460 W w małej obudowie? Żaden problem — kompaktowy zasilacz HP 12 V

Niedawno zacząłem publikować recenzje zasilaczy ze sklepu Banggood i napisałem wtedy, że pojawi się kilka recenzji, w których zasilacze będą przedstawiane w kolejności rosnącej mocy. Dziś mam dla was czwartą i ostatnią recenzję z tej serii, w której opowiem o markowym zasilaczu dużej mocy.


Ten zasilacz jest przeznaczony do współpracy z ładowarkami ISDT Q6 SKYRC B6 NANO — przynajmniej tak napisano na stronie produktu. Dla mnie to jednak po prostu zasilacz i nic więcej.

Opakowanie jest bardzo proste: kawałek folii bąbelkowej i naklejka z numerem katalogowym. Na stronie produktu zasilacz pokazano razem z przewodem zasilającym, ale nie ma go w zestawie. Jeśli miałby być zakończony taką wtyczką jak na zdjęciu, to nawet dobrze — mniej gratów w domu.


Jak już się domyśliliście, nie jest to jakiś uniwersalny zasilacz, lecz urządzenie o konkretnym pierwotnym przeznaczeniu, później przerobione na zasilacz do ładowarek. W rzeczywistości jest to zasilacz serwerowy, na co wskazują zarówno konstrukcja, jak i format.


Na górze znajduje się naklejka z parametrami i nazwą modelu — DPS-460EB A.
Deklarowane parametry:
Napięcie wejściowe — 100-240 V
Napięcie wyjściowe — 12 V główne i 12 V pomocnicze
Prąd wyjściowy — 38,3 A dla wyjścia głównego i 2,5 A dla pomocniczego.
Maksymalna moc wyjściowa — 460 W.

Od spodu goły metal.


Zasilacz waży nieco mniej niż kilogram.


Wymiary bez wystających elementów to 195х85х38 mm, a z nimi długość wzrasta do 240 mm.


Na jednym końcu znajduje się gniazdo do podłączenia przewodu zasilającego, a także wentylator, uchwyt, zatrzask i dioda sygnalizująca włączenie.
Zatrzask służy do mocowania zasilacza w szafie rack. Konstrukcja jest pomyślana tak, że po podłączeniu przewodu zasilającego nie da się wyjąć zasilacza.
Z drugiej strony są wyjściowe pola stykowe i złącze XT60U-F. Właśnie to złącze i zworka stanowią całą przeróbkę na zasilacz do SKYRC. Przewody mają duży przekrój, ale izolacja jednego z nich jest uszkodzona. Przymknę na to oko tylko dlatego, że to przewód ujemny, a zwarcie go z obudową jest bezpieczne.


I oczywiście, jak tu nie rozebrać tak interesującego zasilacza.
Odkręcamy cztery śruby (jedna jest pod plombą) i podnosimy pokrywę, która jest zamocowana na prowizorycznych zawiasach w postaci rowków w obudowie.


Widok ogólny z nieco bliższej perspektywy. Układ jest dość ciasny — w zasilaczach do laptopów wszystko jest jeszcze bardziej kompaktowe, ale tutaj zastosowano aktywne chłodzenie, więc powietrze musi mieć zapewniony swobodny przepływ.


Na wejściu znajduje się porządny filtr sieciowy złożony z trzech dławików, dwóch kondensatorów X i kilku kondensatorów Y. Oczywiście jest też bezpiecznik i warystor.


Sądząc po obecności przekaźnika i mocnego rezystora, a także braku typowego termistora, zastosowano tu układ stopniowego ładowania kondensatora: wejście jest podłączane przez rezystor, a po naładowaniu kondensatora rezystor zostaje zwarty za pomocą przekaźnika.


Jeden z dławików filtra oraz radiator mostka prostowniczego.


Kondensator wejściowy 330 µF 450 V, po prawej prawdopodobnie radiator z tranzystorami przetwornicy (20N65), a jeszcze dalej dławik korektora współczynnika mocy i jego stopień mocy.


Całym tym układem steruje osobny moduł z mnóstwem układów scalonych.


Oprócz części analogowej jest też cyfrowa — po lewej widać nawet układ EEPROM. Niestety nie da się wykorzystać wszystkich funkcji tego zasilacza, ponieważ ma sterowanie cyfrowe i najprawdopodobniej może przekazywać informacje o swoich trybach pracy.
Widać tu również pięć potencjometrów montażowych, a w osłonie znajdują się specjalne otwory umożliwiające dostęp do nich. W internecie natknąłem się na informacje o przeróbce podobnego zasilacza na napięcie 13,5 V, na przykład do zasilania radiotelefonów.
Jeszcze jeden potencjometr montażowy znajduje się przy wyjściowych polach stykowych, ale z tego, co zrozumiałem, potencjometr regulacji napięcia wyjściowego jest właśnie na module sterującym.


Transformator wyjściowy ma dość nietypową konstrukcję — wygląda na to, że uzwojenie wyjściowe wykonano z szyny.


Prostownik wyjściowy. Ponownie tylko przypuszczam (bo nie udało mi się tego ustalić), że zastosowano tu prostowanie synchroniczne. Tranzystory zamontowano na miedzianych płytkach.


Wygląda na to, że jest to transformator zasilania pomocniczego — przynajmniej jego podłączenie w układzie bardzo na to wskazuje. Tym bardziej że obok, po stronie wysokiego napięcia, znajduje się tranzystor K3532.


A tutaj zaskoczyły mnie dwie rzeczy:
1. Łączna pojemność kondensatorów wyjściowych wynosi zaledwie 5900 µF: 2200+2200+1500, napięcie 16 V.
2. Termistor zabezpieczający przed przegrzaniem umieszczono nie przy nagrzewających się elementach, lecz w miejscu, do którego napływa chłodne (względnie) powietrze. Zakładam, że to nie jedyny termistor, ale drugiego nie udało mi się znaleźć.


Zgodnie z logiką powinienem teraz pokazać przerysowany schemat, ale go nie rysowałem i było ku temu kilka powodów.
1. To trudne.
2. To kosztowne, bo czas poświęcony na inżynierię wsteczną jest wart swoich pieniędzy, a potrzeba go dużo.
3. Nie ma to większego sensu, bo przy takiej cenie łatwiej wymienić zasilacz na inny, niż go naprawiać.

Dodatkowo zdjąłem ochronną taśmę materiałową z pól wyjściowych i zdrapałem termogluty. Nic niezwykłego, poza tym, że przewody wyjściowe są przylutowane tylko z jednej strony płytki. Po drugiej stronie znajdują się takie same pola, więc dla pewności lepiej pobierać prąd z obu stron.


Ślady lutowania po drugiej stronie są już moje — podłączałem multimetr.


Pierwsze uruchomienie: nic nie wybuchło ani nie zaiskrzyło. Napięcie wyjściowe bez obciążenia wynosi 12,3 V, pobór mocy około 7 W. Wentylator najpierw nieco zwiększył obroty, ale szybko przeszedł w „cichy” tryb, w którym praktycznie go nie słychać.


Na początek sprawdźmy takie parametry jak:
1. Zdolność do pracy pod obciążeniem
2. Zależność napięcia wyjściowego od obciążenia
3. Sprawność
4. Współczynnik mocy

Do tych testów użyłem dwóch obciążeń elektronicznych, cęgów prądowych, multimetru i watomierza.


Sprawdzałem wszystkie parametry przy obciążeniu będącym wielokrotnością 3,8 A, aż do 38 A, a następnie wykonałem testy przy prądzie 38,3 A (zgodnie ze specyfikacją) i 40 A. Zasilacz spisywał się świetnie w każdym trybie.
Poniżej cztery testy przy prądach 3,8, 19, 38,3 i 40 A.



Zasilacz bez problemu utrzymywał pełne obciążenie, a nawet nieco większe. Problemy zaczęły się raczej po mojej stronie: ponieważ moc nie rozkładała się po równo między obciążenia, jedno z nich zaczynało się przegrzewać.


Po pewnym czasie wentylator ruszył na pełnych obrotach, a pobór mocy bez obciążenia natychmiast wzrósł z 7 W do 10 W. Usłyszałem też, jak hałasuje... Teraz modne są różne bajery w rodzaju Silent czy Super Silent. Otóż zapomnijcie o tym — tutaj hałas jest konkretny, wentylator bez trudu konkurował z czterema wentylatorami w moich dwóch obciążeniach.

Maksymalna moc pobierana z sieci wyniosła prawie 540 W. Przez przypadek ustawiłem prąd nieco powyżej 40 A, a napięcie wejściowe podczas testów wynosiło 227–228 V. Dobrze byłoby oczywiście sprawdzić zasilacz także przy niskim napięciu, ale chwilowo nie mam takiej możliwości.
Prąd wejściowy i współczynnik mocy: bez obciążenia, przy obciążeniu 50% i 100%.


To samo w liczbach i na wykresie. Pokazano 11 punktów pomiarowych dla obciążenia od 10 do 110%.
Maksymalna sprawność występuje przy obciążeniu 60% i wynosi 92%. Trzeba jednak pamiętać, że prąd mierzyłem cęgami prądowymi, które z założenia nie zapewniają wysokiej dokładności pomiaru.


Współczynnik mocy w tym samym zakresie: widać, że już przy obciążeniu 10% wynosi 0,88, potem rośnie do 0,96 i utrzymuje się mniej więcej na tym poziomie. Maksymalnie osiąga 0,98 przy obciążeniu 110%.


Najtrudniejsze w teście pomiaru tętnień okazało się... zmieszczenie wszystkiego na stole. Ostatecznie i tak później przestawiłem oscyloskop na prawo od zasilacza.


Kiedyś pisałem, że potrafię znaleźć problemy nawet w markowym zasilaczu. Moim zdaniem tętnienia są tutaj dość duże.
Przebiegi oscyloskopowe w trybach: bez obciążenia, 33%, 66% i 105%. Widać, że amplituda tętnień niewiele zależy od obciążenia i utrzymuje się w zakresie 500–600 mV p-p.


Tętnienia o częstotliwości 100 Hz nie są już tak duże, co częściowo jest zasługą aktywnego korektora współczynnika mocy.


Podejrzewam, że tętnienia mogą wynikać z pogorszenia stanu kondensatorów wyjściowych, ale ponieważ bez ich wylutowania trudno się do nich dostać, a nie mam teraz w domu nic odpowiedniego na wymianę, postanowiłem po prostu podłączyć równolegle do wyjściowych pól lutowniczych inny kondensator: Panasonic 820 µF 35 V. Obraz zmienił się diametralnie.
Pomiar ESR przez podłączenie miernika bezpośrednio do wyjścia zasilacza pokazał jakieś absurdalne 5 Ω, co w tym przypadku wydaje mi się bardzo mało prawdopodobne, ale na wszelki wypadek i tak zalecałbym ich wymianę.

Prąd obciążenia 10 A (25%), oscyloskop ustawiony na 50 mV na działkę; po lewej bez dodatkowego kondensatora.


Oczywiście przeprowadziłem też test pod obciążeniem. Użyłem tych samych przyrządów oraz kamery termowizyjnej.


Test przeprowadzono w trzech etapach, przy prądach obciążenia 13, 26 i 39 A, czyli nieco powyżej deklarowanych 38,3 A. Każdy etap trwał 20 minut, a cały test 1 godzinę.


Temperaturę mogłem kontrolować tylko kamerą termowizyjną. Główny pomiar dotyczył temperatury powietrza wylotowego; dodatkowo kontrolowałem obszar w pobliżu transformatora mocy i prostownika wyjściowego, przyklejając w tym miejscu kawałek taśmy izolacyjnej.
1. Początek testu, temperatura powietrza na wylocie 35,8 stopnia.
2. 20 minut przy obciążeniu około 160 W, temperatura 38,5 stopnia. Chyba zasilacz nawet nie zauważył, że ktoś próbuje go rozgrzać.
3. 20 minut przy obciążeniu 315 W, temperatura 33,4 stopnia. Dość nieoczekiwane...


Spadek temperatury łatwo wyjaśnić. Poniżej dwa zdjęcia termowizyjne wykonane 10 minut po rozpoczęciu testu przy maksymalnym obciążeniu. Wentylator pracuje na niskich obrotach, temperatura powietrza wynosi około 41–42 stopnie.
Po kilku minutach włączył się wentylator, a pod koniec testu (po 8 minutach) temperatura powietrza wynosiła 35,3 stopnia, i to przy obciążeniu 470 W!

Na tym etapie zrozumiałem, że przeprowadzanie podobnych testów z tym zasilaczem po prostu nie ma sensu. Możliwości jego układu chłodzenia przewyższają ilość wydzielanego przez niego ciepła, dlatego wentylator może włączyć się przy 50% obciążenia, a przy 100% stać w miejscu. Zasada działania jest taka: gdy się nagrzeje, chłodzenie włącza się na pełną moc, po około 10 minutach przechodzi w cichy tryb.


Ogólny widok stanowiska po godzinie pracy i temperatura złącza mocy. W rzeczywistości temperatura złącza również zależała od pracy wentylatora i wahała się w granicach 55–60 stopni przy prądzie 39 A. Moim zdaniem to dość dużo, ponieważ to złącze (jeśli się nie mylę) jest przystosowane do prądu do 65 A.


Napięcie wyjściowe praktycznie nie zależy od temperatury: po lewej zimny zasilacz, po prawej po zakończeniu testu przy prądzie 39 A.


Porównawcze zdjęcie dwóch zasilaczy o podobnej konstrukcji. Mają niemal taki sam prąd wyjściowy: 40,6 A w jednym i 38,3 A w drugim, ale różne napięcia wyjściowe, a co za tym idzie, różną moc: 48/2000 i 12/460.


Uzupełnienie.
Mój stały czytelnik DENS17 kupił podobny zasilacz na AliExpress — link — i uprzejmie udostępnił zdjęcia jego wnętrza, za co bardzo mu dziękuję.
Analiza wizualna wykazała, że zasilacz również jest dobrej jakości. Różni się wprawdzie od modelu pokazanego w recenzji, ale poziom wykonania jest równie wysoki, więc można go śmiało polecić. Dodatkowe informacje znajdują się w komentarzu pod recenzją.



Więcej zdjęć w rozwijanej sekcji


No i co tu powiedzieć...
Zasilacz jest bez wątpienia interesujący, mocny, kompaktowy, ma popularne napięcie wyjściowe, jest markowy i solidnie wykonany. Trzeba jednak pamiętać, że to zasilacz używany. Szczerze mówiąc, spodziewałem się w środku zobaczyć mnóstwo kurzu, a może nawet tanią chińską płytkę. Ale sami widzieliście: wszystko jest czyste, schludne i bardzo solidnie wykonane, choć zasilacz ma 9 lat (data na naklejce wewnątrz to 1031, najpewniej 31. tydzień 2010 roku).

Oczywiście nie obyło się bez wad. Pierwszą są tętnienia. Przy stosunkowo mało wymagającym obciążeniu nie mają znaczenia (podobnie zresztą jak w serwerach, gdzie na płytach znajdują się osobne przetwornice), ale w niektórych sytuacjach mogą narobić kłopotów, warto więc mieć to na uwadze. Eksperyment z dodaniem kondensatora na wyjściu pokazał, że znacznie obniża on poziom tętnień; informacje dodałem do odpowiedniej części recenzji. Ponadto zakłócenia są częściowo tłumione przez filtr RC utworzony przez przewód zasilacza i pojemność kondensatorów wejściowych obciążenia.

No i hałas. Tak, przyjaciele, nazwę go wielką literą — Hałas. Nie, nawet nie tak — HAŁAS :) Naprawdę głośno pracuje, ale głównie przy mocy powyżej 200 W i tylko od czasu do czasu. Sytuację chyba poprawia to, że hałasuje mniej więcej tak: 10 minut ciszy, 10 minut hałasowania, zamiast bez przerwy włączać i wyłączać wentylator, jak robią to laptopy. Winne są niewielkie rozmiary i specyfika zastosowania, w którym aktywne chłodzenie jest właściwie standardem.


To już wszystko z mojej strony. Mam nadzieję, że było przydatne. Z poważaniem, wasz kirich.