny. Zwykle urządzenie podłącza się raz, podczas montażu, a dodatkowe styki będą miały wpływ na działanie przez cały czas.


Układ przetwornicy jest bardzo ciasny. Na tylnej płytce znajdują się część mocy, kondensatory, tranzystor mocy, dioda wyjściowa, dławik i bocznik.


1. Kondensatory wejściowe nieznanego mi producenta, o pojemności 330µF i napięciu 100 V, połączono równolegle, co daje łączną pojemność 660µF. Zapas napięcia jest niewielki, ponieważ płytka jest przeznaczona do pracy z napięciem wejściowym do 90 V.
2. Między kondensatorami wejściowymi a obudową znajduje się złącze interfejsu komunikacyjnego z komputerem. Jego położenie nie jest zbyt wygodne, ale ponieważ podłącza się je tylko raz, podczas montażu, jest całkiem w porządku.
3. Półprzewodniki mocy zamontowano na radiatorze:
Tranzystor HY18P10, 80 A, 100 V, 28 mΩ. Jak już wynika z oznaczenia, jest to tranzystor z kanałem P. Tak samo jak w płytkach ZXY, nie jest to najlepsze rozwiązanie, ponieważ tranzystory z kanałem P mają zwykle gorsze parametry niż te z kanałem N. Łatwiej nimi jednak sterować, bo nie wymagają specjalnego sterownika górnego klucza.
Podwójna dioda VF40100C, 100 V, 40 (20+20) A. Tu nie mam zastrzeżeń.
4. Moim zdaniem radiator jest trochę za mały w porównaniu z ZXY6005. Warto też wspomnieć, że w ZXY6005 zastosowano tranzystor IRF9540N, którego maksymalny prąd wynosi zaledwie 23 A, a rezystancja 117 mΩ, podczas gdy w opisywanym urządzeniu jest to 28 mΩ. Ponadto w ZXY zastosowano zwykłą szybką diodę, a tutaj diodę Schottky’ego.
5. Dławik jest za to bardzo kompaktowy, mniej więcej dwa razy mniejszy niż w ZXY6005, którego deklarowana moc wynosi 300 W, w porównaniu z 400 W w opisywanym urządzeniu. Rozmiar dławika jest bezpośrednio związany z mocą wyjściową, ale zależy też od częstotliwości. Dławik nawinięto dość grubym przewodem, więc tutaj nie mam zastrzeżeń. Temperaturę sprawdzę podczas testów.
6. Ponieważ urządzenie jest impulsową przetwornicą napięcia, na wyjściu znajduje się również dość pojemny kondensator — w tym przypadku 150 µF 100 V. Kondensator na wyjściu to oczywiście niezbyt dobre rozwiązanie, ponieważ przy podłączaniu obciążenia i przejściu zasilacza w tryb CC może wystąpić skok prądu, zwłaszcza gdy różnica między ustawionym a rzeczywistym napięciem na obciążeniu jest duża.
Niestety w tym przypadku nie da się obejść bez tego kondensatora, a konstruktor zwykle staje przed dylematem: większa pojemność poprawia parametry przetwornicy, a mniejsza ogranicza skok prądu przy przejściu w tryb CC. Moim zdaniem 150 µF to całkiem rozsądna wartość. W ZXY6005 zastosowano 2 × 1000 µF. Najważniejsze, żeby nie wpłynęło to na stabilność pracy przetwornicy przy maksymalnym prądzie obciążenia.


Myślę, że niewiele się pomylę, jeśli założę, że układ jest podobny do serii ZXY6005: mikrokontroler ustala napięcie odniesienia, które następnie jest porównywane z napięciem i prądem wyjściowym za pomocą wzmacniaczy operacyjnych. Sygnał z wyjścia wzmacniacza trafia do zwykłego kontrolera PWM, który z kolei „steruje” tranzystorem mocy przez prosty sterownik górnego klucza.
Schemat ZXY6006


Pod względem konstrukcji ZXY wygląda jednak solidniej.



Odginamy kolejno cztery zatrzaski i jednocześnie unosząc płytki, wyjmujemy całą konstrukcję z obudowy. Najpierw trzeba też zdjąć pokrętło enkodera.


Chciałbym powiedzieć, że rozebranie urządzenia jest bardzo proste, ale choć moduł łatwo wyjąć z obudowy, w praktyce niewiele to daje, bo pozostała część jest właściwie nierozbieralna.
W efekcie otrzymujemy moduł z wyświetlaczem, enkoderem i częścią mocy.


To największa wada tego urządzenia — praktycznie nie da się go naprawić. Płytki są zlutowane w kanapkę, a rozebranie całej konstrukcji jest teraz niemal niemożliwe, przynajmniej bez uszkodzeń. Płytki połączono za pomocą dwóch listew po 8 styków każda.
Znam układy podobnych przetwornic, ale bardzo chciałem odtworzyć choć część układu mocy, żeby odpowiedzieć na dwa pytania, które często mi zadajecie:
1. Jak wyprowadzić sygnał sprzężenia zwrotnego, aby uzyskać połączenie trójprzewodowe
2. Jak wyprowadzić sygnał CCCV na zewnętrzną diodę LED.

Niestety w tym przypadku pozostaje tylko rozbiórka na siłę. Nawet zwykła wymiana tranzystora mocy lub kondensatora może przerodzić się w epopeję. Za konstrukcję daję więc dwóję.
Tym, którzy zadawali mi powyższe pytania, mogę na razie powiedzieć, żeby się nie martwili: mam jeszcze moduł 5020, zbudowany na dwóch płytkach i oparty na tej samej topologii. Spróbuję przyjrzeć mu się dokładniej.


Na płytce widać również mikrokontroler i inne elementy, w tym tranzystor polowy TPH8R8. Nie znam jego funkcji, ale to wyraźnie element mocy. Wspomina się o jego awariach w mocniejszych wersjach, niestety nie wiem, w jakim obwodzie pracuje.


1. Przetwornica jest zasilana napięciem wejściowym, dlatego na płytce znajduje się mała przetwornica DC-DC z oznaczeniem 7472, ale nie potrafię podać jej konkretnego modelu.
2. Na płytce znalazłem też dodatkową diodę zabezpieczającą SS5200.


Niestety nie ma już czego oglądać, przejdę więc do kilku testów i opisu obsługi tej przetwornicy.
Ponieważ nie dostałem jeszcze zasilaczy przeznaczonych do tego urządzenia, podłączyłem je do mojego sprawdzonego ZXY6005, który wiernie służy mi już od około 4 lat. Parametrami jest bardzo podobny do opisywanego DPS8005, dlatego będę je co jakiś czas porównywać, zwłaszcza pod kątem obsługi.


Krótkie tłumaczenie pozycji menu sterowania i wskaźników.



Teraz o obsłudze i funkcjach.
1. Po włączeniu wyświetla się ekran powitalny i numer wersji oprogramowania — w tym przypadku V1.5
2. Następnie ekran przełącza się w tryb główny. Mogę powiedzieć od siebie, że wyświetlanych jest dużo informacji, a ekran jest mały, dlatego osoby z dalekowzrocznością będą miały problem z odczytaniem drobnych cyfr.
Dopiero podczas pisania recenzji zauważyłem też, czego mi tu brakuje, a co ma ZXY: licznika amperogodzin. Tak, mimo bardzo prostego wyświetlacza ZXY pokazuje na ekranie również pojemność w Ah, która przez niego przepłynęła. Drobiazg, ale irytujący.
3, 4. Menu sterowania na pierwszy rzut oka zawiera wiele pozycji, ale w rzeczywistości są one bardzo proste:
U-SET - ustawienie napięcia, które zostanie ustawione po uruchomieniu
I-SET - ustawienie prądu, który zostanie ustawiony po włączeniu.
S-OVP - maksymalne napięcie wyjściowe, po którego przekroczeniu wyjście zostanie automatycznie wyłączone
S-OCP - maksymalny prąd wyjściowy, po którego przekroczeniu wyjście zostanie wyłączone
S-OPP - maksymalna moc wyjściowa, po której przekroczeniu wyjście zostanie wyłączone
B-LED - jasność podświetlenia
M-PRE - zapisywanie ustawień w odpowiedniej komórce pamięci. Zapisywane są wszystkie wymienione wyżej ustawienia.
S-INT - automatyczne włączenie wyjścia po podaniu zasilania
5, 6. Poprzednie wersje nie miały funkcji automatycznego startu, teraz już jest i działa bez problemów. Wystarczy ustawić tryb włączania.
7, 8. Jasność można regulować na sześciu poziomach, od 0 do 5. Nie ma automatycznego przyciemniania, ale za to każdej komórce pamięci można przypisać własny poziom.
9. Wybór komórki pamięci do zapisania ustawień. Szczerze mówiąc, próbowałem to rozgryźć, ale ten tryb jest tak nieintuicyjny, że moim zdaniem bardziej przeszkadza, niż pomaga. To oczywiście subiektywna opinia.

Kilka słów o sterowaniu, wskazaniach i funkcjach.
Mój zasilacz oparty na ZXY ma prawie wszystkie te funkcje, ale sterowanie nimi jest o niebo wygodniejsze niż w DPS.
Na początek przechodzenie po menu. Aby zmienić parametr, trzeba nacisnąć SET, przyciskami wybrać odpowiednią pozycję, nacisnąć enkoder, obracając enkoderem ustawić wartość parametru, a następnie nacisnąć SET, żeby wrócić do menu głównego.
Ten moment — nacisnąć SET, przyciskami wybrać odpowiednią pozycję, nacisnąć enkoder — irytował mnie najbardziej. Żeby przejść do trybu ustawiania parametru, odruchowo naciskałem znowu SET i oczywiście wracałem do ekranu głównego. Bez sensu.
A teraz wskazania. ZXY wyświetla tylko 5 parametrów oraz jeden dodatkowy (czas od uruchomienia lub wyzerowania):
Napięcie
Prąd
Moc
Pojemność
CCCV

Tutaj wyświetlanych jest 11 parametrów —
Ustawione napięcie
Ustawiony prąd
Napięcie wyjściowe
Prąd wyjściowy
Moc wyjściowa
Napięcie wejściowe
Blokada
Alarm
CCCV
Komórka pamięci
Wskazanie włączenia

Jak to możliwe, że ZXY wyświetla mniej parametrów, a mimo to mierzy jeszcze pojemność?
W ZXY wskazania ustawionego prądu/napięcia pojawiają się podczas regulacji. Gdy przestaniemy obracać enkoderem, po sekundzie ekran przełącza się na wyświetlanie zmierzonej wartości. Co więcej, jeśli zmieniamy napięcie, wskaźnik prądu nadal pokazuje zmierzoną wartość. Wygodne? I to jak.
Wskazanie mocy jest takie samo w obu przetwornicach.
Wskazanie napięcia wejściowego — po co ono tutaj? I tak nie da się ustawić napięcia wyjściowego wyższego niż napięcie wejściowe minus 1 V. Po prostu nie da się tego zrobić, bo działa zabezpieczenie programowe.
Wskazanie blokady — pewnie jest potrzebne, nie będę się spierać. Podobnie jak wyświetlanie komórki pamięci.
Wskazanie CCCV jest w obu przetwornicach, ale w ZXY jest dodatkowo sygnalizowane diodą LED, co jest znacznie wygodniejsze niż napis na ekranie. ZXY nie wyświetla informacji o włączeniu, ale przy wyłączonym wyjściu ekran wygląda zupełnie inaczej, a poza tym jest osobna, trzecia dioda LED — wyjście.
W ZXY nie ma wskazania zadziałania zabezpieczenia nadprądowego/nadnapięciowego/przeciążeniowego, podobnie jak samych zabezpieczeń.

Podsumowując, przy ekranie o rozdzielczości 2 wierszy po 16 znaków obsługa ZXY jest wygodniejsza niż opisywanego urządzenia z jego nowoczesnym ekranem TFT. Wiem, że brzmi to dziwnie, ale tak właśnie jest. A przecież zapomniałem jeszcze wspomnieć, że DPS odświeża informacje na ekranie 2 razy na sekundę, a ZXY co najmniej 10 razy. Czasem tak wysoka częstotliwość odświeżania irytuje, ale obsługa jest znacznie bardziej dynamiczna. Na przykład mogę szybko obracać enkoderem i w ZXY widzę kolejne wartości 4-5-6-7-8-9, a w DPS 3-7-12-15-19-24.


1. Aby ustawić napięcie, naciskamy przycisk „w górę”, a następnie obracamy enkoderem, żeby zmienić wartość. Naciśnięciem zmieniamy krok regulacji.
2. Tak samo ustawiamy prąd, tylko naciskamy przycisk „w dół”. W obu przypadkach krok zmienia się od mniejszego do większego. W ZXY jest odwrotnie, ale to raczej kwestia przyzwyczajenia.
3. Jak pisałem wyżej, na ekranie wyświetlana jest wartość napięcia wejściowego, ale nie ma żadnego wskazania, że spadło ono poniżej ustawionego napięcia wejściowego. Po co więc je wyświetlać? Na przykład w ZXY napięcie to nie jest pokazywane na ekranie, ale jest sygnalizacja, że zasilacz przestał stabilizować napięcie.
4. Dłuższe przytrzymanie przycisku „w górę” lub „w dół” włącza pierwszą albo drugą komórkę pamięci.
5. Dłuższe przytrzymanie przycisku SET włącza komórkę zerową.
6. Jeśli w ostatnim trybie obracamy enkoderem, numer komórki zmienia się od M0 do M9.


Wyżej pisałem, że w ustawieniach są opcje S-OVP, S-OCP i S-OPP. Za pomocą tych parametrów ustawia się odpowiednio maksymalne napięcie wyjściowe, prąd i moc.


1, 2. W powyższym przykładzie ustawiłem limit mocy na 2 W. Przy 2,03 W wyjście jest jeszcze aktywne, ale po zwiększeniu wartości pojawia się komunikat OPP i wyjście zostaje wyłączone.
3, 4. Podobnie jest z prądem i napięciem.

Wszystko wyglądałoby pięknie i ciekawie, gdyby nie jedno ale. A właściwie w tym przypadku aż dwa ALE.
1. To, że przetwornica ma nie tylko funkcję CCCV, ale też wyzwalane odcięcie, jest naprawdę wygodne. Ale dlaczego wyjście wyłącza się, gdy na przykład ustawię 3 A, a enkoderem zwiększę prąd wyjściowy powyżej 3 A, nawet bez obciążenia, czyli przy zerowym prądzie? Jaka w tym logika? Przecież mogę ustawić na wyjściu choćby 5 A, ale zabezpieczenie powinno zadziałać dopiero po przekroczeniu wcześniej ustawionych 3 A.
2. To jednak drobiazgi. Prawdziwy problem pojawił się, gdy doszedłem do funkcji ograniczenia mocy. Kiedyś pytałem, czy DPS ma taką funkcję, i powiedziano mi, że tak, ale działa ona zupełnie inaczej niż w ZXY.
W DPS wyjście wyłącza się po przekroczeniu ustawionej wartości, działając jak zabezpieczenie.
W ZXY kontroler dostosowuje parametry prądu i napięcia tak, aby moc wyjściowa nigdy nie przekroczyła ustawionej wartości, ale nie wyłącza przy tym wyjścia. Na przykład: limit 50 W, napięcie 10 V, prąd 5 A. Gdy tylko spróbuję ustawić napięcie na 20 V, prąd wyjściowy zostanie automatycznie ograniczony do 2,5 A.

Ta funkcja służy do ochrony zasilacza. Konkretny przykład: w tym przypadku potrzebuję napięcia do 80 V przy prądzie do 2 A, czyli 160 W. Planuję kupić dwa zasilacze 48 V 100 W i połączyć je szeregowo. W efekcie uzyskam 96 V 200 W. W ZXY wystarczy wtedy ustawić OPP na 200 W, a przetwornica nigdy nie poda na wyjściu więcej niż 200 W, przy czym wszystkie funkcje będą działać normalnie. Tutaj natomiast trzeba będzie ciągle naciskać przycisk włączania, bo przetwornica będzie wyłączać wyjście.




Trochę testów.

Przetwornica ma trzy układy pomiarowe: dwa główne i jeden pomocniczy. Główne mierzą prąd i napięcie wyjściowe, a pomocniczy — napięcie wejściowe.
Na początek sprawdziłem układ pomocniczy i moim zdaniem dokładność pomiaru jest po prostu znakomita — pełne 5 punktów. Przy okazji: przetwornica uruchamia się przy napięciu wejściowym 9 V.


Sprawdziłem dokładność ustawiania i pomiaru napięcia wyjściowego. Ustawiałem kolejno 0,1, 1, 5, 10, 15, 20... 55 oraz 61,38 V i mogę powiedzieć, że dokładność jest całkiem dobra. W zakresie 0–40 V jest znakomita, w górnej połowie zakresu nieco gorsza, ale nadal przyzwoita. Przy czym bardziej „kuleje” dokładność ustawiania niż pomiaru — ten wypada dobrze.


Dokładność ustawiania i pomiaru prądu przy wartościach: 2, 10, 50, 100, 200, 500 mA oraz 1, 2, 3, 4, 5 i 5,1 A
Ogólnie obraz jest podobny jak w przypadku napięcia. To oczywiście nie jest przyrząd pomiarowy, ale sprawuje się całkiem przyzwoicie.


Kolejny krok: test pod obciążeniem. Ponieważ na razie nie mam jak wygodnie uzyskać na wejściu wymaganych 90 V, postanowiłem ograniczyć się do zasilacza 60 V jako źródła. Pozostałe wnioski wyciągnę na podstawie tych wartości.


Aby ocenić sprawność, sprawdziłem działanie przetwornicy przy prądzie 5 A i napięciu wyjściowym od 5 do 50 V, czyli przy mocy od 25 do 250 W. Wynik mi się spodobał. Przy mocy wyjściowej 250 W straty w przetwornicy wyniosły około 6,5–7 W, co oznacza sprawność rzędu 97% — naprawdę nieźle.
Trzeba przy tym pamiętać, że przetwornica pracowała przy niemal maksymalnym prądzie wyjściowym, a minimalna różnica między napięciem wejściowym i wyjściowym wynosiła zaledwie 8 V. W praktyce zwiększenie mocy wyjściowej spowoduje jedynie wzrost strat na dławiku mocy, ponieważ tranzystor i dioda przetwornicy pracowały niemal tak samo, jak będą pracować przy napięciu wejściowym 90 V i wyjściowym 80 V.


Nie powiedziałbym jednak, że temperatury są niskie. Po około 20–25 minutach pracy z mocą 200–250 W uzyskałem takie wartości:
Tranzystor — 92 stopnie
Zespół diod — 88 stopni
Dławik — 65 stopni.

Najbardziej martwiłem się o temperaturę dławika, ale okazało się, że zapas jest jeszcze całkiem spory. Myślę więc, że przetwornica bez problemu poradzi sobie z mocą 350 W. Mimo to zalecam zastosowanie choćby niewielkiego chłodzenia aktywnego, bo testowałem sam moduł leżący na stole, a nie zamontowany w obudowie.

Nie obyło się jednak bez problemów. Gdy odwróciłem płytkę na drugą stronę i zmierzyłem temperaturę podzespołów, kamera termowizyjna pokazała, że temperatura jednego z tranzystorów przekroczyła 120 stopni.


To ten tranzystor. O ile dobrze wnioskuję ze ścieżek na płytce, jest podłączony do bramki tranzystora mocy. Biorąc pod uwagę, że tranzystor pracował z maksymalnym obciążeniem, być może tak właśnie miało być, ale osobiście mi się to nie podoba i zalecałbym przykręcić do niego choćby niewielką blaszkę, tym bardziej że w obudowie tranzystora jest otwór.

Początkowo podejrzewałem bocznik, co wydawało mi się bardziej logiczne, ale okazało się, że winny jest jednak tranzystor.


A teraz „słaby punkt” wielu przetwornic, czyli ocena poziomu tętnień.
Na początek przebieg bez żadnych dodatków, czyli sonda jest podłączona do wyjścia przetwornicy bez filtrów itp. Testy przeprowadziłem przy prądzie obciążenia 2.5 i 5 A, a moc wyjściowa wynosiła odpowiednio 125 i 250 W.

Powiedziałbym nawet, że jest całkiem nieźle. Bardzo nieźle.


Pytano mnie jednak, czy da się jeszcze poprawić parametry. Chociaż pytanie dotyczyło głównie mocniejszych modeli, na przykład 5020, który też mam teraz pod ręką, sprawdziłem to również tutaj.
Wziąłem pierwszy lepszy dławik z płyty głównej — na szczęście mają uzwojenie o całkiem sporym przekroju — oraz trzy kondensatory:
0.68 µF
2.2 µF
68 µF

Indukcyjność dławika wynosi zaledwie 2.7 µH, a rezystancja czynna 2.4 mΩ.


A teraz wyniki.
1, 2. kondensator 0.68 µF, prąd obciążenia w tym i pozostałych przypadkach wynosi 2.5 i 5 A
3, 4. 0.68 µF + 2.2 µF
5, 6. 0.68 µF + 68 µF.

Moim zdaniem w przypadku tej przetwornicy w zupełności wystarczy wariant 0.68 µF + 2.2 µF, tym bardziej że zwiększanie pojemności na wyjściu jest zdecydowanie niewskazane.


Nie ma się jednak co cieszyć na zapas. Zasilacz ma bardzo duży wpływ na wynik, bo w niektórych sytuacjach można uzyskać coś takiego, jak pokazano tutaj. Szczególnie istotna jest obecność i pojemność kondensatora międzyuzwojeniowego, o którym często wspominam w swoich recenzjach, a także ogólna jakość wykonania zasilacza.
Strasznie, prawda? :)


Na razie koniec testów, opowiem trochę o oprogramowaniu.
Instalacja jest standardowa: uruchamiamy plik, klikamy dalej, dalej, dalej, OK.


Na końcu instalator poprosi o ponowne uruchomienie komputera, ale to zignorowałem. Tym bardziej że komputer był mocno zajęty i nie miał głowy do moich problemów z różnymi niepotrzebnymi programami.


Najpierw, tak z ciekawości, spróbowałem połączyć się przez Bluetooth.


Wybrałem w programie odpowiedni port COM, ale niestety „coś poszło nie tak”.


Za to po podłączeniu przez USB wszystko ruszyło bez problemu, tym bardziej że sterownik USB-COM zainstalował się w moim systemie niemal od razu po instalacji Windows.
Mogę śmiało wystawić temu programowi piątkę. Oczywiście chciałoby się dać piątkę z plusem, ale piątka będzie uczciwą oceną. Program działa, i to całkiem niezawodnie i poprawnie, a do tego jest bardzo wygodny w obsłudze.


Co więcej, oprócz podstawowych funkcji regulacji i tworzenia wykresów program pozwala realizować różne scenariusze regulacji, na przykład stopniowo zwiększać prąd lub napięcie do zadanej wartości, z regulowanym krokiem.


Pod względem oprogramowania ZXY wypada więc bardzo słabo, bo jego program jest po prostu kiepski.


Do tej przetwornicy jest jednak również aplikacja na Androida, więc postanowiłem ją sprawdzić.
Najpierw po prostu połączyłem przetwornicę z telefonem przez Bluetooth, zainstalowałem aplikację i ją uruchomiłem.


Potem długo próbowałem zrozumieć, czego chce ode mnie program. Okazało się, że zgłasza błąd, bo napięcie wejściowe jest niższe od tego, które chcę ustawić. No dobrze, podniosłem napięcie i można ustawić wartość o 1 V niższą od wejściowej. W porządku.


Dalej zaczęły się dziwne rzeczy. Pominę osobliwy przebieg prądu przy obciążeniu rezystancyjnym..., ale zerowe napięcie wyjściowe na pierwszym zrzucie ekranu, przy mocy wyjściowej bliskiej 180 W, trochę mnie zaniepokoiło.
Potem jeszcze trochę się pobawiłem, pooglądałem ładne wykresy, pokręciłem wirtualnym pokrętłem regulacji i spróbowałem zmienić jasność ekranu przetwornicy z poziomu programu. No cóż, wygląda ładnie i jest nawet całkiem wygodne.


I właśnie wtedy zauważyłem naprawdę ciekawy błąd — sam już nie wiem, czego dotyczył. Zaczęło się od tego, że przy kolejnej próbie regulacji napięcia wyjściowego na wykresie pojawił się pik o wartości 500 V. Oczywiście rozumiem, że technicznie jest to niemożliwe, tym bardziej przy obciążeniu rezystancyjnym. Ale oto zrzut ekranu, oto wykres, sami zobaczcie.

Dalej jest jeszcze ciekawiej: okazało się, że oprogramowanie potrafi się zawieszać. Nadal reguluje wtedy napięcie i prąd, zmienia jasność ekranu, a nawet rysuje wykres, ale lewe dolne okno programu, w którym wyświetlane są parametry wejściowe i wyjściowe, przestaje działać.
Na zrzucie ekranu wyraźnie widać, że wyjście jest aktywne, napięcie wejściowe wynosi 62 V, a wyjściowe 17 V, ale ja ustawiłem 7 V, a nie 17...

Potem program „odwiesza się” i odświeża wartości, ale tylko na krótko.


Mimo zawieszenia program nadal prawidłowo steruje przetwornicą. Na zdjęciu widać ustawione napięcie, wartość wyświetlaną przez przetwornicę i tę pokazywaną w programie.


Żeby nie kończyć recenzji smutnym akcentem, oto zdjęcie tego, z czym testowałem przetwornicę i z czym będzie musiała dalej pracować. A właściwie jednego z takich zestawów, bo pokazane pakiety są całkiem proste — zaledwie 10S2P.


Recenzja wideo pojawi się nieco później, raczej nie wcześniej niż za tydzień.


A teraz wnioski. Na początek porównanie z ZXY6005.
O ile mogę ocenić, układy obu urządzeń są mniej więcej takie same: ta sama przetwornica DC-DC obniżająca napięcie, ten sam tranzystor MOSFET z kanałem P. W tym modelu układ został jednak nieco ulepszony dzięki zastosowaniu komponentów o lepszych parametrach, co przełożyło się na wyższą sprawność.
Pod względem sterowania i ergonomii ZXY jest zdecydowanie lepszy. Na razie to dla mnie wzór wśród chińskich przetwornic DC-DC — wszystko jest proste i wygodne. ZXY ma na przykład tylko 5 przycisków i enkoder, ale w praktyce używa się 3 przycisków i enkodera, a obsługa jest łatwa, w przeciwieństwie do testowanego urządzenia, które ma 4 przyciski i enkoder z przyciskiem.
To samo dotyczy ekranu. Oczywiście wygląda efektownie i pokazuje dużo informacji, ale jest przeładowany zbędnymi danymi. Do tego mierniki odświeżają wskazania zaledwie 2 razy na sekundę, w porównaniu z około 10 razy na sekundę w ZXY. Nie ma też licznika amperogodzin.
No i ograniczenie mocy zostało zaimplementowane dość pokracznie, choć za funkcję wyzwalanej ochrony napięciowej i prądowej należą się twórcom podziękowania.
Krótko mówiąc, ZXY jest prostszy w obsłudze i pod względem ergonomii, ale znacznie wygodniejszy. To sprzęt do pracy, a nie na pokaz.

Teraz o samej przetwornicy.
Jej parametry są całkiem dobre — zarówno pod względem pomiaru napięcia i prądu, jak i poziomu tętnień na wyjściu. W porównaniu z ZXY znacznie zmniejszono tu pojemność wyjściową, która wynosi zaledwie 120 µF. Zastosowano dobry tranzystor kluczujący i zespół diod, dzięki czemu sprawność wynosi około 97–98%. Zakres napięcia wyjściowego jest szeroki. Nie obyło się jednak bez wad:
1. Jeden z tranzystorów sterownika mocno się nagrzewa (prawdopodobnie).
2. Urządzenia nie da się naprawić — to przypadek, w którym kompaktowe wymiary wyszły mu na niekorzyść.

Oprogramowanie.
Zdecydowanie o klasę lepsze niż w ZXY. Zresztą oprogramowanie na PC bardzo mi się spodobało: funkcjonalne i wygodne, piątka z plusem.
Z kolei oprogramowanie na Androida na razie wypada dokładnie odwrotnie. Ma dziwną tendencję do zawieszania się, co bardzo utrudnia pracę, ale spróbuję jeszcze sprawdzić je na innych smartfonach.

Podsumowując: sprzętowo przetwornica mi się spodobała, oprogramowanie też jest całkiem niezłe, ale ergonomia obsługi bez komputera mocno kuleje.

To już wszystko. Jak zwykle czekam na pytania, a sam będę powoli testować DPS5020. Jeśli macie pomysły na testy lub modyfikacje, komentarze z nimi również są mile widziane.