Zasilacz 24 V, 300 W — konkurent czy kolega „ludowego” zasilacza 24/100?

Dziś kolejny test kolejnego zasilacza. Rozumiem, że mogłem już trochę zanudzić Was tym tematem, ale o tę recenzję pytało mnie kilku czytelników, a i mnie samemu ten zasilacz wydał się interesujący, więc go kupiłem.
Recenzja będzie składać się głównie ze zdjęć i niewielkiej ilości tekstu. Oprócz testów opowiem też o prostej metodzie względnie bezpiecznego testowania zasilacza podczas pracy w warunkach termicznych zbliżonych do granicznych.


A więc wybór padł na bardzo interesujący zasilacz o deklarowanej mocy do 300 W i chłodzeniu pasywnym. Właśnie dlatego mnie zainteresował, zwłaszcza że wkrótce pojawi się recenzja urządzenia, do którego został zaprojektowany.

Dane techniczne:
Model zasilacza: WX-DC2440
Zabezpieczenia: nadnapięciowe, nadprądowe, przeciwzwarciowe
Wejście AC: AC170-260V
Częstotliwość prądu przemiennego: 50 Hz / 60 Hz
Napięcie wyjściowe: DC24V
Prąd wyjściowy: 12,5A-15A
Moc wyjściowa: 300 W
Wymiary całkowite: 146 x 70 x 39 mm; najwyższym elementem jest radiator diod wyjściowych.
Rozstaw otworów montażowych: 137x61,5mm

Zarówno sprzedawca, jak i pośrednik zadbali o staranne zapakowanie zasilacza. Zapakowali go lepiej niż jakąś wazę z dynastii Qing.


Pewnie wielu z Was powie: coś mi to przypomina...


I tak, macie rację — to powiększona wersja „ludowego” zasilacza 24/12 V, 100 W, którego recenzje już kiedyś u mnie były.
12 V
24 V


W porównaniu z testowanym zasilaczem wygląda jak maluch.


Wymiary ze strony produktu.


Kilka zdjęć z różnych stron.



Zdjęcie od góry — nie moje, ale w rzeczywistości produkt nie różni się od tego na stronie.


Na wejściu znajduje się porządny filtr sieciowy i taka sama listwa zaciskowa jak w mniejszej wersji. Chyba brakuje tu tylko warystora.
Bezpiecznika nie widać na zdjęciu, ale w rzeczywistości jest zamontowany między listwą zaciskową a radiatorem.
Kondensator wejściowy ma pojemność 220µF i napięcie znamionowe 450 V, ale w zasilaczu przeznaczonym do „wąskiego zakresu” powinien mieć bliżej 300 µF.


Tranzystory wysokonapięciowe pracują równolegle — są to dwa 20N60C3. Dokładnie taki sam znajduje się w mniejszej wersji.


Całkiem sporo elementów ukryto między radiatorem a transformatorem.


Kondensator międzyuzwojeniowy jest prawidłowego typu Y (oznaczony jako Y1). W słabszych zasilaczach czasem trafiał się zwykły kondensator wysokonapięciowy (na zdjęciu tuż po prawej), co jest nieprawidłowe.


Transformator jest naprawdę duży, wymiary rdzenia wynoszą 46x40x13mm. Na pierwszy rzut oka może się wydawać, że został zalany lakierem, ale choć lakier jest w środku, to z jakiegoś powodu w większości znajduje się na zewnątrz. Swoją drogą, po rozpakowaniu zasilacz wyraźnie pachniał lakierem.


Na wyjściu znajdują się dwa zespoły diodowe 20200 (20 A, 200 V). Ciekawe, że zespoły diodowe i tranzystory wysokonapięciowe zamontowano na podkładkach mikowych, a nie zwykłych „gumkach”, ale pasty termoprzewodzącej nie znalazłem.


Za to wyjściowy dławik magazynujący energię wydaje mi się trochę za mały: ma wymiary 27x15x11,5, jest nawinięty trzema żyłami przewodu o średnicy 1 mm, 9 zwojów. Oznaczenie: AS106-125A. Nie udało mi się od razu znaleźć karty katalogowej, jest tylko krótki opis u sprzedawców, a także drugi. Przy wymianie pamiętajcie, że to nie ferryt, lecz sendust.
Topologia zasilacza to przetwornica jednotaktowa typu forward, dlatego zastosowano tu dławik magazynujący energię, mimo że jest tylko jeden wysokonapięciowy klucz. Wynika to ze stosunkowo dużej mocy zasilacza; starszy zasilacz miał topologię jednotaktowej przetwornicy flyback.


Na wyjściu są trzy kondensatory 2200µF 35 V nieznanego mi producenta. Jest tam też jeden mały kondensator ceramiczny :)


Zmierzono kondensator wejściowy i kondensatory wyjściowe. Na wejściu widnieje oznaczenie Nippon, ale „mam co do tego pewne wątpliwości”; pojemność kondensatorów wyjściowych jest zbliżona do deklarowanej.


Trochę rozbawiła mnie wyjściowa listwa zaciskowa, wzięta z tego samego „popularnego” zasilacza. Tam pracowała jednak przy znacznie mniejszym prądzie, więc tutaj wygląda trochę dziwnie. Między złączem a radiatorem zamontowano rezystor obciążający 560 Ω, na którym wydziela się około 1 W, dlatego jest bardzo gorący.


Płytka jest dwustronna, ale elementy zamontowano tylko z jednej strony, od spodu jest pusto. Oglądając ścieżki, zwróciłem uwagę na dość poprawne podłączenie dzielnika w pętli sprzężenia zwrotnego — przynajmniej tej jego części, którą udało mi się zobaczyć.


Pewnie zauważyliście niewielką płytkę w formie submodułu, przylutowaną prostopadle do głównej. Znajduje się na niej kontroler PWM i część jego elementów zewnętrznych. Już podczas oględzin zwróciłem uwagę, że płytka jest czymś pokryta.


Tak właśnie było — płytka jest zalana jakąś masą. Początkowo myślałem, że to zwykły uszczelniacz albo silikon, ale okazało się, że to zupełnie co innego: powłoka jest bardzo twarda. Jak mogłem, usunąłem ją z kontrolera PWM, ale oznaczenia i tak nie udało mi się odczytać. Alkohol też nie pomógł — powłoka jest na niego obojętna (czyli ma gdzieś mój alkohol), rozpuszcza ją za to trochę aceton, ale to również nic mi nie dało.
Po lewej przed czyszczeniem, po prawej po.


Pod transformatorem znajdują się część elementów układu snubbera i inne podzespoły.

Dopiero po ponownym przylutowaniu płytki pomyślałem, że może nie bez powodu dociskała do transformatora — być może kontroler PWM ma zabezpieczenie przed przegrzaniem, choć w chińskich zasilaczach to prawdziwa rzadkość...



Czas przejść do testów. Na początek bierzemy obciążenie elektroniczne, multimetr, oscyloskop i oczywiście „pacjenta”. Nie ma tu regulacji napięcia wyjściowego, ale jest ono ustawione całkiem dobrze.


Pierwszy test to pomiar amplitudy tętnień.
Test przeprowadzono w 6 punktach: 0-20-40-60-80-100% obciążenia. 20% obciążenia to 2,5 A prądu wyjściowego, czyli około 60 W mocy.

Moim zdaniem amplituda tętnień jest dość duża — do 150-200 mV p-p. Jeśli jednak wziąć pod uwagę, że w markowych zasilaczach deklaruje się mniej więcej taką samą wartość, a tutaj na wyjściu nie ma żadnego filtra, to może nie jest tak źle.
Problemem jest jednak raczej nie sama amplituda tętnień, lecz ich kształt. Gdyby miały postać „igieł”, nawet niewielki dławik niemal całkowicie by je stłumił, ale mają kształt trójkątny, co jest gorsze.


Przy częstotliwości 100 Hz i mocy do 240 W jest całkiem znośnie, ale przy 300 W wyraźnie widać, że pojemność kondensatora wejściowego zdecydowanie nie wystarcza. Właśnie o tym pisałem na samym początku recenzji.


A teraz sprawdźmy stabilizację napięcia w zależności od obciążenia oraz sprawność.

Sprawność:
Pobór mocy bez obciążenia wynosi około 4 W.
20% obciążenia - 80,6%
40% obciążenia - 84%
60% obciążenia - 84,8%
80% obciążenia - 85,5%
100% obciążenia - 85,5%

W rzeczywistości mój watomierz nieco zawyża wskazania, więc sprawność jest również wyższa o około 1-2%. Tak czy inaczej, straty mocy są niemałe, a cała ta moc wydzieli się w zasilaczu w postaci ciepła. Bardziej „zaawansowani” producenci stosują w podobnych zasilaczach prostowanie synchroniczne, ale tutaj są zwykłe diody Schottky’ego.

Za to stabilność napięcia wyjściowego jest bardzo dobra — różnica między pracą bez obciążenia a pełnym obciążeniem wyniosła 27 mV.


Tutaj po prostu ustawiłem na wyjściu deklarowane 300 W, korzystając ze wskazań obciążenia elektronicznego, i sprawdziłem pobór mocy na wejściu. Około 55 W strat — no, załóżmy nawet 50 W — to i tak niemało.


Jeszcze dwa testy:
1. Pomiar temperatury podzespołów przy różnym obciążeniu
2. Ocena dokładności stabilizacji napięcia wyjściowego w zależności od temperatury.

Narzędzia potrzebne do testu: obciążenie elektroniczne, multimetr, termometr elektroniczny, kamera termowizyjna.


Ostatecznie nie udało mi się dojść do deklarowanych 300 W. Każdy etap testu trwał 20 minut, po czym mierzyłem temperaturę. Już przy prądzie 10 A i mocy wyjściowej 240 W zasilacz mocno się nagrzewał, a zapach przegrzanego lakieru był jeszcze intensywniejszy i czuć go było w całym mieszkaniu. Mimo to postanowiłem zwiększyć moc wyjściową do około 250 W i podgrzewać go jeszcze przez 10 minut. Wszystko ostatecznie skończyło się dobrze, ale dla zasilacza to już ekstremalne warunki pracy, a jeśli „chcemy więcej”, potrzebne jest chłodzenie aktywne.

Przegrzały się dwa elementy: dławik wyjściowy i diody. Diody zamontowano na z zewnątrz całkiem pokaźnym radiatorze, który w rzeczywistości jest niemal całkowicie bezużyteczny, bo przeznaczono go do chłodzenia wymuszonego. Poza tym pod nim nie ma otworów, a część radiatora jest zasłonięta kondensatorami. Co do dławika, miałem wątpliwości od samego początku. Lepiej wziąć większy rdzeń i nawinąć go nie trzema, lecz 4-5 przewodami.


Teraz krótka rada dotycząca niuansów testowania.
Jeśli sprawdzacie zasilacz w krytycznych warunkach termicznych, bezpieczeństwo testu można nieco zwiększyć, używając watomierza.
Przegrzany zasilacz może gwałtownie tracić sprawność, głównie z powodu nagrzewania się rdzeni transformatora i dławika. Żeby zmniejszyć ryzyko, że test skończy się źle, podłączam zasilacz przez watomierz i po przejściu do kolejnego etapu uważnie obserwuję pobór mocy.
Jeśli napięcie wyjściowe i prąd (a więc i moc) utrzymują się na stałym poziomie, ale moc pobierana z sieci zaczyna niespodziewanie rosnąć, to pierwszy krok „do krainy wiecznych łowów” — zasilacz zaczyna się rozbiegać i należy go natychmiast wyłączyć. Nie ma gwarancji, że w 100% się uda, ale ryzyko spalenia jest znacznie mniejsze.
Właśnie tak „uratowałem” zasilacz o mocy 500 W z tej recenzji.

Poniżej zdjęcie z testu w maksymalnych temperaturach. Bałem się już zwiększać moc powyżej 250 W.


Temperatura po teście z mocą 180 W.


A po teście z mocą 250 W


Test zależności napięcia wyjściowego od nagrzania. W tym zasilaczu zależność jest niewielka i ujemna, tzn. najpierw zmierzyłem napięcie na zimnym zasilaczu, potem go rozgrzałem, odłączyłem obciążenie i powtórzyłem pomiar. Różnica wyniosła zaledwie -12 mV, co jest świetnym wynikiem.


Ostatni test: odporność na przeciążenie. Obciążenie pracuje tu w trybie DCtest, stopniowo zwiększając prąd obciążenia do ustawionej wartości (w tym przypadku 16 A) i kontrolując, czy napięcie wyjściowe nie spadnie poniżej określonego progu (w tym przypadku 20 V).
Wyszło mi, że maksymalny prąd wyjściowy wynosi 14 A, po czym zadziałało zabezpieczenie.


To samo w ujęciu dynamicznym: widać, że zasilacz utrzymuje napięcie aż do momentu wyłączenia, potem napięcie spada niemal do zera, a zasilacz wraca do normalnego trybu pracy, ponieważ po spadku napięcia obciążenie zostało odłączone. Działa to całkowicie prawidłowo.



Dopiero gdy przygotowywałem recenzję i przeglądałem zdjęcia, zauważyłem ciekawą rzecz. Zasilacz ma cztery boczniki pomiarowe o rezystancji 0,39 Ω każdy, ale jeden z nich jest uszkodzony. Nie zepsuł się podczas testów, bo poniżej widać zdjęcie z początkowej „sesji zdjęciowej” — przy uważniejszym oglądaniu można go dostrzec także na jednym z pierwszych zdjęć w tej recenzji.
Wychodzi więc na to, że maksymalny prąd zasilacza wynosi nie 14 A, lecz około 18,6 A, a w opisie produktu podano —


Myślałem o wymianie rezystora, ale ostatecznie zrezygnowałem. Zasilacz i tak mocno się nagrzewa, więc po co pogłębiać ewentualne problemy.



Co powiedzieć na koniec? Nie potrafię wyciągnąć jednoznacznych wniosków. Zasilacz wydaje się całkiem niezły, a jego cena jest przystępna — wynosi mniej więcej dwa razy tyle co cena „ludowego” modelu. Niektóre niedociągnięcia nie pozwalają jednak stwierdzić, że wszystko jest w porządku.
Z drugiej strony zasilacz dobrze radził sobie z obciążeniem do 240 W, pomijając przegrzewanie. Bez problemu wytrzymuje też 300 W, ale mocno rosną wtedy tętnienia o częstotliwości 100 Hz.
Ogólnie rzecz biorąc, moim zdaniem zdecydowanie zasługuje na uwagę, ale równie mocno na poprawki. Jeśli ma pracować przy dużych obciążeniach krótkotrwałych, warto:
1. Zwiększyć pojemność kondensatora wejściowego
2. Wymienić kondensatory wyjściowe na lepszej jakości.
3. Opcjonalnie — dodać filtr przeciwzakłóceniowy na wyjściu.

Jeśli ma pracować pod obciążeniem przez dłuższy czas, oprócz wymienionych wyżej zmian warto:
1. Nałożyć pastę termoprzewodzącą pod tranzystory i zespoły diodowe
2. Wymienić dławik wyjściowy.
3. Mimo wszystko zamontować niewielki wentylator.


To już wszystko. Mam nadzieję, że te informacje były przydatne. Jak zwykle chętnie odpowiem na pytania i poczytam komentarze.


Sponsorem tej recenzji był pośrednik yoybuy.com, który pokrył koszty dostawy. Link partnerski do rejestracji; nowi użytkownicy otrzymują kupon bonusowy 10 od 50.
Cena zasilacza wraz z dostawą do pośrednika wynosi 12 USD. Koszt dostawy od pośrednika zależy od różnych czynników. Zasilacz waży 377 g — to informacja ze strony zamówienia u pośrednika.