Mała przetwornica napięcia o mocy 15 W z izolacją galwaniczną

Kolejna przetwornica z napięcia 36–75 V na 12 V z izolacją galwaniczną. Tym razem ma stosunkowo niewielką moc, zaledwie 15 W, ale moim zdaniem i tak jest przydatna.
Oględziny, trochę informacji z karty katalogowej, testy i wnioski.


Ta recenzja jest kontynuacją serii artykułów o różnych przetwornicach napięcia przeznaczonych do zasilania z głównego zasilacza lub pakietów akumulatorów o napięciu od 36 do 75 V. To urządzenie jest dość wyspecjalizowane, ale ma swoją niszę, w której może zastąpić zwykłe przetwornice obniżające, a przy okazji lepiej chronić podłączone obciążenie, nawet w razie awarii przetwornicy.

Kupiłem ją w tym samym sklepie, nie na Taobao, co poprzednie przetwornice o mocy 50 W. Jest nieco tańsza, ale ma prawie trzykrotnie mniejszą moc.
Przesyłka od pośrednika przyszła w zwykłej kopercie. Przetwornica nie ma własnego opakowania, jest po prostu włożona w kawałek pianki polietylenowej. Jest naprawdę mała i waży zaledwie 8 g, więc podobnie jak poprzednie modele łatwo dorzucić ją do paczki, zwłaszcza jeśli pośrednik ma ograniczenia dotyczące wagi przesyłek.


Przetwornica w porównaniu z poprzednimi. W rzeczywistości nie jest dużo mniejsza.


W opisie jako producent podano Lineage power, a jako model SW001A2B91Z. Pod tym oznaczeniem znalazłem tylko taką kartę katalogową. Właściwie nie ma to znaczenia, bo chodzi o ten sam moduł.
Informacje ogólne.


Moduł jest dostępny w czterech wersjach napięcia wyjściowego: 3,3, 5, 12 i 15 V. Sprzedawca miał tylko wersję 12 V, a właśnie takiej potrzebowałem, choć 15 V też by mi odpowiadało.
Dopiero później zwróciłem uwagę na parametr „External capacitance”: 1000 µF dla wersji 3,3 i 5 V oraz 220 µF dla wersji 12 i 15 V. W moich testach obciążenie i oscyloskop były podłączone bezpośrednio do płytki, bez dodatkowych kondensatorów, co oczywiście nieco pogorszyło wyniki.


Informacje o parametrach granicznych, napięciu izolacji między wejściem a wyjściem oraz trwałości, którą określono na 8 200 000 godzin przy obciążeniu 80%, temperaturze 25°C i niewielkim przepływie powietrza.


Ile można pisać o kartach katalogowych — pora przyjrzeć się dokładniej samemu modułowi :)
Jest trochę zakurzony, kompaktowy i z zewnątrz wygląda schludnie. Po stronie wtórnej płytki znajduje się też jakiś mały transformator.


Moduł występuje w dwóch wersjach: z wyprowadzeniami oraz do montażu powierzchniowego. Jak się pewnie domyślacie, mam tę pierwszą. Ciekawe, że moduły drugiego typu są dostarczane na taśmie, tak jak zwykłe rezystory i układy scalone.


Ponadto moduły mogą opcjonalnie obsługiwać sterowanie włączaniem i regulację napięcia wyjściowego.
Podanie stanu niskiego na środkowy pin wejściowy włącza moduł; dostępna jest też wersja sterowana stanem wysokim. Napięcie na tym pinie wynosi około 9 V, a prąd zwarciowy 25–27 mA.
Napięcie wyjściowe można regulować w zakresie 90–110%, czyli w praktyce nieznacznie skorygować je w przedziale 11,8–13,2 V.


Rozmieszczenie pinów i wymiary modułu. Zawsze podobało mi się w firmowych kartach katalogowych to, że zawierają maksimum informacji.


Widok z góry


Widok od spodu. U góry widać transoptor sprzężenia zwrotnego. W gruncie rzeczy jest to miniaturowy zasilacz, tylko przystosowany do niższego napięcia wejściowego i pozbawiony mostka prostowniczego na wejściu.


Podobnie jak we wszystkich poprzednich przetwornicach, zastosowano tu transformator drukowany, czyli uzwojenia utworzono ze ścieżek na wielowarstwowej płytce. Między innymi dlatego płytka jest taka gruba.


Jak zwykle, czas na testy.
Pobór prądu przy napięciu 36 i 62 V w trybie czuwania oraz w trybie aktywnym bez obciążenia.
W trybie aktywnym pobór prądu jest dość duży, ale zauważyłem ciekawą rzecz: po 10–20 sekundach spada mniej więcej o jedną trzecią — z 30 mA do 20 mA.


Moduł uruchamia się przy 33 V. Przy 36 V zapewnia na wyjściu 1,5 A, mimo że deklarowana wartość to 1,25 A. Przy 1,6 A napięcie zaczyna spadać.


Przy napięciu wejściowym 62 V bez problemu dostarczył prąd 1,6 A. Większego obciążenia nie próbowałem. Ogólnie dokładność stabilizacji napięcia zasługuje na 5: przetwornica utrzymuje je stabilnie w całym zakresie obciążeń.


Tętnienia na wyjściu przy napięciu 36 V i w trybach: bez obciążenia, 33%, 66%, 100%.
Tryb: 50 mV/działkę, ograniczenie pasma do 20 MHz, sonda podłączona przez filtr z kondensatorami 0,1 µF i 1 µF.


To samo, ale napięcie wejściowe wynosi 62 V.


A tu krótkie wyjaśnienie, dlaczego podłączyłem sondę przez dwa kondensatory, tak jak robiłem wcześniej, zamiast po prostu do wyjścia.
Po lewej wariant z filtrem, napięcie wejściowe 62 V, obciążenie 66 i 100%, po prawej bez filtra.
Ponieważ oscyloskop jest zasilany z tej samej sieci, na jego wejście przedostaje się wszystko, co popadnie, i nakłada na użyteczny sygnał. Wciąż nie mogę się do tego przyzwyczaić, chyba będę musiał jednak zrobić mu separację galwaniczną zasilania.
Po moim małym DS203 pomiary są naprawdę niewygodne, bo i tak mamy już skomplikowany układ: zasilacz, obciążenie elektroniczne, komputer, a każde z tych urządzeń ma własny zasilacz impulsowy. Do tego dochodzi jeszcze zasilacz oscyloskopu.


Teraz kilka słów o sprawności. Poniżej kilka zdjęć: napięcie 36 i 62 V, prąd obciążenia 0,2, 0,6 i 1,25 A, a więc moc wyjściowa wynosi odpowiednio 2,4, 7,2 i 15 W. Oczywiście zasilacz nie jest przyrządem pomiarowym, ale specjalnie to sprawdziłem: różnica w ustawieniu prądu względem mojego multimetru wyniosła około 1–3 mA, więc myślę, że można ją pominąć i oprzeć się na wskazaniach watomierza zasilacza.


A teraz to samo, tylko trochę więcej i w formie tabeli.
Wynika z tego, że przy niskim napięciu wejściowym sprawność jest wyższa przy małych obciążeniach, a przy wysokim — przy obciążeniach bliskich maksymalnemu. Średnio utrzymuje się na poziomie około 90%, wyraźnie spadając tylko przy małych obciążeniach, więc w takim trybie korzystanie z niej nie jest zbyt opłacalne.


Kilka termogramów. Najpierw przez około 20 minut pracowała bez obciążenia; temperatura wzrosła wtedy do około 55 stopni. Następnie obciążyłem ją deklarowanymi 15 W i zostawiłem na kolejne 10 minut — temperatura wzrosła do 72 stopni. W obu przypadkach najgorętszym elementem był rdzeń transformatora. Napięcie wejściowe wynosiło 48 V.
Można więc powiedzieć, że da się jej używać w całym zakresie mocy, nie martwiąc się szczególnie o chłodzenie. Oczywiście jeśli zamknie się ją w małej obudowie, najpewniej się przegrzeje.


Sprzedawca oferuje na stronie wariant z obudową, choć na etykiecie podano 12 V, 2 A przy napięciu wejściowym 15–50 V. Myślę, że zdjęcie przedstawia inny model.


W środku jest jednak taka sama płytka jak w recenzowanym egzemplarzu. W każdym razie moim zdaniem sprowadzanie z Tao jeszcze obudowy, która jest znacznie większa od przetwornicy i dodatkowo zwiększa wagę, zupełnie się nie opłaca.


Zdjęcie grupowe dla porównania: są tu zarówno mocne modele, jak i recenzowany maluch.


Po testach mogę powiedzieć tylko tyle, że przetwornica mi się spodobała i już wiem, do czego ją wykorzystam: w nowym regulowanym zasilaczu, który potrzebuje galwanicznie odseparowanego napięcia 12 V o mocy około 5–7 W, zasilanego z głównego zasilacza o napięciu około 36–40 V.
Żałuję też, że kupiłem tylko jedną. Trzeba było wziąć przynajmniej trzy — niech leżą, może się przydadzą.

To już wszystko. Mam nadzieję, że informacje okazały się przydatne.