Regulowana przetwornica SEPIC XYS3580

Dotarłem wreszcie do przetwornicy XYS3580, o której już niejednokrotnie pisano. A dlaczego by o niej nie napisać? Uniwersalne wejście, moc do 80 W, choć jak się okazało, ma sporo „niuansów”, o których chcę dziś opowiedzieć.
Oględziny, testy, oscylogramy i skromna próba zastosowania.


Właściwie zamówiłem tę przetwornicę wyłącznie do recenzji, bo prosiło mnie o nią już kilku stałych czytelników. Przy okazji postanowiłem zbudować regulowany zasilacz — jeśli nie najmniejszy, to przynajmniej niewiele większy. Niestety, wszystko wyszło nieco gorzej, niż początkowo planowałem. Co więcej, dlatego recenzja będzie miała raczej porządek chronologiczny niż logiczny, więc mogą się pojawić pewne „przeskoki” między tematami. Ale przejdźmy do rzeczy.

Reklama obiecywała atrakcyjny wygląd, sterowanie cyfrowe i moc do 80 W, choć z pewnymi ograniczeniami.


W rozszerzonym opisie zamieszczono zarówno zdjęcia kilku ekranów, jak i bardziej szczegółowe parametry.
Najważniejsze z nich:
Napięcie wejściowe: 6–36 V
Napięcie wyjściowe: 0,6–36 V
Prąd wyjściowy: 0–5 A
Moc wyjściowa: 80 W
Maksymalny prąd wejściowy: 7 A
Rozdzielczość nastawy napięcia: 0,01 V
Rozdzielczość nastawy prądu: 0,001 A
Dokładność nastawy napięcia: +/-0,3% +1 cyfra
Dokładność nastawy prądu: +/-0,4% +3 cyfry




Opakowanie jest bardzo skromne: niepozorne pudełko, a w środku coś owiniętego folią bąbelkową.


Poza samą przetwornicą nie ma nic więcej, nawet instrukcji.


Format obudowy chyba stał się już standardem. W takiej samej obudowie jest teraz sporo różnych urządzeń: generatory, przetwornice, a nawet obciążenia elektroniczne. Moim zdaniem to bardzo wygodny format, gdyby nie mały ekran.


Dla ułatwienia montażu dołączono rysunek z wymiarami.


Na przednim panelu znajduje się ekran o wymiarach 27×27 mm (1,44 cala), wciskany enkoder i przycisk zasilania. W zasadzie to minimum potrzebne do obsługi; mniej można uzyskać tylko przez usunięcie osobnego przycisku, o czym pisałem w poprzedniej recenzji.


Z tyłu znajduje się płytka drukowana i listwa zaciskowa do podłączenia wejścia i wyjścia. Listwa jest tania; moim zdaniem można było zastosować lepszą. Przy podłączaniu pamiętajcie, że minus wejścia i wyjścia nie są równoważne i nie wolno ich ze sobą łączyć.



Za chłodzenie odpowiada niewielki radiator i wentylator 30×30×10 mm. Wentylator jest sterowany w zależności od obciążenia i prądu wyjściowego, co oczywiście cieszy, ale nie ma regulacji obrotów.


Ponieważ przetwornicę zrealizowano w topologii SEPIC, na płytce znajdują się dwa identyczne dławiki (tak, wiem, że SEPIC może mieć też jeden dławik), a między nimi umieszczono kondensator separujący.
Po drugiej stronie radiatora znajduje się para wzmacniaczy operacyjnych, które odpowiadają zarówno za pomiar prądu i napięcia, jak i za ich nastawę. Są tu również kondensatory wyjściowe: 470 µF i 220 µF 50 V.


Sama konstrukcja od razu mi się nie spodobała. Płytki są złożone w „kanapkę” i samo w sobie nie jest to problemem, ale górna płytka trzyma się wyłącznie na łączących je złączach. To niezbyt dobre rozwiązanie, bo płytkę można wyjąć bez żadnego wysiłku.
Przed użyciem radzę czymś unieruchomić płytkę.


Umownie płytki można podzielić na część mocy i część sterującą. Na płytce mocy znajdują się dławiki, kondensatory, tranzystory itp., a na płytce sterującej — mikrokontroler, wyświetlacz i enkoder.
Płytka mocy jest dwustronna, a od spodu znajduje się całkiem sporo elementów. Pośrodku widać tranzystor zabezpieczenia przed odwrotną polaryzacją. Może się przydać, ale przy zastosowaniu stacjonarnym lepiej go zewrzeć.


Za zasilanie „mózgu” odpowiada układ XL1509, a po prawej stronie, o ile dobrze rozumiem, znajduje się tranzystor sterujący wentylatorem.
Od spodu znajduje się również dławik zmniejszający poziom tętnień. Chodzi o to, że SEPIC charakteryzuje się dość dużymi tętnieniami, więc takie rozwiązanie to mały plus dla producenta. Co prawda dławik mógłby być trochę większy.


Mikrokontroler, osobny stabilizator zasilania — nic ciekawego.


Konstrukcja w pełni rozłożona. Warto dodać, że w przeciwieństwie do płytki mocy, płytkę sterującą trudno wyjąć.


Z przodu jest kilka wsporników, wyświetlacz, enkoder i przycisk. Przycisk jest w porządku, wciska się bez większego oporu.
Pamiętając o problemach z płytkami DPS, sprawdziłem, czy pokrętło enkodera jest izolowane. Wcześniej brak izolacji powodował problemy z powodu wyładowań elektrostatycznych.


Wentylator na 5 V. Myślę, że w razie potrzeby znalezienie zamiennika nie będzie trudne, podobnie jak dobranie mocniejszego.


A to już niespodzianka: radiator jest dociśnięty bezpośrednio do plastikowych obudów elementów, a do tego nie ma tu pasty termoprzewodzącej. Jak to mówią — podwójna wpadka!


Zastosowano znany już kontroler PWM FP5139, który miałem w recenzji płytki SEPIC. Krótko mówiąc, układ pracuje z częstotliwością do 500 kHz, co pomaga zmniejszyć rozmiary dławików, ale utrudnia sterowanie tranzystorami mocy.
Przy okazji, tranzystor B75NF75 ma parametry: 75 V, 80 A, 9,5 mΩ. Ze względu na wysoką częstotliwość wyjście kontrolera PWM wzmocniono za pomocą wtórnika emiterowego.
Po lewej znajduje się zespół diod B10100G, którego parametry można odczytać z oznaczenia: 10 A, 100 V. Między tranzystorem a zespołem diod umieszczono niewielki termistor.


Lutowanie elementów wygląda ładnie, a elementów mocy wręcz zbyt ładnie — można odnieść wrażenie, że poskąpiono cyny.


Przed złożeniem nie mogłem się powstrzymać i nałożyłem pastę termoprzewodzącą na tranzystor oraz zespół diod. Przy okazji dopilnowałem, żeby radiator nie przekrzywił się podczas montażu.


Po włączeniu wyświetla się prosta animacja, a następnie przetwornica przechodzi do normalnej pracy. Nie ma ekranu „domyślnego” — zapamiętywany jest ten, który był wyświetlany przed wyłączeniem. To samo dotyczy ustawień.


Pobór mocy przez płytkę.
Tutaj sprawa nie jest taka jednoznaczna. Przy nieaktywnym wyjściu pobór jest niewielki, około 30 mA, i nie zależy od napięcia zasilania (co dziwne, biorąc pod uwagę obecność przetwornicy DC-DC). Natomiast przy aktywnym wyjściu i ustawionych 30 V pobór wzrasta do 100 mA (1,2 W) przy napięciu wejściowym 12 V, a przy wejściowych 35 V osiąga zupełnie absurdalne 55–60 mA (prawie 2 W).

Równolegle do wyjścia jest podłączony rezystor 2,2 kΩ, który przy 30 V rozprasza 0,4 W. Ale nawet biorąc to pod uwagę, skąd tak duży pobór? Przecież całe te 2 W zamieniają się ostatecznie w ciepło.

Co więcej, podczas różnych stanów przejściowych płytka czasami pobierała 3, a nawet 11 W!
Poniżej są dwa zdjęcia, na których widać wskazania zasilacza i to, że do wyjścia przetwornicy nic nie jest podłączone.


Sterowanie i wyświetlanie informacji.

1. Jak pisałem, po włączeniu pojawia się krótka animacja
2. Ekran główny: aktualne napięcie, prąd i moc, po prawej tryb pracy oraz temperatura płytki, na dole zadane napięcie i prąd.
3. Ekran pomocniczy: wyświetlana jest tu zgromadzona pojemność w Ah i energia w Wh, a także czas pracy od ostatniego wyzerowania wskazań.
Niżej napięcie wejściowe płytki oraz napięcie i prąd wyjściowy.
4. Wykres prądu i napięcia. Niby ciekawy, ale na tak małym ekranie mało funkcjonalny.
5, 6. Ustawienia.
M-PRE — automatyczne uruchamianie skonfigurowanej komórki pamięci.
U-SET — domyślne napięcie
I-SET — domyślny prąd
S-LVP — minimalny próg napięcia wejściowego
S-OVP — maksymalny próg napięcia wyjściowego
S-OCP — limit prądu wyjściowego, maksymalnie 5,2 A; zabezpieczenie zadziała tylko wtedy, gdy w chwili aktywacji wyjścia prąd przekracza limit.
S-OPP — maksymalna moc wyjściowa
S-OTP — próg zadziałania zabezpieczenia przed przegrzaniem
S-OHP — limit czasu pracy
S-OAH — limit pojemności w Ah
S-OWH — limit energii w Wh

W ustawieniach jest pewna dziwna rzecz. Owszem, domyślnie przetwornica uruchamia się z domyślnymi ustawieniami prądu i napięcia, ale zdarzało się, że zapamiętywała ostatnio ustawioną wartość i uruchamiała się z nią. Co więcej, dopiero podczas pisania recenzji zauważyłem, że uruchamia się z wartościami ustawionymi w menu.

7. Ustawienia dodatkowe
Regulacja jasności podświetlenia
Czas do automatycznego wygaszenia ekranu
Korekta czujnika temperatury
Ustawienia kolorystyki

8, 9. Domyślnie jasność jest ustawiona na poziomie 3. Można ją regulować w zakresie od 1 do 5. Od razu ustawiłem 5, bo ekran nie jest zbyt jasny.


1, 2, 3. Ustawianie prądu i napięcia jest proste. Klikamy enkoder — podświetla się wiersz ustawiania napięcia lub prądu (wybór przez obracanie). Kolejne kliknięcie wybiera krok regulacji: maksymalnie 1 V dla napięcia i 0,1 A dla prądu. Wyjście następuje automatycznie; po kolejnym kliknięciu enkodera wybierana jest wcześniej używana wartość.
4. Wykres jest wyświetlany, ale jak pisałem, jego funkcjonalność budzi wątpliwości. Swoją drogą, nie rozumiem, dlaczego aparat zawsze odwzorowuje czerwień na takich ekranach bardziej blado niż pozostałe kolory...
5. Naprawdę ucieszyło mnie to, że moc wyjściową można ustawić aż na 110 W!
6. Zaskoczyło mnie natomiast, że minimalne napięcie wyjściowe wynosi 0,6 V. W podobnych urządzeniach częściej spotyka się zakres zaczynający się od zera.


Długie przytrzymanie przycisku zasilania uruchamia funkcję obracania obrazu na ekranie. Może komuś się przyda.


Dokładność ustawiania napięcia wyjściowego.
W specyfikacji podano 0,3%, a w rzeczywistości przy maksymalnym napięciu otrzymujemy 0,7% — to dość dużo.


Dla prądu dopuszczalny błąd jest nieco większy — 0,4%. Przy maksymalnym prądzie uzyskałem w rzeczywistości wartość bliższą 0,5%, ale można powiedzieć, że mieści się w granicach dopuszczalnego błędu wynoszącego 3 najmniej znaczące cyfry, choć dosłownie na styk.


Nie, to jeszcze nie pomiar sprawności, tylko obserwacja.
Podczas testowania dokładności ustawiania prądu zauważyłem, że przy mocy wyjściowej 1,6 W zasilacz pobiera prawie 15 W przy napięciu wejściowym 12 V. Podniosłem napięcie do 24 V, ale niewiele się zmieniło, a właściwie zrobiło się nawet gorzej.
Czyli przetwornica zamieniała w ciepło aż 14 W!


Przy okazji zauważyłem, że podczas regulacji napięcia wejściowego, gdzieś w zakresie 28–32 V i przy obciążonym wyjściu, zasilacz czasami wchodził w ograniczenie prądu, czyli przechodził w tryb CC, mimo że — jak widać wyżej — moc była niewielka, a prąd mojego zasilacza ustawiony na 5,1 A.

Bawiłem się tym dalej i przy okazji zauważyłem, że temperatura wzrosła do około 75 stopni. Podczas jednej z takich regulacji ekran przetwornicy zbielał, prąd pobierany z zasilacza spadł i wyglądało na to, że płytka się wyłączyła.
No i myślę sobie: koniec, kotek padł....



I rzeczywiście, pomiar wykazał około 4 Ω na wyjściu. Po mniej więcej 20 minutach ekran ożył, ale próba włączenia powodowała błąd OEP. Jak później zrozumiałem, jest to błąd ustawienia parametrów wyjściowych, czyli przetwornica nie może dostarczyć żadnej z zadanych wartości.


Znając topologię przetwornic SEPIC, łatwo zrozumieć, że mogła do tego doprowadzić awaria diody wyjściowej. Gdyby uszkodził się tranzystor, płytka w ogóle nie mogłaby wystartować, a żeby w takim przypadku doszło do zwarcia, musiałby jeszcze przebić kondensator separujący.


Tak właśnie było: podniosłem obie nóżki zespołu diod i okazało się, że jedna z nich jest zwarta. Przylutowałem sprawną połówkę i spróbowałem uruchomić przetwornicę.


Płytka uruchomiła się na 10–20 sekund, wystarczająco długo, żebym zdążył zrobić zdjęcie, po czym znów wyłączyła się z błędem


Wynik jest taki sam — zwarcie na wyjściu. Co ciekawe, w znalezionej przeze mnie nocie katalogowej podano, że to nie zespół dwóch diod, lecz pojedyncza dioda. Ale wtedy przetwornica nie zadziałałaby po odlutowaniu jednego z wyprowadzeń...
Tak czy inaczej, zespół diod jest uszkodzony.


Wylutowałem z płytki jakiegoś monitora zespół diod MBR10100 i przylutowałem go w miejsce poprzedniego. Oczywiście obudowa jest inna, więc musiałem zamontować go pionowo. Potem założyłem na niego radiator z tej samej płytki monitora.
Włączam, sprawdzam — wszystko działa świetnie.


W opisie znalazłem informację, że tej przetwornicy można używać do ładowania akumulatorów. Właściwie było to oczywiste, biorąc pod uwagę jej topologię. trzeba jednak pamiętać, że równolegle do wyjścia jest podłączony rezystor 2,2 kΩ i przy wyłączonym ładowaniu będzie on rozładowywał akumulator.



Testy pod obciążeniem.
W opisie podano, że minimalne napięcie wejściowe wynosi 6 V. W rzeczywistości płytka zaczyna działać już przy 5 V, ale przy próbie ustawienia wysokiego napięcia wyjściowego najpierw ustawia je na krótko, a potem się wyłącza.
Przy 6 V działa już w miarę poprawnie, ale nie liczyłbym na uzyskanie dużej mocy na wyjściu.


Ponieważ zasilanie takiej płytki napięciem 6 V nie ma większego sensu, testy zacząłem od 12 V, czyli napięcia najbardziej zbliżonego do rzeczywistych warunków.
Najpierw ustawiłem na wyjściu 5 V. Płytka wyłączyła się przy mocy wyjściowej wynoszącej prawie 25 W. Zadziałało ograniczenie prądu wyjściowego, bo prąd zbliżył się do 5,1 A. Napięcie spadło o 50 mV w porównaniu z pomiarem bez obciążenia.


Ustawiłem napięcie wyjściowe na 30 V i tym razem zadziałało zabezpieczenie wejściowe płytki, więc moc wyniosła maksymalnie 60 W. Napięcie wyjściowe spadło o 40 mV (po lewej na wykresie jest napięcie z początku testu, po prawej — końcowe).


No dobrze, wiem, że 12 V to za mało do normalnej pracy, więc podniosłem napięcie do 19 V, czyli takiego, jakie zapewnia zasilacz do laptopa.

Nie ma sensu sprawdzać przy napięciu wyjściowym 5 V, bo ograniczeniem byłby prąd wyjściowy, dlatego ustawiłem na wyjściu 30 V (maksymalne napięcie wejściowe mojego obciążenia).
Tym razem zadziałało ograniczenie prądu wejściowego, ale moc wyjściowa osiągnęła 80 W.


Po zadziałaniu zabezpieczenia wyświetlane są różne komunikaty. W tym przypadku pojawił się OPP — zabezpieczenie przed przekroczeniem mocy.
Przypomniałem sobie, że można zwiększyć moc, więc ustawiłem 100 W.


Powtarzam test przy tych samych parametrach. Tym razem przetwornica wyłączyła się z powodu przekroczenia prądu wejściowego, a moc wyjściowa wyniosła 92 W. W zasadzie wszystko się zgadza: 19 × 5,1 = 99 W, a przecież dochodzą jeszcze straty.


No dobrze, podnoszę napięcie wejściowe do 35 V, powtarzam test i uzyskuję oczekiwane 100 W.


Ale w ustawieniach można było ustawić maksymalnie 110 W, więc spróbuję.


36 V na wejściu, 22 V na wyjściu — uzyskana moc to 110 W.


Ponieważ test przebiegał automatycznie, zdjęcie zrobiłem "w biegu", ale i tak widać, że rzeczywiście jest prawie 110 W.


A potem przetwornica znów wywiesiła białą flagę planszę...
Przez cały czas testów ten biały ekran doprowadzał mnie do szału, ale ustaliłem, że:
1. Obraz wraca po mniej więcej 20 minutach "odpoczynku"
2. Najczęściej działo się to przy temperaturze około 75 stopni na wbudowanym termometrze.
3. Po wyłączeniu i ponownym włączeniu płytki ekran nadal jest biały, ale wszystko działa. Można nie tylko włączyć wyjście, lecz także regulować napięcie i prąd, tyle że trzeba to robić na pamięć
4. W tym przypadku po odłączeniu i ponownym podłączeniu zasilania oraz aktywacji wyjścia płytka podawała na wyjście napięcie ustawione przed wyłączeniem, a nie to ustawione "domyślnie". Można ją było tak włączać i wyłączać — za każdym razem zapamiętywała ostatnie ustawienie sprzed wyłączenia, nawet jeśli zmieniło się je przy białym ekranie (musiałem tak robić, żeby przyspieszyć testy).
5. Zdarzało się, że biały ekran pojawiał się także przy niższej temperaturze — po prostu nagle. Próbowałem schłodzić płytkę, ale to nie pomagało. Pozostawało tylko poczekać, a potem ponownie włączyć zasilanie.



Podczas testów przetwornica mocno się nagrzała, mimo że robiłem przerwy. Oczywiście można powiedzieć, że przecież zdjąłem radiator, ale bądźmy obiektywni:
1. Początkowo radiator był zamontowany bez pasty i niczego nie chłodził
2. Dodanie pasty nic nie dało. Nie pomogłoby nawet chłodzenie radiatora ciekłym azotem, bo odprowadzanie ciepła z plastikowej obudowy nie ma sensu
3. Dioda została przeniesiona poza płytkę, więc jej nie nagrzewała, a warunki termiczne tranzystora były znacznie lepsze.

Ostatecznie tranzystor bez trudu nagrzewał się podczas krótkich testów do 75–80 stopni, a przy mocach 100–110 W — nawet powyżej 120. O długotrwałych testach nie było nawet mowy.


Jak się okazało, nie jestem jedyny — istnieje nawet "ludowy sposób" na rozwiązanie tego problemu. W komentarzach na AliExpress ktoś pokazał sposób przeróbki, za co bardzo mu dziękuję, ale jak zwykle jest kilka "ale":
1. Trudno dobrać odpowiednie blaszki. Nie mogą być zbyt cienkie, żeby dobrze przewodziły ciepło, ani zbyt grube, żeby dało się je wygiąć.
2. Ich przylutowanie też może być nietrywialnym zadaniem, ale to najmniejszy problem
3. Trzeba je ustawić w jednej płaszczyźnie.
4. Najtrudniejszy problem: radiator trzeba bezwzględnie odizolować od blaszek, ponieważ obudowy elementów nie są połączone elektrycznie. Poza tym, jeśli połączymy radiator z kołnierzem tranzystora, otrzymamy potężne źródło zakłóceń, bo przetwornica pracuje z całkiem sporą częstotliwością 500 kHz.


Zaciekawiło mnie to, więc postanowiłem zmierzyć sprawność w różnych trybach pracy. Ponieważ jest to przetwornica nie tylko z regulowanym napięciem wyjściowym, ale też z uniwersalnym wejściem, testów wyszło bardzo dużo. Żeby zaoszczędzić miejsce, zebrałem je na kilku wykresach w zależności od napięcia wyjściowego.

Napięcie wyjściowe 5 V, wejściowe 12, 19 i 35 V. Jednostki na osi poziomej odpowiadają krokom co 5 W.

Jak widać, przetwornica ma problem z obniżaniem napięcia przy dużej różnicy między wejściem a wyjściem. To zrozumiałe: topologia SEPIC jest wprawdzie uniwersalna, ale odbywa się to kosztem sprawności.


Napięcie wyjściowe 12 V, wejściowe 12, 19, 28 i 35 V. Obraz jest podobny: przy wysokim napięciu wejściowym sprawność znów spada, a optimum wypada przy 19 V.
Jednostki na osi poziomej tutaj i dalej odpowiadają krokom co 10 W. Widać też, że wykres dla 12 V urywa się wcześniej, bo w tym trybie moc może wynosić najwyżej 60 W.


Napięcie wyjściowe 24 V. W zasadzie wszystko wygląda tak samo jak opisano wyżej.


Ten test przeprowadziłem raczej jako uzupełnienie: napięcie wyjściowe 30 V, wejściowe 12 i 35 V.
Nic nadzwyczajnego, poza tym, że wykres dla 12–30 V urywa się już przy 20 W. Tak, nie zrozumiałem dlaczego, ale przetwornica wyłącza wyjście po podłączeniu obciążenia 30 W, chociaż przy stopniowym zwiększaniu obciążenia uzyskałem do 60 W...


Tętnienia.
Nie określono ich w żaden sposób, ale już spodziewałem się czegoś niezbyt dobrego — i nie bez powodu. Chodzi o to, że to kolejna wada topologii SEPIC — zwykle poziom tętnień jest w niej wyższy niż w typowych przetwornicach obniżających.

Amplituda tętnień prawie nie zależała od trybu pracy i była mniejsza tylko w jednej z testowanych kombinacji: 35–30 V przy mocy 80 W.


Podczas pomiarów zwróciłem uwagę na charakterystyczne nachylenie przebiegu oscyloskopowego. Przeczucie mnie nie zawiodło: w niektórych trybach pracy, zwłaszcza przy wysokim napięciu wejściowym i niskim wyjściowym, po ustawieniu wolniejszej podstawy czasu widać taki oto obraz...


Równolegle z przygotowywaniem recenzji próbowałem zrealizować pomysł na mały, regulowany zasilacz. Potrzebne było do tego źródło pierwotne, którym była prosta konstrukcja oparta na klasycznym układzie IR2153. Niestety w sprzedaży nie znalazłem wersji z indeksem D, więc musiałem dodać diodę do sterownika górnego klucza.

Układ jest bardzo prosty i nie ma zabezpieczenia przed zwarciem. Zgodnie z założeniem jego rolę pełni sama płytka przetwornicy, ponieważ ma zabezpieczenie przed przekroczeniem prądu wejściowego. Na wszelki wypadek i tak zamontowałem na wyjściu bezpiecznik 5 A.
Kondensatory C12 i C13 najlepiej byłoby zastąpić elementami o pojemności 0,22 µF, ale nie miałem takich w domu, a z powodu kwarantanny nie dało się ich szybko kupić. Transformator pochodzi z zasilacza ATX, nie przewijałem go, a większość pozostałych elementów pochodzi z używanych płytek monitorów LCD.


Mniej więcej taki zasilacz pracuje u mnie już od ponad 5 lat w moim starym zasilaczu z płytką 6005, tyle że tamten ma większą moc i dwa wyjścia, a także regulację obrotów wentylatora opartą na układzie DC-DC 34063.

Moim zdaniem w tym przypadku znacznie prościej byłoby jednak zastosować jakiś gotowy zasilacz 24 V o mocy 120–150 W i nie zawracać sobie głowy samoróbkami.


Następnie, na podstawie schematu, zaprojektowałem równie prostą płytkę drukowaną i wykonałem ją metodą termotransferu, używając papieru opisanego również w jednej z moich recenzji.


Celem było zbudowanie jak najmniejszego zasilacza, dopasowanego do konkretnej obudowy.


Obudowę po prostu kupiłem, dobierając jej rozmiar „na oko”. Najważniejsze, żeby przetwornica się zmieściła.


Ze względu na niewielki wybór obudów musiałem umieścić zaciski wyjściowe na tylnej ściance. Potem w ruch poszły dremel, wkrętarka, pilnik i trochę pracy ręcznej.


Układ elementów jest dość ciasny, ale mimo to pozostawia wystarczająco dużo miejsca, by powietrze mogło przepływać od bocznych otworów do wentylatora. Choć być może warto zrobić więcej otworów.


Urządzenie jest prawie gotowe. Niestety nie da się umieścić zacisków na przednim panelu, a kolejna obudowa w większym rozmiarze była już zdecydowanie za duża.
To zresztą średnia wersja tej obudowy: jedna połówka jest wysoka, druga niska. Mam w domu jeszcze wersję z dwiema niskimi połówkami. Można było wziąć obudowę z dwiema wysokimi, ale jej również nie było — pozostawało kupić dwie średnie i je połączyć.


Trzeba jeszcze założyć osłonę na wentylator i wymienić śrubki na czarne.


Przetwornica wymaga jeszcze poprawy chłodzenia i mam już na to kilka pomysłów, ale już teraz działa całkiem dobrze. Przy dużym obciążeniu szybko się jednak przegrzeje i wyłączy. Przydałoby się też porządnie przewinąć transformator.


A teraz spróbuję podsumować to wszystko.
Moim zdaniem ta przetwornica ma więcej wad niż zalet. Przegrzewa się, producent zapomniał nałożyć pastę termoprzewodzącą, a samo chłodzenie zaprojektował nieprawidłowo. Tętnienia są duże, sprawność niska, urządzenie co jakiś czas zawiesza się, wyświetlając biały ekran, a podczas pracy ma się wrażenie, że „zamula”: napięcie zmienia się z pewnym opóźnieniem, interfejs reaguje dość wolno, a urządzenie czasem uruchamia się z parametrami domyślnymi, a czasem z tymi, które były ustawione przed wyłączeniem.

Są jednak również zalety. Mnie osobiście spodobał się wygodny zakres regulacji napięcia i prądu wyjściowego. Można by oczywiście umożliwić regulację od zera, ale z mojego doświadczenia wynika, że rzadko kiedy potrzebne jest napięcie poniżej 0,6 V.
Spodobały mi się też funkcje programowe. Jedyne, czego mi brakuje, to możliwość całkowitego zakończenia ładowania, gdy prąd spadnie poniżej 1/10 ustawionej wartości, czyli emulacji pełnoprawnej ładowarki.

Co jeszcze można poprawić, żeby ograniczyć nagrzewanie i zwiększyć sprawność?
1. Wymienić tranzystor mocy. Moim zdaniem niewiele to da, chyba że chodzi o wygodniejsze zamocowanie go na radiatorze — i właśnie to planuję zrobić.
2. Zastosować wyjściowy zespół diodowy o większym dopuszczalnym prądzie — będzie się mniej nagrzewał, a sprawność wzrośnie.
3. Usunąć tranzystor zabezpieczający przed odwrotną polaryzacją. Dzięki temu mniej będzie się nagrzewać płytka pod tranzystorem mocy przetwornicy, a sprawność również wzrośnie.
4. Przenieść rezystor podłączony równolegle do wyjścia gdzieś dalej, żeby ograniczyć nagrzewanie płytki.
5. Wymienić kondensatory, zwłaszcza kondensator odsprzęgający między dławikami, na markowe o mniejszym ESR. Może to poprawić sprawność i zmniejszyć tętnienia.
6. Wymienić dławik wyjściowy na model przystosowany do większego prądu — to również może nieco ograniczyć nagrzewanie.
7. Wymienić dławiki przetwornicy na modele o większej obciążalności prądowej — będą się mniej nagrzewać, a sprawność wzrośnie.

Oczywiście uważny czytelnik zapyta, czy taka przetwornica ma sens, skoro wymaga aż tylu przeróbek. Moim zdaniem tak — sam pomysł jest niezły, ale nie jestem pewien, czy ma to sens ekonomiczny.
Tę samą przetwornicę sprzedają na AliExpress za $13.90

Właściwie sam pomysł zastosowania tu topologii SEPIC od początku był błędny. Szczególnie dobrze widać to po spadku sprawności przy wysokim napięciu wejściowym i niskim napięciu wyjściowym. Jeśli producent chciał zrobić coś naprawdę porządnego, powinien był zastosować układ LTC3780. To nie jest SEPIC, ale uniwersalna przetwornica o niezłej sprawności, pozbawiona przy tym wad SEPIC, na przykład pod względem poziomu tętnień — recenzja.

To już wszystko. Zasilacz prawdopodobnie przerobię po zakończeniu kwarantanny albo jeśli znajdę w domu potrzebne mi części — te same kondensatory i odpowiedni tranzystor. Przyda się też drugi wentylator tego samego rozmiaru, a tego na pewno nie mam w domu :(