Zasilacz 48 V, 125 W — niedrogi, ale całkiem niezły

Podczas prac nad urządzeniem do testowania i balansowania dużych pakietów akumulatorów pojawiła się potrzeba zapewnienia zasilania napięciem około 90 V. W tym celu kupiłem dwa zasilacze 48 V 2,5 A. Okazały się zaskakująco niedrogie, a przy tym całkiem przyzwoite zarówno pod względem działania, jak i jakości wykonania.
Oględziny, schemat, testy i wnioski — jak zwykle.



Dzisiejszy test będzie stosunkowo krótki, ale nie oznacza to, że przygotowałem go równie szybko, jak mogłoby się wydawać na pierwszy rzut oka.
Wspominałem już, że powoli składam dla kolegi stanowisko do testowania pakietów akumulatorów litowych. Ponieważ ładowarka wymagała napięcia około 90 V, trzeba było znaleźć zasilacz o zbliżonym napięciu.
Były trzy możliwości:
1. Zasilacz o wymaganym napięciu wyjściowym. Okazało się, że takich jest niewiele, a do tego są stosunkowo drogie. Poza tym ich moc była albo za mała, albo przesadnie duża.
2. Wziąć zwykły zasilacz, na przykład 24 V, i podwyższyć napięcie przetwornicą do wymaganych 90 V. Moim zdaniem byłoby to dość nieporęczne.
3. Użyć dwóch zasilaczy o niższym napięciu, połączonych szeregowo, tak jak zrobiłem przy budowie mocnego zasilacza regulowanego.

Ostatecznie zdecydowałem się na trzeci wariant, głównie dlatego, że u znanego chińskiego elektronika-amatora 100MHz znalazłem stosunkowo niedrogie zasilacze. Na stronie produktu były zdjęcia ich wnętrza i to właśnie po ich obejrzeniu podjąłem tę decyzję.

Zamówiłem dwa zasilacze. Kosztowały po $4.69 za sztukę plus 1.88 za dostawę do pośrednika, czyli łącznie 11.26, bez kosztu przesyłki do mnie.
W przesyłce zbiorczej znalazło się osobne pudełko z zasilaczami, które najwyraźniej nawet nie było otwierane — po prostu włożono je do większego kartonu. W środku każdy zasilacz był zapakowany w osobny woreczek.


Zasilacze są identyczne. Wygląda na to, że nawet nie wyjmowano ich z woreczków, bo nie było na nich żadnych śladów palców. To, co widać na zdjęciach, to już moje ślady po rozpakowaniu.
Na stronie produktu podano, że każdy zasilacz waży 230 g, czyli dwa ważą 460 g. Jednak według danych pośrednika, razem z opakowaniem wyszło aż 810 g.


Ponieważ zasilacze są identyczne, w teście pokażę tylko jeden. Drugi sprawdziłem po prostu pod obciążeniem, upewniłem się, że działa, i odłożyłem z powrotem do pudełka.
Wymiary zewnętrzne: 160х70х38мм
Rozstaw otworów montażowych: 152х62мм

Z boku znajduje się bardzo oszczędna w formie naklejka z zakresem napięcia wejściowego, napięciem wyjściowym i prądem. To właściwie wszystkie podane informacje.


Zestaw złączy jest dość nietypowy. Zwykle przewód sieciowy jest czerwono-czarny, a wyjściowy czarno-biały, ale tutaj jest odwrotnie. Kolory oczywiście same wszystko wyjaśniają, ale i tak wygląda to trochę nietypowo.
Przewody unieruchomiono uszczelniaczem, ale wygląda na to, że początkowo były odgięte w przeciwną stronę, przez co uszczelniacz trzyma je teraz wyraźnie słabiej. Ale to już czepianie się z mojej strony.


Obudowa jest aluminiowa, wszystko wykonano starannie. Nie rozumiem tylko, po co na spodzie są dwa duże otwory...


No dobrze, bierzemy śrubokręt i rozkręcamy ten cud chińskiej techniki. Śrub nie żałowali — jest ich aż 10.


Już na pierwszy rzut oka mogę powiedzieć, że oczywiście nie wygląda to jak Mean Well, ale też nie sprawia wrażenia tandety — przynajmniej wykonanie jest staranne.



Jest też wejściowy filtr przeciwzakłóceniowy, który pokażę dokładniej w dalszej części.


Kondensatory wejściowe mają pojemność 68 µF, łącznie 132 µF. To w zupełności wystarcza dla deklarowanej mocy 125 W, ponieważ zakres napięcia zasilającego jest „wąski”.
Tranzystor ma izolację silikonową i jest dociśnięty do bocznej ścianki obudowy.

Transformator jest dość duży, a na jego górze znajduje się kawałek gumy termoprzewodzącej. Pokrywa zasilacza służy jako radiator transformatora — całkiem przemyślane rozwiązanie.


Wyjściowy zespół diod również jest izolowany i przykręcony do bocznej ścianki. Na wyjściu są cztery kondensatory 470 µF 63 V, o łącznej pojemności prawie 2000 µF, co wystarcza dla prądu wyjściowego 2,5 A.
Kondensatory są oczywiście bezmarkowe, ale czego więcej można wymagać za mniej niż pięć dolarów?


Kondensator międzyuzwojeniowy jest właściwego typu — Y. Obok widać transoptor oraz informacje o modelu zasilacza i dacie jego opracowania. W pobliżu transformatora była też data produkcji: maj 2011 roku.

Na wyjściu znajduje się dławik zmniejszający tętnienia, a także tajemniczy bocznik pomiarowy. Na początku pomyślałem nawet, że to jakaś sprytna zworka, bo nie spodziewałem się go tutaj zobaczyć.


Odkręcamy jeszcze cztery śruby i zaglądamy głębiej.


A oto filtr sieciowy. Cóż można powiedzieć — prawie jak z podręcznika: są wszystkie niezbędne elementy, dwa dławiki z dwoma uzwojeniami, bezpiecznik, warystor, termistor, kondensatory X i Y. Pełnoprawny filtr w tanim zasilaczu to jednak miła niespodzianka.
Jedyna uwaga: warystor jest na 560 V, czyli 394 V napięcia skutecznego. W praktyce nie służy on do ochrony przed wysokim napięciem, bo najpewniej nie zadziała nawet po podaniu 380 V, lecz do ochrony przed przepięciami impulsowymi. Ja jednak wymieniłbym go na model 430–470 V.


W snubberze po stronie „gorącej” i w obwodzie RC po stronie „zimnej” rezystory również dobrano „z miłością” — mają co najmniej 2 W. Okazało się zresztą, że w obwodzie wysokiego napięcia taki rezystor jest jak najbardziej na miejscu.


Co więcej, równolegle do wyjścia zasilacza, już za dławikiem, znajduje się nie jakiś malutki ceramiczny kondensator, lecz całkiem porządny element o pojemności 0,47 µF i napięciu 63 V.


Spód płytki wygląda schludnie. Ogólnie topologia zasilacza, w której strona gorąca i zimna są ułożone równolegle do siebie, jest dość nieoptymalna pod względem wymiarów, bo trzeba zachować między nimi pewien odstęp, a tutaj wypada on wzdłuż dłuższego boku.
Jest jednak zachowany podział na stronę „zimną” i „gorącą”, choć bez szczelin izolacyjnych. Częściowo rekompensuje to duży odstęp oraz fakt, że zasilacz od początku zaprojektowano do pracy z uziemieniem.


Zbliżenie na część wysokonapięciową z kontrolerem PWM.


A teraz część niskonapięciowa.


1. Nie zapomniano nawet o rezystorach równoległych do wejściowych kondensatorów X. Brawo, że nie oszczędzano na „drobiazgach”.
2. Kontroler PWM TEA1733. Wiedziałem o tym jeszcze przed zakupem — podano go na stronie produktu, od razu widać, że opis przygotował elektronik-amator :)
3. Tranzystor wysokonapięciowy P10NK70, 700 V, 8,6 A.
4. Wyjściowy zespół diod HBR16200, sądząc po oznaczeniu: 16 A, 200 V.
5. Znalazł się też podwójny wzmacniacz operacyjny LM2904, którego zupełnie się tutaj nie spodziewałem. Początkowo myślałem, że to TL431, ale ona znajduje się po drugiej stronie płytki.
6. Tutaj jest jeszcze jedna TL431 w obudowie SOT-23.


Kontroler PWM TEA1733 wydaje się prosty, ale w rzeczywistości jest całkiem niezły. W opisie pozycjonuje się go jednak jako układ do zasilaczy o mocy do 75 W.


Nie do końca zrozumiałem też z opisu, jak działa zabezpieczenie termiczne. Na schemacie blokowym jest uwzględnione, w opisie podano, że zadziała przy 140°C, a jednocześnie wspomniano o możliwości podłączenia zewnętrznego zabezpieczenia do uniwersalnego wejścia Protect.
W każdym razie nie ma większego znaczenia, czy zabezpieczenie jest wbudowane, czy nie. Jeśli układ scalony nagrzeje się do takiej temperatury, pozostałe elementy będą już miały temperaturę „nie do przeżycia”, więc umownie można uznać, że zabezpieczenia termicznego nie ma.



Schemat narysowałem tym razem po prostu z ciekawości. Chciałem zrozumieć, co tu nakombinowali projektanci i po co potrzebne są drugi źródło napięcia odniesienia, wzmacniacz operacyjny i bocznik.
Okazało się, że ten zasilacz ma nie tylko typowy tryb CV, ale również CC, czyli stabilizację prądu. Mógłbym oczywiście pomyśleć, że to sterownik LED, ale na stronie produktu podano PoE. Napięcie pasuje, ale jakoś nie spotkałem się z diodami LED o mocy dokładnie 125 W.
Zastosowano też dość dziwny obwód RC równolegle do wyjściowego zespołu diod, a podczas dokładnych oględzin płytki zauważyłem ponadto całkiem poprawne prowadzenie ścieżek. Ogólnie na razie daję 4,5 punktu, choć nie pełne 5.



To już nie ma większego związku z recenzją, ale producent nie poskąpił nawet oznaczeń średnicy i długości drucika użytego jako zwora.


Składamy zasilacz w większości z powrotem, podłączamy zasilanie, tester, obciążenie i oscyloskop.
Na wyjściu jest 49,82 V. Regulacji napięcia nie przewidziano, więc trzeba będzie zmienić wartości dzielnika, bo potrzebuję 45 V, ale tym zajmę się później.


Przybliżona ocena sprawności i stabilności napięcia wyjściowego.
1. Obciążenie 33%, moc wyjściowa 42 W, moc pobierana 49,1 W — sprawność około 85,7%, napięcie 49,798 V
2. Obciążenie 66%, moc wyjściowa 83 W, moc pobierana 94 W — sprawność około 88,3%, napięcie 49,775 V
3. Obciążenie 100%, moc wyjściowa 125 W, moc pobierana 141,3 W — sprawność około 88,4%, napięcie 49,743 V

Sprawność jest niezła, ale nie powiedziałbym, że wyjątkowo wysoka jak na zasilacz o napięciu wyjściowym 48 V. Zwykle im wyższe napięcie wyjściowe, tym większa sprawność.
Za to stabilność napięcia wyjściowego jest dobra.


Ponieważ zasilacz pracował stabilnie, postanowiłem kontynuować test.
1. Prąd obciążenia 3 A, moc wyjściowa 150 W, moc pobierana 169 W — sprawność około 88,7%, napięcie 49,722 V
2. Prąd obciążenia 3,03 A, moc wyjściowa 119 W, moc pobierana 134 W — sprawność około 88,8%, napięcie 39,175 V

Druga część testu pokazuje, że zasilacz przeszedł w tryb stabilizacji prądu. Przejście jest bardzo gwałtowne: przy 3,02 A na wyjściu było jeszcze prawie 50 V, a przy 3,03 V spadło poniżej 40 V. Sprawność pozostała przy tym na przyzwoitym poziomie.


Wysokoczęstotliwościowe tętnienia praktycznie nie występują w całym zakresie. Poniżej oscylogramy dla prądu obciążenia 0, 0,83, 1,66, 2,5, 3,0 i 3,03 A.


Przy wolniejszej podstawie czasu wyszło jednak na jaw to, co zauważyłem już podczas pierwszego testu. Chodzi o pewne „pływanie” napięcia — równy przebieg w zakresie wysokich częstotliwości był modulowany tętnieniami niskiej częstotliwości. W drugiej części testu zaobserwowałem tętnienia 15–20 mV o częstotliwości około 250 Hz. Bardzo dziwna częstotliwość, ale w każdym razie amplituda nawet 20 mV przy maksymalnym prądzie obciążenia to bardzo dobry wynik. Pomaga w tym zarówno spora pojemność na wyjściu, jak i dławik z kondensatorem foliowym.


Później ustaliłem, że tętnienia niskiej częstotliwości wynikają ze specyfiki pracy kontrolera, który ma modulację z częstotliwością 280 Hz.


Zasilacz całkiem dobrze pracuje w trybie stabilizacji prądu, do 40 V wręcz świetnie. Przy napięciu około 37–38 V przechodzi w tryb zabezpieczenia. Być może w tym przypadku była to specyfika działania obciążenia elektronicznego, ale do 38 V zasilacz pracował całkowicie stabilnie.


Test długotrwałej pracy pod obciążeniem, jak zwykle, podzieliłem na 20-minutowe odcinki. Na końcu każdego mierzę temperaturę podzespołów.
Na początek test przy obciążeniu 50%.


Ponieważ zasilacz nie nagrzewał się zbyt mocno, po prostu sprawdzałem kamerą termowizyjną, co grzeje się najbardziej.
1. 20 minut pracy przy obciążeniu 50%.
2, 3. Kolejne 20 minut, tym razem przy obciążeniu 100%. Najbardziej nagrzewają się rezystor układu snubbera i termistor na wejściu, który z kolei nieco podgrzewa mostek prostowniczy.


Krótkie wyjaśnienie dotyczące górnego zdjęcia termowizyjnego. Na pierwszym widać, że najwyższą temperaturę ma transformator. Zasilacz zaprojektowano tak, aby część ciepła z transformatora odprowadzała aluminiowa pokrywa. Pierwszy test przeprowadziłem więc bez pokrywy, co uznałem za niewłaściwe.
Ostatecznie po prostu położyłem pokrywę na górze, a pozostałą część osłoniłem plastikowym izolatorem. Po tym temperatura transformatora wynosiła zaledwie 67 stopni przy obciążeniu 100%, podczas gdy bez pokrywy nagrzał się do 65 stopni przy obciążeniu 50%.


Zwiększyłem prąd wyjściowy do 2,97 A, żeby zasilacz na pewno nadal pracował w trybie CV, i zostawiłem go na kolejne 20 minut. Najwyższą temperaturę osiągnęły rezystor układu snubbera oraz wejściowy mostek prostowniczy i termistor — w obu przypadkach około 100 stopni. Transformator nagrzał się do 71 stopni.


Ale na tym nie poprzestałem i chciałem sprawdzić, jak bardzo nagrzeje się transformator bez dodatkowego chłodzenia. Zdjąłem pokrywę i zostawiłem zasilacz włączony na kolejne dziesięć minut :).
Temperatura wzrosła z 71 do 83 stopni, a nagrzewanie pozostałych podzespołów nieco się zmniejszyło. W każdym razie zasilacz bez problemu dostarcza deklarowane 2,5 A i może też normalnie pracować przy maksymalnym prądzie 3 A.


W miarę nagrzewania napięcie wyjściowe spada. Po lewej zimny zasilacz bez obciążenia, po prawej po 1 h 10 min testów. Różnica jest całkiem spora, ale ponieważ napięcie wyjściowe jest wysokie, procentowo wygląda to normalnie — około 0,1%.


No dobrze, jakie wnioski można wyciągnąć z testów? Po ich zakończeniu przyszło mi do głowy, żeby zatytułować tę recenzję: „Chiński nie znaczy zły”.
Chodzi o to, że w zasilaczu zastosowano wyraźnie tanie kondensatory, które nieco psują pierwsze wrażenie. Jeśli jednak chodzi o układ i jakość działania, jestem w pełni zadowolony. Mogę się przyczepić tylko dość niewielkich tętnień na wyjściu, ale ich amplituda wynosi zaledwie 20 mV nawet przy obciążeniu 120%, więc myślę, że można na nie przymknąć oko.
Poza tym mamy:
1. Niską cenę.
2. Aluminiową obudowę i chłodzenie pasywne.
3. Pełnoprawny filtr wejściowy.
4. Filtr wyjściowy.
5. Kondensatory o odpowiedniej pojemności.
6. Niemal całkowity brak tętnień o wysokiej częstotliwości.
7. Akceptowalne nagrzewanie i sprawność.
8. Nie tylko zabezpieczenie przed zwarciem, ale też tryb CC.

Jeśli ktoś chciałby przerabiać ten zasilacz, to chyba warto wymienić kondensatory, ale moim zdaniem i tak powinny długo posłużyć. Bardzo spodobało mi się zabezpieczenie — w praktyce tego zasilacza nie da się przeciążyć, a więc trudno go też przegrzać. Do prądu 3 A stabilizuje napięcie, a powyżej — prąd. Jeśli napięcie wyjściowe spadnie poniżej wartości krytycznej, zasilacz przechodzi w tryb zabezpieczenia przed zwarciem. Wszystko działa prawidłowo.

Ogólnie mogę polecić ten zasilacz każdemu, kto potrzebuje czegoś podobnego. Mnie osobiście przypadł do gustu. Szkoda tylko, że jest dość ciężki, więc wysyłka będzie stosunkowo droga :(
Pozdrowienia dla 100MHz i dzięki za dobre zasilacze :)


Sponsorem tej recenzji był pośrednik yoybuy.com, który pokrył koszt wysyłki. Link partnerski do rejestracji; nowi użytkownicy otrzymują kupon bonusowy 10 od 50.
Dwa zasilacze wraz z dostawą do pośrednika kosztują 11,26 USD. Koszt wysyłki od pośrednika zależy od różnych czynników. Dwa zasilacze z opakowaniem ważą 807 g — informacja ze strony zamówienia u pośrednika.