Obciążenie elektroniczne Atorch DL24M, zestaw 600 W

Zacznę od krótkiego ogłoszenia: żeby być na bieżąco z nowymi wpisami na blogu, polecam obserwować mój Instagram. Będę tam publikować powiadomienia o nowych wpisach, a może też pisać po prostu o czymś ciekawym — link do konta

Niedawno publikowałem informacje o stosunkowo nowym modelu obciążenia elektronicznego DL24M, będącym rozwinięciem wersji DL24, którą recenzowałem mniej więcej rok temu.
Gdy publikowałem informacje o DL24M, na AliExpress trwała akurat wyprzedaż, więc kupiłem sobie to obciążenie i właśnie o nim chcę dziś opowiedzieć.


Na początek kilka linków: do zapowiedzi wersji DL24M oraz do recenzji DL24. Mogą się przydać, zwłaszcza że pod drugim linkiem znajduje się opis modułu mocy do samodzielnego wykonania. Poza tym pominę niektóre kwestie opisane w recenzji, ponieważ DL24M częściowo powiela rozwiązania swojej poprzedniczki.

Najważniejsze parametry DL24M, zależnie od konfiguracji:
Napięcie wejściowe — do 200 V
Prąd obciążenia — 25, 30, 35, 40 A
Moc — 150, 300, 450, 600 W
Tryby pracy — CC, CV, CP, CR
Podłączenie — czteroprzewodowe.
Zasilanie — 12 V
Komunikacja — Bluetooth

Urządzenie zapakowano w dość duże, sześcienne pudełko. Nic się w nim nie obijało, a przesyłka dotarła w całości.


Główny moduł obciążenia. W zestawie znalazły się też zasilacz, instrukcja podłączenia czteroprzewodowego i woreczek z różnymi drobiazgami.


W woreczku były:
1. Czujnik temperatury
2. Przejściówka do zasilacza
3. Przejściówka do podłączenia za pomocą złączy USB
4. Para przewodów zasilających z krokodylkami
5. Zestaw elementów montażowych

Zasilacz taki sam jak poprzednio — bardzo budżetowy.


Na stronie produktu dostępne są cztery warianty zestawu:
1. Główny moduł z radiatorem i panelem sterowania
2. Z jednym, dwoma lub trzema modułami mocy.

Główny moduł może pracować samodzielnie: maksymalny prąd wynosi 25 A, a moc do 150 W.
Moduły mocy działają tylko w zestawie z głównym modułem i zwiększają łączny prąd o 5 A oraz moc o 150 W każdy.


Pierwsza istotna różnica w porównaniu z poprzednim modelem to zewnętrzny moduł wyświetlacza i sterowania. To naprawdę wygodne rozwiązanie. Jedyny minus: moduł nie jest mocowany zatrzaskami w obudowie przyszłego urządzenia, tylko przykleja się go dwustronną taśmą.
Wymiary zewnętrzne: 85х62х16 mm, wymiary otworu montażowego — 75х52.5
Połówki obudowy są połączone kołkami, bez zatrzasków i wkrętów. W środku znajdują się oczywiście płytka sterująca i wyświetlacz.


Całością steruje nieznany mi mikrokontroler HC32L170. Obok niego znajduje się układ Bluetooth. Tak uproszczonego rozwiązania jeszcze nie widziałem — zwykle jest to „wielonóżka”, a tutaj mamy zaledwie SO-8.
Z tyłu nie ma żadnych elementów, za to dobrze widać jakieś pola kontaktowe. Z tego, co udało mi się ustalić, te u góry po lewej służą najpewniej do programowania. Z tymi niżej i bardziej na lewo nie doszedłem do ładu, ale po prawej...

Po prawej jest druga ważna różnica: teraz można podłączyć enkoder, hurra!!! Jest tam 5 styków, od lewej do prawej:
On/Off
M
enkoder
enkoder
GND.

Na próbę podłączyłem enkoder i mogę powiedzieć jednoznacznie, że sterowanie jest o rząd wielkości wygodniejsze. Poza tym przycisk M najlepiej podłączyć do przycisku enkodera, a włączanie i wyłączanie obsłużyć osobnym przyciskiem. Ogólnie polecam wlutować tam pięciostykowe gniazdo, podłączyć enkoder i zapewnić sobie normalne sterowanie.


Przejdźmy do głównego modułu. Konstrukcyjnie jest wyraźnie bardziej kompaktowy od poprzednika, głównie dlatego, że nie ma już wbudowanego wyświetlacza.
Wymiary: 110х118х70 mm.


Z przodu znajdują się:
1. Czterostykowa listwa zaciskowa do podłączenia testowanego urządzenia lub przejściówki. Uwaga: plus jest po lewej.
2. Złącze zewnętrznego czujnika temperatury
3. Miejsca na dwa złącza: zasilania i wyłącznika; styki są połączone szeregowo.
4. Złącze wentylatora — trzy styki, ale sygnał z tachometru nie jest wykorzystywany
5. Ośmiostykowe złącze do podłączenia zewnętrznego modułu.
6. Gniazdo 5.5х2.1 do podłączenia zasilacza.

Wentylator jest sterowany automatycznie. Przy uruchomieniu włącza się na krótko, a podczas pracy pod obciążeniem działa przy mocy powyżej 10 W, niezależnie od liczby modułów, a także wtedy, gdy temperatura przekracza 40–45 stopni. Hałasuje umiarkowanie, choć czasami jego praca bywa nierówna. Regulacji obrotów nie ma.


Na trzech z czterech boków umieszczono pola do podłączenia modułów mocy, przy czym rozmieszczenie styków jest lustrzane. Podczas podłączania uważajcie, żeby pasowały do odpowiednich pól modułu mocy. Dla ułatwienia producent wyciął też różne nacięcia na płytkach.


Na dole znajduje się ramka do mocowania radiatora, a także objaśnienie przeznaczenia złączy na płytce i inne dodatkowe informacje — niestety po chińsku.


Trzecia ważna różnica: producent wyraźnie zmienił układ. Teraz są tu 2 przetworniki ADC HLW8110, każdy z dwoma kanałami: jeden do pomiaru prądu, drugi do pomiaru napięcia. Stosuje się je w licznikach energii elektrycznej.


Jak się jednak okazało, namieszali tu dosłownie „od serca”. Pełny opis przetwornika ADC znajdziecie pod powyższym linkiem, ja opowiem krótko.
Każdy przetwornik HLW8110 ma dwa wejścia, ale jedno jest różnicowe, a drugie zwykłe. Do wejść różnicowych podłączono czujniki temperatury — zewnętrzny i wewnętrzny — a do zwykłych pomiar napięcia i prądu samego obciążenia.
Ponadto każdy przetwornik ma piny TX i RX, odpowiednio do odbierania i wysyłania danych. Obok na płytce znajduje się też para transoptorów.
Z tego, co zrozumiałem, cyfrowe wejścia/wyjścia przetworników są logicznie połączone równolegle, ale w pierwszym (do pomiaru prądu) są podłączone bezpośrednio do kontrolera, a w drugim (do pomiaru napięcia) są od niego odizolowane transoptorami.
Masy GND obu przetworników są przy tym połączone bezpośrednio, a na wejściu zasilania przetwornika mierzącego prąd znajduje się rezystor o wartości około 260 Ω.


1. Napięcie jest mierzone bezpośrednio z dzielnika, natomiast do pomiaru prądu dodano wzmacniacz operacyjny, widoczny po prawej stronie, z oznaczeniem 333. Nie udało mi się ustalić, co to dokładnie za wzmacniacz. Prąd jest mierzony na boczniku o rezystancji 1 mΩ. Niby wszystko w porządku, ale moim zdaniem jest on trochę za mały dla deklarowanego prądu 40 A — nie tyle ze względu na moc, ile na przekrój warstwy rezystancyjnej i niewielką powierzchnię styków. Jest zresztą mniej więcej dwa razy grubszy od pozostałych.
2. Za to układ równoważenia prądu między tranzystorami mocy wykonano poprawnie: osobny wzmacniacz operacyjny dla każdego tranzystora. Prąd jest mierzony na rezystorach 10 mΩ połączonych szeregowo, czyli w obwodzie każdego tranzystora rezystancja wynosi 20 mΩ.
Jest jednak niewielka różnica w przypadku głównego tranzystora: tu również zastosowano 20 mΩ, ale uzyskano je z ośmiu rezystorów po 10 mΩ. Wynika to z tego, że główny model jest przystosowany do prądu do 25 A, jeśli pracuje sam. Po dodaniu modułów prąd będzie dzielony między nie.
Bardziej po lewej widać zworkę, która przełącza rezystory dzielnika w obwodach wejściowych tych wzmacniaczy operacyjnych. Napięcie z wyjścia kontrolera trafia na wejście wzmacniacza przez rezystor około 10 kΩ. Zworka 300 W dołącza do niego rezystor 10 kΩ do masy, tworząc dzielnik 2:1. Zworka 450 W dołącza rezystor 4,7 kΩ, a zworka 600 W — rezystor 2,7 kΩ.

Na zdjęciu widać też mały bezpiecznik, ale znajduje się on na szynie masy, dość daleko od wejścia. Wygląda na to, że zabezpiecza obwody pomiarowe, ale — jak to mówią — nie jest to pewne.


Oczywiście postanowiłem sprawdzić, jaki tranzystor znajduje się pod radiatorem. Pasty termoprzewodzącej zdecydowanie nie żałowali :)
Podstawa radiatora pasuje dosłownie na styk.


1. Zastosowano tranzystor IRFP250M, co jest dość skromnym wyborem, bo takie tranzystory rozpraszają normalnie do 50 W, a maksymalnie do 75 W — jak na przykład w obciążeniach ZKEtech. 150 W to już bardzo optymistyczne założenie. Po lewej stronie widać ochronny zespół diodowy STPS41H100CG na prąd 40 A i napięcie 100 V, włączony szeregowo w obwód mocy na wejściu. Zespół nie ma tu żadnego zapasu prądowego, a napięcie 100 V to za mało, by chronić układ przy deklarowanych 200 V.
2. Przypadkiem odkryłem, że pasta termoprzewodząca pod tranzystorem nie znalazła się tam bez powodu — ukrywa się pod nią termistor. O mało go nie podważyłem.
3, 4. Z ciekawości zmierzyłem rezystancję otwartego kanału (przy napięciu 12 V na bramce) i pojemność bramki. Pomiar nie jest całkiem poprawny, ale daje ogólne pojęcie: 33 mΩ i 5,5 nF.


Złożyłem wszystko z powrotem i próbuję włączyć.
Ku mojemu zdziwieniu wszystko uruchomiło się normalnie, wyświetlacz się zaświecił i można zobaczyć, co właściwie mamy.


W zasadzie wszystko wygląda tu prawie tak samo jak w DL24, ale wprowadzono kilka zmian:
1. Zwiększono liczbę cyfr przy nastawie prądu — teraz można go ustawiać z krokiem 1 mA.
2. Pomiar prądu i napięcia ma teraz rozdzielczość 0,01 V i 0,01 A. Dlaczego w takim razie prąd można ustawiać z krokiem 0,001 A, pozostało dla mnie zagadką. Do tego skala sięga 9999 V i 9999 A, mimo że deklarowane wartości to 200 i 40.
3. To samo dotyczy mocy: zakres jest większy, a rozdzielczość mniejsza.
4. W miejscu pomiaru rezystancji wewnętrznej wyświetlana jest teraz temperatura tranzystora mocy, a wyżej temperatura wewnątrz obudowy modułu sterującego.

Najłatwiej porównać różnicę na wyświetlaczu: po lewej jest tak, jak było, po prawej — jak jest teraz. Bieżące wskazania były już takie „prosto z pudełka”, być może urządzenie coś naliczyło podczas kalibracji.
Przy okazji, na przednim panelu jest dioda sygnalizująca połączenie przez BT, ale słabo ją widać. Lepiej widoczny jest symbol BT wyświetlany na ekranie. Na płycie głównej jest też dioda sygnalizująca zasilanie, ale świeci naprawdę ledwo, ledwo.


Niestety ekran nadal jest ciemny, a folia ochronna dodatkowo pogarsza czytelność. Z góry przepraszam więc za słabą jakość zdjęć — wyciągałem z nich, co się dało.

Podstawowe funkcje się nie zmieniły: obciążenie może pracować w trybach CC, CV, CP i CR. Dodano jednak dwa nowe tryby, a dokładniej jeden nowy, a drugi poprawiono i przeniesiono do osobnego okna. Oba wybiera się przyciskiem M, a następnie przyciskiem +/-
BRT — test rezystancji wewnętrznej akumulatora. Dostępne są dwa tryby: dla małego i dużego akumulatora. W tym trybie sterownik stopniowo zwiększa prąd obciążenia i jednocześnie mierzy rezystancję przy różnych wartościach prądu.
PT — test zasilaczy. Stopniowo zwiększa prąd obciążenia, jednocześnie mierząc napięcie wyjściowe. Przydatna funkcja — pisałem, że brakowało mi jej w poprzedniej wersji. Ale działa tak powoli... To raczej test wytrzymałości zasilacza niż jego możliwości obciążeniowych. Oczywiście, to też przydatne, ale przydałaby się choć jakaś regulacja szybkości.



1. Menu ustawień głównych, do którego można wejść, przytrzymując przycisk włączania/wyłączania. Usunięto kalibrację prądu/napięcia, dodano wybór minimalnej rozdzielczości pomiaru prądu: 10 lub 1 mA. Pokażę to później.
2. Jeśli przed włączeniem zasilania przytrzymamy przycisk M, przejdziemy do menu konfiguracji podłączanych modułów mocy. Przy dwóch modułach wybieramy więc 300 W itd. Aby przełączyć ustawienie, wystarczy nadal przytrzymywać przycisk M po włączeniu zasilania i puścić go, gdy podświetli się odpowiedni wiersz.
3, 4. Do tego trybu trafiłem przypadkiem, a potem długo i mozolnie próbowałem rozgryźć, jak do niego wejść. O ile dobrze rozumiem, jest to tryb kalibracji, ale nie do końca wiadomo, jak z niego korzystać. Udawało mi się do niego wejść po przejściu do menu przyciskiem M i kolejnym naciskaniu przycisków -, M, + albo włącz, -, M, +.
Najpierw podświetlony jest górny wiersz. Po podaniu zasilania podświetla się wiersz poniżej, a parametry się zmieniają. Naciśnięcie dowolnego przycisku wyświetla na ekranie OK — jak rozumiem, oznacza to zapisanie ustawień. Wyjść można tylko przez wyłączenie zasilania. Próbowałem zmieniać napięcie kalibracji (wygląda na to, że trzeba podać 0,5 V), ale nic się nie zmieniało.


Na początek zasiliłem jeden moduł główny i ustawiłem obciążenie 100 W — wszystko działało prawidłowo. Spróbowałem zwiększyć moc do 150 W, również bez problemu, ale wystarczyło nieco bardziej zmienić prąd lub napięcie, a obciążenie natychmiast informowało o przekroczeniu mocy. Zabezpieczenie to dobra rzecz, ale tutaj jest bardzo czułe i zadziała przy najmniejszym przekroczeniu.
Zmniejszyłem moc do 140 W i przez chwilę testowałem urządzenie. Już na tym etapie zauważyłem, że temperatura rośnie bardzo szybko. Nawet po krótkim czasie osiągnęła 83 stopnie i nadal rosła, mimo że w pokoju wcale nie było gorąco.


To test minimalnego napięcia wejściowego, przy którym obciążenie nadal stabilizuje prąd. Przy prądzie 15 A okazało się, że przy napięciu 1,58–1,65 V (zależnie od temperatury) prąd jest jeszcze stabilizowany, ale po dalszym obniżeniu napięcia zaczyna spadać.
Oczywiście przy większym prądzie ten próg będzie jeszcze wyższy, a dodanie modułów mocy zasadniczo nie zmieni sytuacji, bo wzrośnie spadek napięcia na diodzie wejściowej i boczniku pomiarowym.


Kolejne testy — dużo zdjęć, ale tak naprawdę nie trzeba ich oglądać, łatwiej po prostu przeczytać wnioski.

Ustawianie prądu w zakresie od 1 mA do 5 A, z szeregiem 1, 2, 5.
Przy małych prądach praca jest niestabilna. Urządzenie osiąga stabilny tryb pracy przy około 10 mA i więcej. Dokładność jest całkiem przyzwoita, a przy prądach 100 mA i większych nawet dobra.


Przy 10 A również nie ma problemów. Można by zmierzyć więcej, ale to tylko skomplikowałoby sprawę. Moim zdaniem obciążenie działa prawidłowo.
Przy małych prądach występuje natomiast nie tylko duży błąd ustawienia, ale też spore wahania. Na przykład przy ustawieniu 1 mA prąd może wynosić zaledwie 0,02 mA, a przy 5 mA spaść do 3 mA.


Tak to wygląda przy prądach 5, 50, 100 i 500 mA. Wygląda na to, że prąd zmienia się o około +/-3–4 mA, tylko przy małych wartościach widać to wyraźniej.



W menu można wybrać tryb zwiększonej dokładności. Wtedy rozdzielczość ustawiania prądu wynosi 0,1 mA. Nadal nie rozumiem, jaki to ma sens, skoro i tak możemy mierzyć tylko z rozdzielczością 1 mA. Moim zdaniem to jakiś przerost formy nad treścią.


Tutaj obciążenie pozwala wprawdzie ustawić małe wartości prądu, ale w miarę poprawnie działa dopiero przy prądach 5 mA i większych. Zadawany prąd: 0,1, 0,2, 0,5, 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100, 200 i 500 mA
Warto zauważyć, że „pływanie” jest wyraźnie mniejsze niż w poprzednim trybie. W ogóle uzyskanie takiej dokładności przy małych prądach i boczniku 1 mΩ wymaga naprawdę sporo wysiłku.


W trybie wysokiej rozdzielczości przy prądach 50 i 500 mA.


Nie było też problemów przy prądach do 2 A. Chciałbym powiedzieć, że wszystko działa świetnie, ale nie powiem: maksymalny prąd w tym trybie to tylko 2 A, a żeby przełączyć tryb, trzeba znowu grzebać w menu. Moim zdaniem można było zrobić dwa zakresy przełączane automatycznie.


Sprawdzenie dokładności pomiaru napięcia.
Na wejście podawałem napięcia z zakresu od 0,1 V do 61 V, ponownie według szeregu 1, 2, 5, z wyjątkiem najwyższej wartości.
Przy 0,1 V obciążenie niczego nie wyświetliło, później było już nieźle, ale przy niemal wszystkich napięciach testowych wynik był zawyżony o około 0,2 V. Jak na mnie, wynik jest całkiem niezły i mi odpowiada. Myślę, że dałoby się go poprawić, ale nie można tego skorygować sprzętowo — to programowy błąd kalibracji, trzeba się temu przyjrzeć.


Podobnie jak w przypadku poprzedniego obciążenia, tryb CV sprawia problemy. Najpewniej przez stopniowe zwiększanie prądu obciążenie „przestrzeliwuje” ustawioną wartość, zasilacz obniża napięcie i wszystko zaczyna się od nowa.


To również tryb CV, ale w różnych ustawieniach: 10 V 2 A, 20 V 2 A, 20 V 5 A. Potem przypadkowo podniosłem wartość jeszcze wyżej, chyba do 30 V, i obciążenie zadziałało zabezpieczeniem.



Jak pisałem na samym początku, obciążenie kupiłem w „maksymalnej konfiguracji”, czyli z trzema modułami mocy.
Zasada działania modułu mocy jest banalnie prosta: płytka, na niej tranzystor, a na górze radiator. Na wszystkich czterech bokach płytki znajdują się pola stykowe: para w zwykłym układzie i para w lustrzanym.
Do każdego modułu dołączono po pięć śrubek i nakrętek. Taki sam zestaw był też dołączony do modułu głównego, ale tam nie ma on sensu — uznajmy, że to po prostu zapas.


Dalej wszystko jest bardzo proste. Aby uzyskać system o mocy 600 W, trzeba:
1. Podłączyć wszystkie trzy moduły mocy, zgodnie z oznaczeniami na płytkach. Przy mniejszej liczbie modułów można ustawić je względem modułu głównego w dowolnej pozycji, ale nadal trzeba zachować prawidłowy sposób podłączenia. Pełną konfigurację można złożyć tylko tak, jak na zdjęciu.
2. Ustawić zworkę w pozycji 600 W.
3. Przed podłączeniem zasilania przytrzymać przycisk M i, nie puszczając go, wybrać 600 W 40 A.
4. Po wykonaniu tych czynności w zwykłym menu będzie dostępny tryb 600 W.


Nie pamiętam, od którego trybu zacząłem testy, ale to nieważne. Postanowiłem kontynuować przy napięciu 50 V i prądzie obciążenia 10 A.
Ustawiam na zasilaczu 50 V i ograniczenie 15 A, podłączam go do wejścia obciążenia, na obciążeniu ustawiam 10 A. Po 1–2 s słyszę bardzo krótki dźwięk „zzzz...”, na który początkowo nie zwracam uwagi, po czym próbuję zrozumieć, dlaczego przy zadanych 10 A obciążenie pobiera 15 A, a napięcie wynosi nieco ponad 2 V...

W tym przypadku można powiedzieć, że miałem szczęście, bo zasilałem obciążenie z regulowanego zasilacza, który po prostu przeszedł w tryb ograniczenia prądu. Gdybym testował akumulator, byłoby kiepsko. Przy okazji: bezpiecznik jest OBOWIĄZKOWY i nie może być byle jaki — musi wytrzymać napięcie, przy którym planujecie używać obciążenia.



Najpierw spróbowałem znaleźć „spalony” moduł za pomocą miliomomierza, ale ostatecznie po prostu odłączyłem pierwszy z brzegu moduł mocy.


I od razu trafiłem na ten, który uległ awarii, choć początkowo podejrzewałem płytkę główną. Tranzystor niemal uległ zwarciu. Tranzystory polowe należy oczywiście sprawdzać po rozładowaniu pojemności bramki. Pozostałe trzy tranzystory były sprawne.

Przyczyną było to, że tranzystory i tak pracowały w skrajnych warunkach, a ponadto wraz ze wzrostem napięcia ich praca staje się jeszcze trudniejsza. Trzeba pamiętać, że 2 V 100 A, 20 V 10 A i 200 V 1 A to wprawdzie ta sama moc, ale dla tranzystora polowego pracującego w trybie liniowym oznacza to ogromną różnicę.


Szybko wymieniam go na inny i kontynuuję testy. Przy okazji przyszło mi do głowy, żeby sprawdzić, jak rozkłada się ciepło między modułami i jak rozkłada się prąd.


Aby sprawdzić równomierność podziału prądu, mierzyłem spadek napięcia między minusem wejścia mocy obciążenia a źródłami tranzystorów. W przypadku płytki głównej pomiar wykonywałem bezpośrednio na wyprowadzeniu tranzystora, a w dodatkowych modułach — na zaciskach połączeniowych.
Otrzymane wyniki dla prądów 1, 3, 6, 12 i 18 A.

Widać wyraźną nierównomierność przy małych prądach, która później znacznie się zmniejsza. Powoduje to dodatkowy problem podczas pracy przy wysokim napięciu. Czyli Jeśli testujemy źródło o napięciu 100 V i prądzie 3–5 A, to oprócz przesunięcia obszaru bezpiecznej pracy pojawia się też nierównomierne obciążenie kanałów. W efekcie jeden z kanałów wcześniej wyjdzie poza bezpieczny obszar i zostanie jeszcze bardziej przeciążony.

Przy niskim napięciu sytuacja jest odwrotna: tranzystory mają łatwiej, a obciążenie rozkłada się równomierniej.


Temperatura płytek w różnych trybach. Cała konstrukcja leży tu wentylatorami do dołu, więc chłodzenie jest gorsze, za to można sprawdzić temperaturę tranzystorów na podstawie temperatury płytki pod nimi.
Tryby:
40 V 1 A
40 V 2 A
10 V 6 A

W ostatnim trybie musiałem zasłonić fragment, na którym znajduje się dioda zabezpieczająca — mocno „świeciła” w podczerwieni.
Nawiasem mówiąc, to właśnie przez dodatkowe elementy główna płytka pracuje pod większym obciążeniem. Nagrzewa się zarówno tranzystor, jak i dioda zabezpieczająca oraz boczniki pomiarowe. Przy prądzie 40 A na tych elementach wydzieli się ponad 30 W!

Trzeba też pamiętać, że przy użyciu tylko jednego dodatkowego modułu boczniki pomiarowe w układzie równoważącym będą mocno obciążone. Moduł główny jest przystosowany do 25 A i wykorzystuje bocznik 20 mΩ złożony z ośmiu rezystorów 10 mΩ, więc wydzieli się na nich 12,5 W, czyli około 1,5 W na każdy rezystor. Przy dwóch modułach i prądzie 30 A na każdy tranzystor przypada 15 A. Dla boczników głównego tranzystora to oczywiście dobra sytuacja, ale para używana w module dodatkowym będzie rozpraszać 4,5 W, czyli po 2,25 W na każdy rezystor. Przy trzech lub czterech modułach sytuacja jest znacznie lepsza. Najbardziej krytyczny jest właśnie wariant z jednym modułem mocy.


Nauczony gorzkim doświadczeniem postanowiłem testować już przy napięciu 40 V, stopniowo zwiększając prąd obciążenia. Przy okazji sprawdziłem dokładność ustawiania prądu za pomocą amperomierza zasilacza i muszę powiedzieć, że wszystko działa tu świetnie.
Za to na zdjęciu dobrze widać, o ile jaśniejszy i wyraźniejszy jest ekran zasilacza niż obciążenia. Bez lampy błyskowej widać go całkiem nieźle, ale wyraźnie gorzej niż ekran zasilacza.


Przy mocy około 560 W cała konstrukcja dość szybko — po mniej więcej minucie lub półtorej — przekroczyła 100 stopni i wyłączyła się z powodu przegrzania. Urządzenie nie było przy tym w obudowie, tylko leżało swobodnie na stole radiatorami do góry, a w pokoju było około 20 stopni, więc o żadnych 600 W nie ma mowy...


Zdjęcie termowizyjne tuż po wyłączeniu. Przy okazji wyszła na jaw poważna niedoróbka: gdy obciążenie wyłącza się z powodu przegrzania, wyłączają się też wentylatory. Włączają się dopiero po naciśnięciu dowolnego przycisku, które jednocześnie kasuje komunikat o przegrzaniu. Polecam zamontować wyłącznik termiczny, który nie pozwoli wyłączyć wentylatorów przy wysokiej temperaturze. Można użyć choćby takiego na 60–80 stopni.


Zauważyłem jeszcze jedną drobną rzecz. Tranzystor modułu głównego jest gorący, obciążenie wyłączone, wentylatory pracują, temperatura spada, ale po ponownym włączeniu obciążenia wskazanie temperatury na wyświetlaczu najpierw nieco spada, a dopiero potem znów zaczyna rosnąć. To nic krytycznego, po prostu obserwacja.


Ostatnio proszono mnie o pomiar tętnień w obwodzie mocy obciążenia. Wtedy jakoś o tym zapomniałem, ale tym razem postanowiłem przeprowadzić również ten test.
Tętnienia mierzyłem na boczniku pomiarowym modułu głównego, przy podłączonych modułach mocy i prądach 0,5, 1, 2, 5, 10 i 20 A. Oznacza to, że pomiar wykonano na rezystorze 20 mΩ przy prądach 0,125, 0,25, 0,5, 1,25, 2,5 i 5 A.


A także przy prądach 10 i 20 A (2,5 i 5 A na boczniku 20 mΩ), w trybie z szybszą podstawą czasu. Krótkie impulsy widoczne tutaj oraz szum na wcześniejszych zrzutach to najpewniej zakłócenia z zasilacza oscyloskopu. Jako źródła obciążanego użyłem akumulatora.


Jak było wiadomo od samego początku, obciążenie można podłączyć do komputera lub telefonu tylko przez Bluetooth, bo nie ma tu zwykłego USB. W tym przypadku okazało się to nawet wygodniejsze, a do tego dochodzi izolacja galwaniczna.
Używam Windows 10. Wszedłem w ustawienia połączenia Bluetooth i podczas wyszukiwania znalazło się urządzenie DL24M. Wybrałem je.


W Menedżerze urządzeń pojawiło się zarówno urządzenie DL24M, jak i dwa wirtualne porty COM: COM12 i COM13.


Pobrałem oprogramowanie, wybrałem COM12 i program się połączył. Aż trochę nudno — gdzie te wszystkie czary-mary?
Niestety, oprogramowanie nie grzeszy „inteligencją i pomysłowością” — nie pojawiło się w nim nic nowego. No dlaczego nie można zrobić porządnego programu, choćby takiego jak ZKEtech? Czy to naprawdę aż tak trudne? Przecież ten program jest kompletnie pusty...


Wnioski.
Moim zdaniem to obciążenie jest interesujące i ma kilka ulepszeń względem poprzedniej wersji, na przykład:
1. możliwość podłączenia trzech dodatkowych tranzystorów mocy
2. dodano test wydajności zasilaczy
3. można podłączyć enkoder
4. dostępny jest tryb zwiększonej dokładności ustawiania i pomiaru prądu, ale tylko do 2 A
5. wyświetlacz i sterownik przeniesiono do osobnego modułu
6. Pomiar temperatury tranzystora mocy jest dokładniejszy.
7. Pomiar rezystancji wewnętrznej źródła przy różnym prądzie obciążenia.

Nie obyło się jednak bez wad:
1. Tranzystory mają wyraźnie zbyt mały zapas mocy, co będzie szczególnie widoczne przy napięciach powyżej 50 V
2. 600 W można uzyskać tylko krótkotrwale, potem następuje przegrzanie
3. Bocznik pomiaru prądu pracuje na granicy swoich możliwości; dotyczy to zwłaszcza głównego bocznika i boczników pomocniczych, gdy używany jest tylko jeden moduł mocy.
4. Dioda zabezpieczająca nie ma wystarczającego zapasu prądowego
5. Przyciemniony wyświetlacz
6. Brak informacji o kalibracji obciążenia
7. Marne oprogramowanie
8. Test wydajności zasilaczy trwa zbyt długo, nie ma regulacji szybkości.
9. Znowu problemy z trybem CV
10. „Pływanie” prądu przy małych wartościach.

Ogólnie polecam zakup, ale być może trzeba będzie wprowadzić kilka poprawek:
Jeśli robić to „jak należy”, trzeba przenieść tranzystor z płytki na osobny radiator z wentylatorem. W takim przypadku należy jednak wymienić diodę (i tak lepiej ją wymienić) na mocniejszą i również ją chłodzić. Można zamontować ją na tym samym radiatorze co tranzystor, tym bardziej że jej kołnierz ma ten sam potencjał co tranzystor, więc można zamontować oba elementy na jednym radiatorze bez izolacji.
Dalej są boczniki. Najlepiej wymienić wspólny na 1 mΩ, zdecydowanie najlepiej czteroprzewodowy, taki jak kiedyś pokazywałem. Pojawia się jednak problem kalibracji: trzeba albo dobrać go „sprzętowo”, albo dowiedzieć się, jak zrobić to programowo.
Boczniki balansujące można zostawić, ale ja również wymieniłbym je na mocniejsze, bo przy dużych prądach też będą się nagrzewać.
Enkoder zdecydowanie warto dodać, znacznie ułatwia obsługę.
Złącze śrubowe należy usunąć, 40 A to dla niego za dużo; przewody wejściowe przylutować bezpośrednio.

Poza tym, jeśli kupować, to moim zdaniem bardziej opłaca się wziąć samą płytę główną, bo ma wszystko, co potrzebne do pełnej współpracy z zewnętrznymi tranzystorami. Radiator i tranzystory można wykorzystać własne. Do pracy z mocą 600 W lepiej zastosować inne tranzystory i, jak zawsze, chłodzić, chłodzić i jeszcze raz chłodzić!

Na razie to chyba wszystko. Mam nadzieję, że było przydatne.