Zasilacz 24 V 8–10 A

Mam możliwość przetestowania kolejnych zasilaczy, a dziś recenzja pierwszego z nich.
Jak zawsze w recenzji będzie oględziny, analiza, schemat, testy i wnioski.


Zasilacz zamówiłem raczej z ciekawości — nie miałem jeszcze takiego modelu. Recenzja będzie stosunkowo krótka, ale to wcale nie znaczy, że przygotowałem ją szybko. Po prostu tym razem postaram się zwięźle przedstawić informacje.

Opakowanie jest bardzo proste: woreczek strunowy owinięty arkuszem miękkiego materiału. Banggood często pakuje towary właśnie w ten sposób.


Parametry podane na stronie produktu
Wejście: AC 85-265 V
Wyjście: 24 V DC
Częstotliwość prądu przemiennego: 50/60 Hz
Prąd wyjściowy: 8-10 A
Moc wyjściowa: 192-240 W
Wymiary: 140x72,5x38 mm (zmierzone)

Zasilacz nie ma obudowy, więc z wyglądu przypomina „popularne” zasilacze. Nie zdziwiłbym się, gdyby miały tego samego projektanta lub producenta.


Płytka jest wyraźnie większa niż w „popularnym” zasilaczu. Po lewej model 300 W, po prawej „popularny”.


Ogólna jakość wykonania jest całkiem niezła i moim zdaniem taka sama lub nieco lepsza niż w pokazanych wyżej zasilaczach.



1. Podłączenie za pomocą zacisków śrubowych. Na wejściu znajduje się bezpiecznik, a także pełny filtr sieciowy z kondensatorami klasy X i Y. Brakuje tylko warystora — z jakiegoś powodu w jego miejscu wlutowano kondensator klasy Y.
2. Są dwa wejściowe kondensatory filtrujące o pojemności 82 µF każdy, ale ich rzeczywista łączna pojemność jest nieco mniejsza — 143 µF, co przy deklarowanej mocy jest niewystarczające. Na wejściu jest też termistor, o którym niedawno opublikowałem film.
3. W nazwie produktu podano 24 V 10 A, natomiast na samej płytce widnieje oznaczenie 24 V 8 A.
4. Nie nazwałbym transformatora dużym. Wymiary rdzenia wynoszą 33x30x14, co jak na zasilacz flyback nie jest zbyt wiele. Oczywiście można powiedzieć, że wymiary zależą od częstotliwości pracy, ale zasilacze tego typu zwykle pracują z częstotliwością maksymalnie 100 kHz. Ponadto uzwojenia nawinięto grubym drutem, choć przy takiej mocy dobrze byłoby już użyć licy.
5. Zastosowano kondensator międzyuzwojeniowy klasy Y o pojemności 1 nF, więc zasilacz nie będzie mocno „kopał”.
6. Są dwa zespoły diod wyjściowych MBR20200, zamontowane na dwóch radiatorach. Na pierwszy rzut oka można pomyśleć, że zasilacz ma dwa napięcia wyjściowe.


Rozmieszczenie elementów w zasilaczu jest dość luźne, ale układ sterownika PWM upakowano bardzo ciasno.


1. Zastosowano sterownik PWM NE1119J. Niestety nie udało mi się znaleźć karty katalogowej.
2. Tranzystor przetwornicy K16A60W. Nie szukałem karty katalogowej, ale sądząc po oznaczeniu, prawdopodobnie ma parametry 16 A 600 V. Obudowa jest w pełni izolowana, pasty termoprzewodzącej nie ma.
3. Na wyjściu są cztery kondensatory 1000 µF 35 V. Co ciekawe, dwa mają średnicę 10 mm, a dwa 13 mm, mimo że ich napięcie znamionowe jest takie samo. Przy zaciskach wyjściowych znajduje się czerwona dioda LED.
4. Zaciski wyjściowe są najzwyklejsze, po dwa styki na biegun. Po lewej znajduje się złącze do podłączenia wentylatora, połączone równolegle z wyjściem, bez żadnego układu regulacji.

Obecność złącza wentylatora jasno wskazuje, że zasilacz jest przeznaczony do chłodzenia aktywnego. To dość popularna praktyka: podaje się dwa zestawy parametrów, dla chłodzenia pasywnego i aktywnego. Tyle że rozmieszczenie radiatorów bardzo utrudnia zorganizowanie wymuszonego chłodzenia. Nie da się zrobić układu z przepływem powietrza przez zasilacz, a samo dmuchanie na niego jest mniej skuteczne i często niewygodne.


Płytka jest dwuwarstwowa, ale montaż elementów jest jednostronny. Między warstwami znajduje się dużo przelotek, szczególnie w obwodach mocy. Ścieżki miejscami są dość toporne, ale ogólnie poprowadzono je poprawnie.


Jest coś w rodzaju karty katalogowej, a także krótki opis z chińskiego forum, więc wrzucam go do Tłumacza Google — może się przyda.



Oczywiście schemat tego zasilacza został narysowany nie bez powodu — zawiera rozwiązania, na które wcześniej jakoś nie natrafiłem.


Do nietypowych rozwiązań należą:
Na czerwono — wejściowy kondensator Y podłączony równolegle do kondensatora X. Najpewniej wlutowano go tylko po to, żeby był. Nietypowy układ rozruchowy kontrolera PWM; jego zaletą jest to, że jest zasilany tylko wtedy, gdy obecne jest napięcie wejściowe.
Na zielono — główny obwód zasilania kontrolera PWM, złożony z dwóch diod i dwóch kondensatorów.
Na niebiesko — wygląda na to, że kontroler PWM pracuje w trybie quasi-rezonansowym; napięcie z transformatora mocy trafia bezpośrednio na jedno z wejść, przed prostownikiem.


Co mi się nie spodobało jeszcze przed testami.
Na początek okazało się, że w jeden róg płytki czymś uderzono. To nic poważnego, ale urządzenie powinno być lepiej zapakowane. Poza tym rdzeń dławika wejściowego się rusza. Nie ma to na nic wpływu, ale jednak.


Radiator tranzystora wysokonapięciowego jest połączony z ujemnym biegunem szyny zasilającej wysokiego napięcia, ale nie ma pod nim izolacji. W zasadzie nie jest to szczególnie krytyczne, ale pod radiatorem biegnie ścieżka rozruchowa kontrolera PWM oraz drugi styk bocznika pomiarowego prądu.


No i oczywiście radiator diod wyjściowych, a dokładniej sposób montażu kondensatorów. Takie rozwiązanie nie jest nowe i można je spotkać także w zasilaczach Mean Well, ale jakość zastosowanych tam kondensatorów jest jednak inna.

Jest sporo miejsc na montaż kondensatorów ceramicznych równolegle do wyjścia, ale zamontowano tylko jeden.


Testy.

Początkowo zasilacz był ustawiony na napięcie nieco wyższe niż deklarowane. Zresztą taka różnica nie ma większego znaczenia.
Za to pobór mocy bez obciążenia naprawdę mnie zaskoczył: wynosi 0,1 W lub mniej, bo czasami watomierz pokazywał nawet 0,0. Wtedy przypomniałem sobie opis z chińskiego forum —


Z ciekawości postanowiłem zmierzyć, jak długo sterownik PWM będzie działał, korzystając z energii zgromadzonej w kondensatorach wejściowych. Wyszło prawie dwie i pół minuty. Przez ten czas napięcie wyjściowe pozostaje stabilne, a potem gwałtownie zaczyna spadać, bo kondensatory wyjściowe nie są już doładowywane.


Charakterystykę obciążeniową i sprawność mierzyłem przy prądzie do 10 A. Zasilacz bez większych problemów dostarcza taki prąd, choć wyraźnie się nagrzewa.


Stabilizacja napięcia jest przeciętna. W całym zakresie do 10 A napięcie zmieniało się od 24,572 do 24,382 V, czyli różnica wyniosła 0,19 V. Większość tej zmiany przypadała na prądy obciążenia powyżej 6–7 A.
Sprawność wyniosła około 86–87%.


Próg zadziałania zabezpieczenia przeciążeniowego sprawdzałem dwa razy. Za pierwszym razem ustawiłem limit na 13 A i zdziwiłem się, że zabezpieczenie nie zadziałało. Okazało się, że do jego zadziałania zabrakło zaledwie około 150–200 mA. Po zadziałaniu zabezpieczenia wyjście zostaje całkowicie odłączone, a po kilku sekundach zasilacz uruchamia się ponownie.


Test nagrzewania planowałem przeprowadzić przy prądach obciążenia 3,3, 6,6 i 10 A, po 20 minut na każdym etapie. Jednak gdy zobaczyłem, jak mocno zasilacz nagrzewa się już przy 6,6 A, w kolejnym etapie ustawiłem 8 A i dosłownie po minucie zadziałało zabezpieczenie termiczne. Wynikają z tego następujące wnioski:
1. Zabezpieczenie termiczne jest — i dobrze.
2. Bez wymuszonego chłodzenia zasilacz nie daje rady przy prądzie większym niż 6–7 A — i to już gorzej.


Najbardziej nagrzewają się trzy elementy: tranzystor wysokonapięciowy, transformator i wyjściowe zespoły diodowe. Poniżej zdjęcia termowizyjne po zakończeniu testów przy prądach 3,3 i 6,6 A. Wyniku dla 8 A, z oczywistych powodów, nie ma.


Zdjęcia termowizyjne nie pokazują temperatury poszczególnych elementów, dlatego podczas testu mierzyłem ją także kompaktowym pirometrem. Okazało się, że najbardziej nagrzewa się tranzystor wysokonapięciowy. Transformator ma jeszcze niewielki zapas, a diodom wyjściowym daleko do przegrzania.
Mierzyłem również temperaturę kondensatorów wyjściowych. Była zaledwie o 8 stopni niższa niż temperatura zespołów diodowych. Dla markowych kondensatorów 70 stopni to jeszcze niezbyt dużo, ale chyba wiadomo, czego można się spodziewać po tych bez nazwy.


Za to stabilność napięcia w zależności od temperatury jest po prostu świetna — różnica, jeśli w ogóle występowała, wynosiła około 10 mV. Po lewej zasilacz rozgrzany, po prawej mniej więcej pół godziny po zakończeniu testów.


No i oczywiście tętnienia — cóż to za recenzja zasilacza, jeśli nie sprawdzimy, co dzieje się na jego wyjściu.
1. Bez obciążenia zasilacz przechodzi w tryb pracy z bardzo krótkimi i rzadkimi impulsami (około 1 Hz), dlatego musiałem wydłużyć podstawę czasu. Napięcie wyjściowe bez obciążenia nie wykazuje przy tym zauważalnych wahań — te same 10 mV, o których pisałem wyżej.
2, 3, 4. Prąd obciążenia 3,3, 6,6 i 10 A. Wyraźnie widać, że na wyjściu nie ma dławika filtrującego. Rozpiętość głównych tętnień wynosi około 400 mV, ale dochodzi do tego jeszcze składowa impulsowa, przez którą łączna wartość zbliża się do 650 mV.
5, 6. Prąd 5 i 10 A, ale przy wolniejszej podstawie czasu. Mimo niezbyt dużej pojemności filtra tętnienia o częstotliwości 100 Hz nie są duże, co cieszy.


Wnioski będą dość krótkie i niezbyt optymistyczne. Z jednej strony pomysł jest dobry, ale wykonanie jest jeszcze niedopracowane.
Bez aktywnego chłodzenia nie odważyłbym się długotrwale pobierać więcej niż 150–160 W. Po poprawieniu chłodzenia tranzystora wysokonapięciowego można nieco podnieść ten próg. Myślę, że wystarczyłoby nawet po prostu dodać pastę termoprzewodzącą, ale nie zmieni to znacząco sytuacji.
Moc można wyraźnie zwiększyć tylko przez dodanie aktywnego chłodzenia, ale jak już pisałem, konstrukcja zasilacza nie sprzyja jego skutecznemu zastosowaniu.

Nie nazwałbym tętnień bardzo dużymi, zwłaszcza biorąc pod uwagę napięcie wyjściowe, ale można by dodać dławik między parami kondensatorów. Tyle że zwiększyłoby to obciążenie impulsowe kondensatorów umieszczonych między radiatorami, więc znów wracamy do niedociągnięć konstrukcyjnych.

Krótko mówiąc: w oryginalnej postaci zasilacz działa, ale ma ograniczenia i wymaga zastrzeżeń. Po modyfikacjach można go już normalnie używać, ale pozostaje kwestia ceny — czy warto i czy po doliczeniu kosztów przeróbek nie wyjdzie tyle, co markowy zasilacz, na przykład Mean Well.

Na dziś to wszystko. Mam nadzieję, że recenzja była przydatna.