S-180-12 180W 12V / 15A блок живлення у незвичному формфакторі

У попередньому огляді блока живлення я згадав, що замовив на огляд два блоки. Сьогодні розповім про другого піддослідного.
Сам по собі він цікавий і якісно виготовлений, але не позбавлений недоліків.
Уся докладніша інформація, як завжди, під катом.

У мене вже був огляд блока живлення такої самої потужності й напруги, але в цьому випадку ці блоки живлення кардинально відрізняються, і саме це спонукало мене взяти його на тестування.
Огляд буде виконано в тому самому форматі, що й завжди, але коментарі та висновки будуть зовсім іншими.

Сьогодні почну незвично — з упаковки :)))
Блок живлення, як і минулого разу, мав власний картонний «будиночок». Але цього разу на упаковці було маркування — Led power supply, хоча до живлення саме світлодіодів він стосунку не має, адже працює як джерело напруги, а не струму. Та в цьому випадку це не має великого значення.
Збоку є також маркування потужності. Я одразу помітив, що спочатку було зазначено 150 Вт, потім закреслено й написано 180 Вт, але до цього ми ще повернемося.


Перша відмінна риса цього блока живлення — його формфактор. Блок живлення виконано на основі П-подібного алюмінієвого шасі, що виконує роль радіатора. Зазвичай блоки живлення виготовляють у вигляді Г-подібного шасі з перфорованим кожухом.
Така конструкція має поліпшити охолодження силових елементів і зменшити розміри блока, але тест на нагрівання буде пізніше.


Розміри блока живлення досить скромні: довжина 200мм, ширина 59мм, висота 36мм.


На торцях блока розташовані роз’єми для підключення живлення 220 Вольт і заземлення, а також виходу 12 Вольт.
Вихідні клеми здвоєні — по два контакти на кожну полярність.
Це зумовлено досить великим вихідним струмом — до 15 Ампер. У такому варіанті зручніше підключати навантаження.


Кожна клемна колодка має захисну кришку. У попередньому огляді блока живлення на 180 Ватт мене запитали, чи відкривається кришка повністю, бо в людини виникли з цим проблеми.
Кришка має досить тугі засувки, але відкривається на 90 градусів.


Виробник заявляє такі характеристики:
Вхідна напруга — 110/220 Вольт ± 15% (що дивно, адже БЖ не має перемикача напруги)
Вихідна напруга — 12 Вольт
Вихідний струм — 15 Ампер.


Оскільки зовні більше нічого цікавого немає, я поліз усередину.
Розбирається блок дуже просто: з боків розташовані чотири гвинти. Відкрутивши їх, можна без проблем зняти верхню кришку.
Перше, що впало в око, — блок живлення зібраний за однотактною схемою.
На мій особистий погляд, БЖ потужністю 180 Ватт, зібраний за такою схемою, — це вже межа між добром і злом.
Річ у тім, що на малих потужностях така схема працює чудово, але на великих уже «правлять бал» двотактні, мостові або напівмостові схеми (таку схемотехніку застосовують у більшості комп’ютерних БЖ).
Цей БЖ перебуває приблизно на межі розподілу «сфер впливу».


Перше ввімкнення блок живлення пережив цілком нормально, що вже саме собою приємно :)
Спочатку був налаштований на 12.21 Вольта (лише згодом я зрозумів чому).
Діапазон регулювання не дуже великий: мінімум 11.75, максимум 12.63.
Перевіривши діапазон регулювання, я виставив БЖ на заявлені 12 Вольт.


Кілька фотографій основних вузлів блока живлення.
1. Мережевий фільтр: цього разу є терморезистор, який захищає від стрибка струму під час увімкнення БЖ; є місце для захисного варистора, але його «забули» впаяти.
2. Вхідний конденсатор має ємність 150мкФ, на вигляд більше схожий на фірмовий, до того ж розрахований на максимальну температуру 105 градусів. Якби не занижена ємність, я б сказав, що чудово, а так — лише добре.
3. Високовольтний транзистор притиснутий Г-подібною пластиною. Є термопаста, на вигляд схожа на силіконову.
4. На виході встановлено дві діодні збірки, їх також притиснуто металевою пластиною через термопасту, але до іншої стінки корпусу.


Розбираємо далі. Плату прикручено одним гвинтом, а сама вона вставлена в пази корпусу; вставляти й виймати її можна лише разом із діелектричною вставкою.
Можна помітити, що плата майже порожня: зверху на ній встановлено лише великі компоненти.
Так зазвичай виготовляють фірмові блоки живлення (принаймні мені згадалося саме це).


Друкована плата.


Кілька детальніших фото друкованої плати.
Вторинна сторона: застосовано точні резистори, це добре; також цікаво розведено коло зворотного зв’язку — видно, що над трасуванням усе-таки думали. До речі, БЖ виготовлений тим самим виробником, що й попередній на 24 Вольта.


Первинна сторона.


Як ШІМ-контролер застосовано невідому мені LD7575.
Зате я звернув увагу на те, що виробник установив паралельно електролітичному конденсатору в колі живлення цієї мікросхеми керамічний конденсатор. Таке трапляється доволі рідко, а дарма.
Вимірювальний шунт виконано у вигляді шести паралельно з’єднаних резисторів.


Принципова схема трохи відрізняється від схеми попереднього блока живлення.
На схемі деякі позиції мають позначення на кшталт — 22 (11) і порядковий номер елемента, що складається з кількох цифр. Це означає, що встановлено кілька паралельних елементів, а в дужках наведено сумарний номінал.


Окремі фотографії основних компонентів блока живлення.
1. Елементи вхідного фільтра живлення, конденсатор і дросель для придушення перешкод.
2. Термістор для обмеження пускового струму та діодний міст KBL406, цього разу діодний міст на 4 А, 600 В.
3. Додаткові конденсатори для придушення перешкод, правильного Y-типу.
4. Високовольтний транзистор svd12n65f. Транзистор в ізольованому корпусі, розрахований на струм до 12 А і напругу до 650 В. На мій погляд, можна було встановити й потужніший, але тест показав, що з ним усе гаразд.


1. Міжобмотковий конденсатор також правильного Y-типу, що останнім часом трапляється рідко.
Поруч із ним є порожнє місце для встановлення такого самого конденсатора, який з'єднує мінус вихідного кола з корпусом блока живлення, але його теж «забули». Не скажу, що він дуже важливий, але зайвим не був би.
2. Вихідні діодні збірки MBR20100CT, зауважень немає, параметри відповідають вихідному струму й напрузі блока живлення.
Кілька слів про трансформатор. Виготовлений правильно: видно, що первинна обмотка виконана з двох проводів і розділена на дві частини (так бажано робити для поліпшення зв'язку між обмотками). Вихідна обмотка виконана чотирма проводами, хоча за таких струмів краще виглядала б обмотка з літцендрату.


Вихідні конденсатори складаються з п'яти штук. До дроселя встановлено три конденсатори по 1000 мкФ на 25 В, після нього — два по 1000 мкФ на 16 В. Я вважаю, що варто було встановити всі конденсатори щонайменше на 25 В. А в ідеалі до дроселя — на 35 В, після нього — на 25 В, але таке нечасто трапляється навіть у фірмових БЖ.
Розчарував вихідний дросель: місце дає змогу встановити дросель із більшою індуктивністю, розрахований на більший струм. Я б рекомендував замінити його на відповідніший.
Невелике вимірювання ємності конденсаторів показало, що вона відповідає зазначеній.


Ну що ж, з оглядом конструкції та елементної бази закінчили, тепер можна спокійно перейти до тестування.
Для цього я зібрав такий самий «стенд», як і в минулому огляді. До нього увійшли:
Піддослідний блок живлення.
Електронне навантаження
Осцилограф
Мультиметр
Безконтактний термометр


Методика тестування вже майже стандартна.
Увімкнення, навантаження, прогрівання 20 хвилин, збільшення струму навантаження, прогрівання 20 хвилин і так далі, доки не впремося в максимальний струм або доки БЖ не видасть останній писк.
Дільник щупа осцилографа був у положенні 1:1, ціну поділки осцилографа встановлено на 0.1 В.
1. Спочатку перевірка на холостому ходу: вихідна напруга 11.98 В.
2. Збільшення струму навантаження до 3 А — напруга різко впала до 11.65 В.


Побачивши, що вихідна напруга різко впала за відносно невеликого навантаження, я відразу згадав, що спочатку її було встановлено на 12.21 В.
Мабуть, навантажувальні резистори на виході блока не зовсім справляються зі своєю функцією, і вихідна напруга підвищується на холостому ходу.
Довелося скоригувати вихідну напругу до 11.99 В за струму 3 А.
Далі регулятор я вже не чіпав.


1. Струм навантаження 6 Ампер, напруга 12 Вольт, проскакують пульсації з напругою близько 0.4 Вольта
2. Струм навантаження 9 Ампер, напруга 11.92 Вольта, розмах пульсацій майже не змінився, але вони стали частішими.


1. Струм навантаження 12 Ампер, напруга 11.84 Вольта, напруга пульсацій близько 0.5 Вольта
2. Струм навантаження близько 14 ампер (більше навантаження не дає), напруга впала до 11.8 Вольта, а от пульсації вже суттєво зросли й становили 0.65 Вольта.


Як я писав вище, дані про температуру компонентів знімалися кожні 20 хвилин.
Перше значення — холостий хід після приблизно 20-30 секунд роботи під струмом 10 Ампер (так вийшло), наступні знімалися перед черговим підвищенням струму.
Останнє значення — додаткове 20-хвилинне прогрівання для оцінювання динаміки зростання температури. Загальний час тесту становив 2 години.
Вимірювалися температури:
Високовольтного транзистора, трансформатора, вихідних діодів, вихідних конденсаторів.
За температуру вихідного діода бралося значення з вищою температурою (одна збірка була на кілька градусів гарячішою).


За майже максимального струму навантаження блок живлення помітно перегрівається, тому під час експлуатації не варто розраховувати на струм понад 12 Ампер.

Наприкінці експерименту я зафіксував картину нагрівання всього блока живлення, на жаль, тепловізора в мене ще немає, тож лише так.


Підсумок.
Переваги
Хороша й досить продумана конструкція.
Наявність фільтра живлення з конденсаторами належних типів.
Більшість компонентів підібрано правильно, відповідно до потужності блока живлення.

Недоліки
Високий рівень пульсацій, можливо, його можна зменшити заміною вихідного дроселя.
Сильне нагрівання за максимального струму, на жаль, простими доробками цього не виправити.

Моя думка. На самому початку я писав, що ще повернуся до розмови про потужність блока живлення, зазначену спочатку на упаковці. Я вважаю, що початково вказані 150 Ватт — це саме та потужність, за якої цей блок живлення може працювати цілком безпечно.
Порадувала хороша конструкція, наявність повноцінного фільтра живлення, правильні конденсатори (це впливає на безпеку). Але засмутила висока температура: якщо для напівпровідників вона звична, то для трансформатора й вихідних конденсаторів — небезпечна.
Ємність конденсаторів, на мій погляд, дещо занижена й більше відповідає потужності 150 Ватт, а не 180.
Отже, маємо цілком нормальний, якісно виготовлений блок живлення потужністю 144 Ватти, або, інакше кажучи, 12 Вольт 12 Ампер.

Сподіваюся, огляд був корисним і допоможе зробити правильний вибір.

Товар надано магазином для написання огляду.