Płytka przełączająca obciążenia Atorch z serii BW600

Mniej więcej rok temu opublikowałem recenzję mojej płytki przełączającej do obciążeń Atorch. Potem wypuścili nową wersję obciążenia, a później także nową płytkę przełączającą. Długo czekałem, licząc, że ktoś opublikuje porządne zdjęcia do analizy, ale się nie doczekałem i pod koniec zeszłego roku w końcu ją kupiłem.


Przypominam: żeby być na bieżąco z nowymi wpisami na blogu, polecam obserwować mnie na Instagramie. Będę tam publikować powiadomienia o wszystkich nowych wpisach, a może też pisać po prostu o czymś ciekawym — link do konta

Można też subskrybować aktualizacje i nowe artykuły na kanale Telegram — https://t.me/KirichBlog Dodam, że na kanale można dyskutować o recenzjach i artykułach, a także po prostu porozmawiać. Polecam.

Ale w rzeczywistości nie wszystko jest takie proste. Zamówiłem płytkę na początku grudnia i zdążyłem ją nawet przetestować przed Nowym Rokiem, ale potem pojawiło się to, potem tamto i w końcu o niej zapomniałem. Powód, żeby sobie o niej przypomnieć, pojawił się całkiem niedawno, gdy dowiedziałem się, że tę płytkę wycofano z produkcji i zastąpiono inną.

Dlaczego zdecydowałem się opublikować recenzję płytki wycofanej z produkcji? Przede wszystkim dlatego, że nadal można ją znaleźć w sprzedaży — przynajmniej natknąłem się na nią w Ukrainie, a może jest też na AliExpress.

Na początek trochę historii. Tutaj szczegółowo testowałem dwie starsze wersje płytki, ale przypomnę.
W pierwszej wersji zasilanie przełączał tylko tranzystor, a przed odwrotnym podłączeniem chroniły bezpiecznik i dioda. Zgodnie z zamysłem konstruktorów, jeśli podłączyć ładowarkę odwrotnie, powinien przepalić się bezpiecznik. Ale się nie przepali, bo ładowarka zwykle stabilizuje prąd.
W drugiej wersji konstruktorzy podrapali się po głowie i zrozumieli, że to klapa. Podrapali się jeszcze raz i wymyślili jeszcze większą klapę: wstawili diodę szeregowo, powodując duży spadek napięcia. W efekcie dioda grzała się jak piec, a do tego pojawiły się problemy z ładowaniem.




Krótko mówiąc, mamy tu dwa konkretne błędy konstrukcyjne na poziomie amatorskim. A przecież nie wspomnieliśmy jeszcze o mocnym nagrzewaniu się tranzystora, braku porządnego zabezpieczenia przed odwrotnym podłączeniem i braku możliwości całkowitego rozłączenia obwodu.




Ostatecznie ani razu nie użyłem tych płytek. W obciążeniach obsługujących sterowanie ładowaniem (głównie DL24EW) montowałem własne, samodzielnie wykonane płytki, które później ewoluowały w wersję produkowaną fabrycznie. Właśnie te płytki nadal sprzedaję na OLX.



Ale nowa wersja płytki Atorch nie dawała mi spokoju. Zamówiłem ją i dostałem — była to już zaktualizowana wersja, bo pierwsza nie miała radiatora.




Płytka jest schludna i ma rozmiar pudełka zapałek.



Wśród zauważalnych ulepszeń warto też wymienić nowe gniazdo DC. Nie sprawdzałem, czy to 5521, czy 5525, ale w tym przypadku nie ma to znaczenia.
Widać też, że płytka jest bardziej rozbudowana: dodano wzmacniacz operacyjny, a także zmieniono złącze do podłączenia obciążenia.


A skoro mowa o złączu, w recenzji nowego obciążenia pisałem, że w BW600 zmieniono sposób podłączenia płytki przełączającej: wcześniej były dwa styki, przerwa i dwa kolejne styki, a w nowej płytce są cztery styki obok siebie. Ich kolejność pozostała jednak taka sama.
Czyli płytki są w pełni zgodne elektrycznie, ale nie mechanicznie — jedną zamiast drugiej można podłączyć tylko przewodami.

Przysporzyło mi to pewnych problemów. W ogłoszeniu napisałem, że moje płytki pasują do obciążeń DL24EW, CL24 i BW150, ale po pewnym czasie konstruktorzy zmienili przynajmniej płytki BW150 i moje przestały do nich pasować. Dlatego teraz zawsze dopytuję, którą wersję ma dana osoba.
Po lewej — jak było, po prawej — jak jest. W obu przypadkach to to samo obciążenie: pierwsze kupiono dawno temu, drugie niedawno.



Wróćmy do nowości. Dodano tu wzmacniacz operacyjny i jego elementy zewnętrzne, ale pozostawiono izolację galwaniczną. Bez niej układ nie będzie działać, ponieważ całe przełączanie odbywa się po dodatniej szynie zasilającej.



Żeby oszczędzić sobie długich wyjaśnień, przerysowałem schemat przełącznika.
Zasada działania jest bardzo prosta i tutaj konstruktorzy spisali się dobrze. Po pierwsze, zrobili stopień mocy tak jak ja (zbieg okoliczności?), żeby całkowicie rozłączał obwód. Po drugie, zastosowali wzmacniacz operacyjny w taki sposób, że jego wada zaczęła działać na korzyść układu.
Chodzi o to, że wzmacniacz operacyjny ma parametr zwany napięciem offsetu, który w praktyce wyznacza strefę nieczułości. No i właśnie tutaj daje efekt przerzutnika: jeśli wzmacniacz operacyjny zejdzie poniżej tego napięcia, zachowuje na wyjściu poprzedni stan. Można go przełączyć, podając na drugie wejście napięcie wyższe niż Offset.
Krótko mówiąc, to bardzo eleganckie rozwiązanie. Ja stosuję inną zasadę — bardziej toporną, ale mimo to całkiem skuteczną.

Ostatecznie oba warianty, mój i Atorch, zapewniają całkowite rozłączenie obwodu i ochronę przed odwrotną polaryzacją po obu stronach.



Spodobały mi się też zastosowane przez nich tranzystory. Te, których używam ja, wyraźnie im ustępują.


Te tranzystory również są na 100 V, ale ich rezystancja jest prawie trzykrotnie niższa: 1,26 mΩ zamiast 3,5 mΩ. Ma to bezpośredni wpływ na nagrzewanie i spadek napięcia.

A propos napięcia. Atorch trochę tu mija się z prawdą. Owszem, formalnie układ przełączający może rozłączać obwód przy napięciu do 100 V, ale lepiej nie używać go z akumulatorami o napięciu powyżej 50–55 V — zresztą tak samo jak mojego.
Chodzi o to, że jeśli podłączymy akumulator albo ładowarkę z odwrotną polaryzacją i napięciem powyżej 50 V, napięcia akumulatora i ładowarki zsumują się, dając maksymalnie 100 V, a wtedy tranzystory ulegną przebiciu. Jeśli zaś zachowamy prawidłową polaryzację, to owszem, 100 V, a nawet więcej, nie stanowi problemu, ale wtedy ochrona przed odwrotną polaryzacją traci sens.




Do testów zmontowałem niewielkie stanowisko. Musiałem przy tym użyć dwóch zasilaczy, bo płytka Atorch nie potrafi pracować z podtrzymaniem własnym.



Pojawiły się też pewne problemy z uruchomieniem pod obciążeniem. Musiałem trochę poeksperymentować, ale nie ma to związku z normalną pracą — problemem było uruchomienie całości bez płytki obciążenia, ze względu na sposób działania układu ze wzmacniaczem operacyjnym.


Poprzednio mierzyłem dwa napięcia: na szynie ujemnej i dodatniej. Tym razem wykonałem trzy pomiary: na szynie ujemnej i dwa na dodatniej.
Chodzi o to, że w mojej płytce bezpiecznik znajduje się na przewodzie ujemnym, a przełączanie odbywa się po stronie dodatniej. Tutaj bezpiecznik jest na plusie, podobnie jak układ przełączający, a minus jest połączony bezpośrednio. Zasadniczo niczego to nie zmienia; trzeci pomiar był raczej dodatkowy — miał pokazać spadek napięcia na tranzystorach.


Pomiary przeprowadzono w tych samych warunkach, przy prądach 1, 5, 10 i 20 A. Kolejność na zdjęciu: prąd, całkowity spadek napięcia po stronie dodatniej, spadek tylko na tranzystorach, spadek na szynie ujemnej.



Dla większej czytelności zestawiłem wyniki w tabeli. Przy prądzie 20 A nie używałem starych płytek, bo nawet 10 A to dla nich za dużo.
Dolne kolumny pokazują całkowity spadek napięcia (istotny podczas ładowania) oraz całkowite straty mocy zamienianej na ciepło.

Ponieważ do całkowitych strat dochodzą jeszcze spadki napięcia na ścieżkach i bezpieczniku, różnica w porównaniu z moimi płytkami okazała się mniejsza niż trzykrotna, ale i tak jest bardzo duża: prawie 7 W wobec 2,8 W w nowej płytce Atorch.



Temperatura tranzystorów przy prądzie 20 A nie przekroczyła 70 stopni, co jest po prostu świetnym wynikiem.
Czy muszę dodawać, że nowa płytka naprawdę mi się spodobała? Moi klienci potwierdzą, że po jej pojawieniu się polecałem ją do nowych wersji swoich obciążeń i podawałem do niej link.



Niedawno zobaczyłem jednak w sprzedaży nową wersję płytki do BW600. Deklarowane napięcie nadal wynosi 100 V, a prąd 20 A, ale coś wyraźnie się zmieniło. Przynajmniej teraz są dwa warianty zacisków; wysyłają je losowo, ale od razu powiem, że bardziej podobają mi się te po prawej.



Ale zaraz, gdzie podział się jeden tranzystor, radiator i cała drobnica?

I wtedy zrozumiałem: w zasadzie zrobili płytkę drugiej wersji, w której dioda była włączona szeregowo, a tranzystor był po prostu otwierany przez przetwornicę DC-DC. Tyle że teraz tranzystor i dioda są lepszej jakości. Co więcej, usunęli też bezpiecznik. Nie powiem, żeby był tam koniecznie potrzebny, ale chodzi o to, że tę płytkę sprzedają tylko nieznacznie taniej od tej, którą pokazałem wyżej, a to zupełnie różne konstrukcje.

Znów mamy więc spadek napięcia na diodzie, nie wspominając już o tym, że przy 20 A będzie się grzać jak piec. Po raz drugi wdepnąć w to samo — jak można...




Wnioski.
Atorch wypuścił świetną płytkę w nowej rewizji. Naprawdę mi się spodobała. Pomyślałem nawet: no nie, czy ja śnię? Zrobili płytkę lepszą od mojej, kurczę... I wtedy uznali, że zrobiliśmy coś zbyt dobrze, tak być nie może, i wypuścili ten ochłap....

Krótko mówiąc, link i cena dotyczą nowej płytki. Starą można poszukać na Promie albo w Radiomagu (były tam dobre ceny). Jeśli ktoś jej potrzebuje, polecam kupić, póki jeszcze są.

Teoretycznie z płytką trzeciej wersji, z dwoma tranzystorami, mogły być jakieś problemy, ale podczas testów niczego nie wykryłem.
Moja płytka ma nieco inną logikę: tranzystory otwierają się tylko wtedy, gdy po obu stronach występuje napięcie powyżej określonego poziomu i o prawidłowej polaryzacji. Ale układ przełączający w płytkach trzeciej wersji jest lepszy niż mój, za to płytka czwartej wersji to coś dziwnego.