Kolejny niskoprofilowy zasilacz, 12 V, 20 A

Trzecia recenzja zasilacza, tym razem modelu o mocy 240 W i napięciu 12 V. Ten zasilacz jest bardzo podobny do poprzedniego: również niskoprofilowy, budżetowy i również proponuje nam grę w rosyjską ruletkę. O wszystkim, w tym o tej ruletce, lepiej jednak przeczytać w recenzji.


Właściwie dzisiejszy i poprzedni zasilacz mają ze sobą naprawdę wiele wspólnego, ale jeśli przyjrzeć się im bliżej, okazuje się, że wcale nie są aż tak podobne.

Opakowanie identyczne, no może poza rozmiarem.


Poprzedni zasilacz wydawał się cienki i bardzo długi, ale w porównaniu z tym nawet on wygląda jak maluch. Obudowa ma tu aż 308 mm długości przy tej samej szerokości — 53 mm.

Tym razem to rzeczywiście zasilacz 12 V, taki jak zamówiłem. Tyle że z jakiegoś powodu podano moc 250 W, a jednocześnie 12 V i 20 A. Może wprowadzili nowe zasady matematyki, ale zawsze uważałem, że 12 × 20 = 240. Zrzućmy to na błąd obliczeń :)


Poprzednio narzekałem, że na stronie produktu podano 12 V, a przysłali wersję 24 V. Tutaj od razu proponują grę w zgadywankę, bo w nazwie podano obie wersje: 12 × 20 i 24 × 10, a wyboru nie ma.


Tym razem zaciski są osłonięte pokrywkami, są też wyraźnie większe i ustawione bardziej równo. Ogólnie można powiedzieć, że wszystko jest w porządku.
Chłodzenie jest aktywne, ale to normalne w tak kompaktowych zasilaczach o tej mocy. Na spodzie są też dwa przetłoczenia na śruby mocujące podzespoły.


Wysokość też jest już nieco większa: 22 mm wobec 19 mm w poprzednim modelu.


Pokrywa siedzi nieco ciaśniej, ale nadal trzyma się dzięki zatrzaskom na całej długości.


Prędkość obrotowa wentylatora nie jest regulowana. Spodziewałem się dużego hałasu, ale tym razem miło się zaskoczyłem — pracuje bardzo cicho. Wentylator zamontowano tak, że wtłacza chłodne powietrze do obudowy.


Rozbierałem już wiele różnych zasilaczy, ale tak długi trzymam w rękach po raz pierwszy — 31 cm to naprawdę dużo. Po otwarciu obudowy i zobaczeniu płytki najpierw nie zrozumiałem, skąd ta pusta przestrzeń. Dopiero po chwili dotarło do mnie, że to miejsce na wentylator :)


Przy oględzinach wnętrza od razu zwróciłem uwagę na to, że transformatory w obu zasilaczach są bardzo podobne, mimo dwukrotnej różnicy mocy. W wersji 240 W transformator jest w rzeczywistości nieco grubszy, o około 3 mm. Ponieważ chłodzenie jest aktywne, producent postanowił wycisnąć z niego większą moc.


W części wejściowej nie ma nawet kondensatora X, nie mówiąc już o dławiku przeciwzakłóceniowym i innych drobiazgach. Kondensator wejściowy jest wpuszczony w wycięcie płytki, a na mostku prostowniczym brakuje radiatora.


Na wyjściu zamontowano dławik magazynujący energię (nie mylić z filtrem) oraz dwa kondensatory 3300 µF 16 V. Ja zamontowałbym cztery takie kondensatory, najlepiej na 25 V.


1. Kondensator wejściowy ma deklarowaną pojemność 150 µF i napięcie znamionowe 450 V. Wygląda na markowy, ale jego pojemność jest za mała dla deklarowanej mocy, nawet biorąc pod uwagę, że podano „wąski” zakres napięcia wejściowego.
2. W przetwornicy zastosowano dwa tranzystory 13N50, 12,5 A, 500 V.
3. Transformator również nawinięto wiązką cienkiego przewodu.
4. Na wyjściu są dwa zespoły diodowe MBR30100, 30 A, 100 V.


Ku mojemu zdziwieniu rzeczywista pojemność okazała się zbliżona do podanej, choć zdążyłem się już przyzwyczaić, że jeśli kondensator wygląda na markowy, to najczęściej ma mocno zaniżoną pojemność, bo w rzeczywistości nie jest oryginalny.


Nie obyło się też bez wpadki. Podczas podłączania krokodylków do kondensatora przypadkowo nacisnąłem go trochę mocniej, niż chciałem. Rozległ się cichy trzask i odpadł lut jednego z wyprowadzeń...
Sam raczej nie dałby rady tego zrobić, ale tak czy inaczej mamy precedens. Poza tym od razu dało się zauważyć, że elementy wewnątrz nie są unieruchomione


W odróżnieniu od poprzedniego zasilacza, tutaj płytka jest dodatkowo przykręcona śrubą do wspornika zamocowanego do obudowy. To połączenie służy do uziemienia obudowy, ale wyjście zasilacza nie jest w żaden sposób połączone z tym uziemieniem.




Płytka ma przewężenia w okolicy transformatora, który w zasadzie pełni też funkcję elementu usztywniającego konstrukcję.


Jako kontroler PWM zastosowano „nieśmiertelną klasykę” — KA3845, dawniej UC3845. Chińscy inżynierowie w tego typu zasilaczach najczęściej stosują dwa rodzaje kontrolerów: UC3845 albo TL494, zależnie od topologii.


Tym razem producent dodał obwody RC równolegle do wyjściowych zespołów diod. Sygnał sprzężenia zwrotnego jest pobierany prawidłowo, praktycznie z zacisków wyjściowych, a następnie biegnie długimi ścieżkami do układu stabilizacji napięcia, znajdującego się niedaleko kontrolera PWM.


Na podstawie płytki narysowałem schemat ideowy. Starałem się, żeby w większości wszystko się zgadzało, ale nie mogę zagwarantować, że nie ma w nim błędów.



Topologia przetwornicy jest bardzo nietypowa jak na tego typu zasilacz, ponieważ zastosowano tu tak zwany mostek asymetryczny, lepiej znany jako „mostek skośny”. Taki układ najczęściej spotyka się w spawarkach inwertorowych, natomiast w zasilaczach zwykle mamy do czynienia z:
1. Małą mocą — przetwornicą jednotaktową w układzie flyback
2. Średnią i dużą mocą — przetwornicą jednotaktową w układzie forward.
3. Średnią i dużą mocą — układem półmostkowym
4. Dużą mocą — układem mostkowym.


W zasadzie jest to hybryda zwykłej przetwornicy mostkowej, w której dwa klucze zastąpiono diodami, a sama przetwornica pracuje w trybie jednotaktowym, czyli oba tranzystory otwierają się synchronicznie.


Ponieważ moje obciążenie podłączane do komputera ma maksymalną moc 150 W, do testów będę musiał użyć mniej zaawansowanego, ale mocniejszego wariantu.

Napięcie na wyjściu zasilacza bez obciążenia wynosi w tym przypadku około 12,1 V.


Następnie przeprowadziłem test sprawności. Kluczowe punkty pomiarowe odpowiadały prądowi obciążenia co 2 A, ale zdjęcia pokażę w kolejności dla 0, 4, 8, 12, 16 i 20 A.
Niestety zasilacz nie osiągnął deklarowanego prądu 20 A — przy takim obciążeniu napięcie wyjściowe spadło do 8,9 V.


Musiałem wrócić do ostatniego stopnia, przy którym napięcie było jeszcze prawidłowe, i stopniowo zwiększać prąd. Okazało się, że maksimum wynosi zaledwie 18,1 A. Powyżej tej wartości napięcie spada liniowo wraz ze wzrostem prądu obciążenia, czyli w praktyce zasilacz dostarcza maksymalnie około 215–220 W.


Sprawność okazała się całkiem niezła i w niemal całym zakresie obciążenia wynosi 82–84%. Wartości na osi poziomej odpowiadają mocy wyjściowej w krokach co 24 W.


Warunki termiczne sprawdzałem w zwykły sposób: prąd obciążenia zwiększałem skokowo co 20 minut. Test obejmował 3 etapy: 6, 12 i 18 A. Ostatnią wartość wybrano jako odpowiadającą trybowi maksymalnej mocy wyjściowej.
Zasilacz pracował z zamkniętą pokrywą, ponieważ ma aktywne chłodzenie. Następnie zdjąłem pokrywę i jak najszybciej wykonałem zdjęcie termowizyjne oraz osobne pomiary termometrem bezkontaktowym.

Widok po 20 minutach pracy pod obciążeniem prądem 6 A (72 W)


Kolejne 20 minut przy prądzie 12 A (144 W).


Ostatni pomiar po 20 minutach pracy przy prądzie 18 A (215 W)


Na zdjęciach całości widać miejsca, którymi wydostaje się gorące powietrze. Obudowa oczywiście również wyraźnie się nagrzewa, ale ze względu na specyfikę pomiaru wygląda na zimną.
Na zdjęciu całości po rozebraniu widać, że najgorętszym elementem jest wejściowy mostek prostowniczy. Po części dlatego, że nie ma radiatora, a po części dlatego, że owiewa go gorące powietrze ogrzane przez transformator i tranzystory przetwornicy.
Niestety gorące powietrze owiewa również kondensator wejściowy, więc jego warunki termiczne (a co za tym idzie, trwałość) są dalekie od pożądanych.


Po godzinie nagrzewania napięcie wyjściowe pod obciążeniem spadło do 11,9 V. Najprawdopodobniej wynika to z tego, że prąd znajdował się na granicy zadziałania zabezpieczenia nadprądowego.
Po odłączeniu obciążenia napięcie wynosiło 12,122 V, podczas gdy na zimnym zasilaczu było to 12,114 V. Świetny wynik, jeśli chodzi o stabilność.


Przez cały czas testu temperatura żadnego z elementów nie przekroczyła rozsądnych granic, choć w środku było wyraźnie gorąco.


Na koniec oczywiście trzeba sprawdzić, co dzieje się na wyjściu. Obciążenie również ma zasilacz impulsowy, ale mam nadzieję, że nie wpłynie on znacząco na wynik pomiaru.


Tryby pracy zasilacza: bez obciążenia oraz przy 4, 8, 12, 16 i 20 A.
Można tu wyróżnić dwa rodzaje tętnień: podstawowe, do 200 mV międzyszczytowo, oraz „igłowe”, sięgające 1,6 V. Różnica polega na tym, że te drugie znacznie łatwiej stłumić, montując dławik na wyjściu. Najprawdopodobniej są spowodowane przełączaniem diod przetwornicy. Być może pomogłoby zastosowanie układów snubberowych albo szybszych diod po stronie „gorącej”.


Pomiar tętnień o częstotliwości 100 Hz przeprowadzono w czterech trybach: bez obciążenia oraz przy 6, 12 i 18 A. Przy maksymalnej mocy dobrze widać „garby” wynikające z niewystarczającej pojemności kondensatora wejściowego.
Skala pionowa wynosi tu 500 mV/działkę, a nie 200, jak wyżej.


Końcowe wnioski będą bardzo podobne do tych, które przedstawiłem na końcu poprzedniej recenzji, choć są też pewne różnice.
Zasilacze mają mniej więcej taką samą jakość wykonania, a mówiąc dokładniej — równie kiepską. Nie ma żadnych filtrów; jedynym elementem ograniczającym zakłócenia jest kondensator Y między uzwojeniami.
Poza tym zasilacz nie był w stanie dostarczyć mocy deklarowanej przez producenta — maksimum wyniosło około 90% podanej wartości.

Mimo wszystko są też pozytywne różnice. Na przykład tutaj obudowa jest jednak połączona z uziemieniem, więc jest szansa na mniejsze zakłócenia. Bardziej podoba mi się też sama topologia układu, choć niestety częściowo zepsuto ją przez oszczędności na komponentach. Tętnienia na wyjściu są mniejsze, a mówiąc dokładniej, z takimi tętnieniami znacznie łatwiej sobie poradzić.

Dużą wadą jest połączenie aktywnego chłodzenia z brakiem zabezpieczenia przed przegrzaniem, dlatego zasilacza nie można zostawiać bez nadzoru.

To już wszystko. Mam nadzieję, że recenzja była przydatna.