Zasilacze, małe i bardzo małe

Zasilacze nie muszą mieć dużej mocy — bywają też całkiem małe, ale nie mniej przydatne.
Dziś na moim „stole operacyjnym” znalazły się cztery zasilacze tej klasy, ale przetestuję je tak jak zawsze.

Czasami potrzebny jest zasilacz o naprawdę małej mocy. Na przykład do zasilania urządzenia o niewielkim poborze mocy, czujnika, urządzenia podobnego do Arduino i tym podobnych.
Można oczywiście zastosować duży zasilacz, ale wtedy urządzenie znacznie zwiększa swoje wymiary, dlatego stosuje się zasilacze małogabarytowe, a co za tym idzie — o niewielkiej mocy.

Testy będą jednak standardowe, podobnie jak sam styl recenzji.

Zacznę jednak nie od opakowania, ale od tego, jak te zasilacze (a przynajmniej dwa z nich) do mnie podróżowały.

O opakowaniu napiszę tylko krótko, żeby nie odciągać uwagi od reszty — schowam ten fragment pod spoilerem.

Zasilacze są naprawdę bardzo małe. Wymiary każdej płytki podam osobno w dalszej części recenzji, a na razie zdjęcie porównawcze ze znanym pudełkiem zapałek :)


Na początek najmniej wydajny przedstawiciel.
Link do produktu w sklepie, cena $3.89.
Od razu dodam ogólną uwagę. Sklep nie podaje wszystkich informacji; poniższe dane znalazłem na innych stronach, ale są całkiem wiarygodne.

Deklarowane parametry:
Napięcie wejściowe — 110 ~ 370 V DC, 85 ~ 264 V AC
Napięcie wyjściowe — 12 V
Prąd wyjściowy — 83 mA
Moc obciążenia — 1 W
Sprawność — 80%
Dokładność stabilizacji napięcia wyjściowego ±10%
Poziom tętnień — nie więcej niż 100 mV
Zabezpieczenie przed zwarciem i przeciążeniem wyjścia z automatycznym powrotem do pracy.
Wymiary płytki — 26 x 24 x 12 mm bez wyprowadzeń, z wyprowadzeniami 26 x 33 x 12 mm
odległość między wyprowadzeniami 220 V — 5 mm, 12 V — 2.5 mm, ale odległość między wejściem a wyjściem nie jest wielokrotnością 2.5 mm i wynosi 14.3 mm

Na płytce nie ma bezpiecznika ani filtrów wejściowego i wyjściowego, konstrukcja jest maksymalnie prosta.
Kondensator wejściowy ma 2.2 µF (w rzeczywistości 1.9), a wyjściowy — 220 µF (w rzeczywistości 183). Pojemność wystarcza do prawidłowej pracy.
Sterownik PWM OB2535, maksymalna moc 5 W.


Praktycznie wszystkie rezystory są precyzyjne, jakość lutowania jest w porządku, z zewnątrz nie mam zastrzeżeń. Równolegle do kondensatora wyjściowego zamontowano kondensator ceramiczny.


Schemat tego zasilacza.
Jak pisałem wyżej, to najprostszy z czterech zasilaczy. Nie ma większości układów typowych dla większych zasilaczy — zrezygnowano z nich, żeby zmniejszyć wymiary.
W tym zasilaczu nie ma typowego układu sprzężenia zwrotnego z transoptorem, co przy tak małej mocy jest całkiem uzasadnione. W rzeczywistości napięcie wyjściowe jest jednak mierzone, choć pośrednio — pomiar odbywa się na uzwojeniu zasilającym układ scalony.
Układ scalony może pracować w dwóch trybach: stabilizacji napięcia i stabilizacji prądu.


Drugi z kolei jest nieco mocniejszy.
Link do produktu w sklepie, cena $2.72.
Pierwszy miał jedno z najpopularniejszych napięć, a ten na wyjściu daje znacznie rzadsze 24 V. Choć sądząc po oznaczeniach, dostępna jest też wersja 12 V.
Deklarowane parametry:
Napięcie wejściowe — 110 ~ 370 V DC, 85 ~ 264 V AC
Napięcie wyjściowe — 24 V (dostępne są wersje 12 V 400 mA i 3,3 V 500 mA)
Prąd wyjściowy — 200 mA
Moc obciążenia — 4,8 W
Sprawność — 85%
Poziom tętnień — nie więcej niż 100 mV
Wymiary płytki — 41 x 15 x 17 mm


Co ciekawe, transformator na tej płytce jest mniejszy niż w poprzednim zasilaczu, a deklarowana moc jest wyraźnie większa.
Kontroler PWM ze zintegrowanym tranzystorem wysokonapięciowym, oznaczenie — THX208. W nocie katalogowej podano moc 4 W przy zakresie napięcia wejściowego 85 ~ 264 V. Niewiele, skoro deklarowana moc zasilacza wynosi 4,8 W.
Brakuje filtra wejściowego i bezpiecznika; zamiast bezpiecznika jest zwora w rozmiarze 0805. Filtra wyjściowego również nie widać.
Kondensator wejściowy ma 4,7 µF (w rzeczywistości 4,2), a wyjściowy 220 µF (w rzeczywistości 242). Pojemność wejściowego jest na styk, wyjściowego — odpowiednia do prądu wyjściowego.


Zastosowano precyzyjne rezystory — przynajmniej tak wynika z ich oznaczeń. To cieszy, bo zwykłe rezystory często powodują zmianę napięcia wyjściowego w miarę nagrzewania się płytki.


W tej wersji jest już sprzężenie zwrotne z transoptorem oraz prawidłowy układ pomiaru napięcia wyjściowego ze stabilizatorem TL431.


Trzeci zasilacz zdołał mnie zaskoczyć już podczas oględzin, ale o tym trochę później.
Link do produktu w sklepie, cena $3.05.
Ten zasilacz ma dość popularne napięcie 5 V. Właściwie wybrałem do testu zasilacze 5 V właśnie dlatego, że mogą się przydać w wielu zastosowaniach — obecnie napięcie to jest używane w wielu urządzeniach.

Deklarowane parametry:
Napięcie wejściowe — AC 85 V — 265 V
Napięcie wyjściowe — 5 V
Prąd wyjściowy — 1000 mA
Moc obciążenia — 5 W
Sprawność — 85%
Dokładność stabilizacji napięcia wyjściowego ±0,1 V
Poziom tętnień — nie więcej niż 150 mV
Wymiary płytki — 52 x 24 x 18 mm


W tym zasilaczu nie ma bezpiecznika (zamiast niego jest zwora 0 Ω), ale zastosowano już filtr wejściowy i wyjściowy oraz rezystor ograniczający prąd rozruchowy.
W zasilaczu zastosowano kontroler PWM AP8012 ze zintegrowanym tranzystorem wysokonapięciowym. Moc tego kontrolera PWM wynosi 5 W (dla tego rozmiaru układu i zakresu napięcia wejściowego). Jest też zamontowany na styk, ale testy pokażą, co jest wart.
Na tej płytce jest już kondensator przeciwzakłóceniowy klasy Y1, jak należy.
Zasilacz dotarł z niewielkim uszkodzeniem: z dławika odłamał się kawałek plastiku. Ponieważ był w paczce, najpewniej „postarała się” poczta.


Zaskoczyło mnie jednak coś innego. Oglądałem mnóstwo różnych zasilaczy, ale warystor na wejściu widzę w nich po raz pierwszy (a może drugi, nie jestem pewien) — i to jeszcze w tak małym zasilaczu. W mocnych i droższych zasilaczach go nie ma, a tutaj go zamontowali. Jeszcze bezpiecznik by się przydał :(
Kondensator wejściowy ma pojemność 4.7 µF (w rzeczywistości 4.2), a na wyjściu są 2 szt. 1000 µF 10 V (w rzeczywistości 2 × 1095). Jest też wyjściowy dławik przeciwzakłóceniowy.


Płytka drukowana. Podobnie jak w poprzednich zasilaczach, producent zastosował tu precyzyjne rezystory, co cieszy :)
Lutowanie jest ogólnie w porządku, płytka czysta.


W układzie nie ma nic nowego — klasyka w czystej postaci: filtr, kontroler PWM, TL431 na wyjściu.


No i czwarty zasilacz.
Link do produktu w sklepie, cena $4.17.
Ten zasilacz nieco odstaje od pozostałych, bo ma wyraźnie większą moc i wymiary niż poprzednie. Wielokrotnie pytano mnie jednak o zasilacz o takich parametrach, więc postanowiłem uwzględnić go w recenzji.

Na początek parametry:
Napięcie wejściowe — AC 85 V — 265 V
Napięcie wyjściowe — 5 V
Prąd wyjściowy — 2000 mA (chwilowo 2500 mA)
Moc obciążenia — 10 W (maks. 11 W)
Sprawność — 85%
Dokładność stabilizacji napięcia wyjściowego ±0,1 V
Wymiary płytki — 60 × 31 × 20 mm


To pierwsza z omawianych płytek, na której zamontowano pełnoprawny bezpiecznik.
Zastosowano też wejściowy i wyjściowy dławik przeciwzakłóceniowy oraz termistor ograniczający prąd rozruchowy.


Na tej płytce zamontowano już mocniejszą diodę. Jest też kondensator przeciwzakłóceniowy klasy Y1 (oznaczenia nie widać na zdjęciu).
Kondensator wejściowy ma pojemność 15 µF (w rzeczywistości 15.2), a kondensatory wyjściowe łącznie 2000 µF (w rzeczywistości 2110). Pojemność jest zgodna z wymaganiami.
W tym zasilaczu zastosowano już kontroler PWM małej mocy z zewnętrznym tranzystorem MOSFET. Wynika to częściowo z tego, że moc zasilacza jest jednak większa niż w poprzednich.


Podobnie jak w poprzednich zasilaczach, zastosowano precyzyjne rezystory, ale z jakiegoś powodu w okolicy złącza wyjściowego widać ślady lutowania. Poza tym płytka jest czysta i starannie wykonana.


Co ciekawe, na wyjściu przewidziano miejsce na dodatkowy rezystor, połączony równolegle z dolnym rezystorem dzielnika sprzężenia zwrotnego. Wlutowanie rezystora w to miejsce pozwala podnieść napięcie wyjściowe.
Nie rozpoznałem kontrolera PWM, ale najprawdopodobniej jest to 63D12, najbliższy odpowiednik FAN6862


Układ bardzo przypomina jeden z zasilaczy, które opisywałem wcześniej — niemal 1:1. Różnią się tylko wartościami niektórych elementów.


Obejrzeliśmy go z zewnątrz, pora więc przejść do testów.
Tym razem użyję prostej obciążnicy elektronicznej, bo nie widzę sensu w stosowaniu mocniejszej — tym bardziej że dość mocno hałasuje, a testy miały być długie.
Zasilacze będę testował w tej samej kolejności, którą opisałem wyżej, ale metodyka będzie się nieco różnić od tej stosowanej w poprzednich recenzjach.
Ponieważ zasilacze są małe, testy będą przebiegać następująco:
Sprawdzenie w trybie bez obciążenia (a dokładniej przy prądzie 20 mA), następnie 15 minut testu przy obciążeniu 50%, pomiar temperatury, test przy obciążeniu 100% i ponowny pomiar temperatury.
Potem będę zwiększać obciążenie, aż zadziała jedno z ograniczeń (przeciążenie, przegrzanie albo awaria zasilacza).
Wszystkie wyniki zestawię później w jednej tabeli.


Testy zakończone. Teraz tabelka z wynikami testów, ale najpierw lista powodów przerwania testu, odpowiednio do numeru zasilacza.
1. Zasilacz zadziałał w trybie zabezpieczenia przy prądzie 250 mA, odłączając wyjście.
2. Zasilacz obniżył napięcie wyjściowe poniżej dopuszczalnej wartości.
3. Test przerwano z powodu wysokiej temperatury sterownika PWM.
4. Test przerwano z powodu wysokiej temperatury diody wyjściowej.


Teraz można już wyciągnąć jakieś wnioski.
Pierwszy zasilacz.
Konstrukcja jest bardzo prosta, brakuje bezpiecznika i filtrów, ale zasilacz, który wytrzymuje trzykrotne przeciążenie i tak dobrze stabilizuje napięcie wyjściowe, zasługuje na uznanie. Bezpiecznik można dodać, choć skoro zasilacz najwyraźniej zaprojektowano do pracy jako część jakiegoś urządzenia, to bezpiecznik zwykle znajduje się już na jego głównej płytce.

Drugi zasilacz,
Zasilacz spełnił deklarowane parametry, ale nie ma zapasu mocy. Przy obciążeniu 1,3 raza większym od deklarowanego przechodzi w tryb zabezpieczenia, choć zapas termiczny jest duży. Szkoda też, że nie ma bezpiecznika :(

Trzeci zasilacz.
W normalnych warunkach działa świetnie, a poziom tętnień jest najniższy spośród testowanych zasilaczy. Nie polecam jednak używać go przy prądzie większym niż 1 A (zresztą producent niczego więcej nie obiecywał). Wadą jest brak bezpiecznika i gorsza stabilizacja napięcia wyjściowego.

Czwarty zasilacz.
Całkiem dobra stabilizacja napięcia wyjściowego, tętnienia są, ale mieszczą się w dopuszczalnych granicach. Jest filtr wejściowy i wyjściowy, ale dławik wyjściowy jest za słaby jak na zasilacz o takiej mocy. Pod względem temperatury dławik pracuje prawidłowo, ale z powodu małej indukcyjności zasilacz ma zauważalne tętnienia na wyjściu.

Ogólnie o wszystkich zasilaczach.
Wszystkie zasilacze przeszły testy. Jedne wypadły lepiej, inne gorzej, ale spełniają deklarowane parametry.
Zaskoczyły mnie parametry pierwszego zasilacza: przy deklarowanej mocy 1 W bez problemu dostarcza 3 W. Na pewno zrobili ten zasilacz w Chinach?
Zaskoczyła mnie też obecność prawidłowych kondensatorów przeciwzakłóceniowych w zasilaczu 5 V oraz warystora w zasilaczu 5 V, 1 A. Nie montują ich nawet w mocniejszych zasilaczach, a tutaj…

To chyba wszystko. Jak zwykle czekam na pytania, sprostowania i uzupełnienia w komentarzach. Mam nadzieję, że recenzja była przydatna.

Produkt udostępnił do recenzji sklep.