Не зовсім звичайний блок живлення 25/5 вольт

Не так давно в коментарях один із моїх постійних читачів запропонував написати огляд оригінального блока живлення. Цей блок мене зацікавив, і я подумав: а чому б і ні, тим паче він явно вирізняється з-поміж більшості поширених БЖ.


Для початку хочу подякувати Володимиру за цікавий екземпляр — такого мені ще не траплялося :)

На жаль, зараз за посиланням цього БЖ немає: можливо, тимчасово, а можливо, його вже не буде зовсім. Але суть у тому, що на Таобао іноді можна знайти цікаві речі за відносно невеликі гроші, і навіть з урахуванням вартості доставки вони все одно можуть бути вигідними.

Перше, що одразу впадає в око, — незвична форма друкованої плати. Блок живлення, очевидно, вбудовувався в якийсь пристрій, а форма плати зумовлена формою корпусу цього пристрою.

Вага плати — 222 грами, максимальна довжина — 126мм, мінімальна — 89мм, ширина — 82мм, висота — 62мм.



З одного боку розташована високовольтна частина блока живлення.


З іншого — низьковольтна.


Так, конструктивно це дві друковані плати, з'єднані за допомогою роз'ємів. Щось подібне ви могли бачити в огляді БЖ від Новатека.
Загалом нічого нового тут немає: таке рішення застосовують там, де складно розмістити все на одній платі, але трапляється воно все ж не дуже часто.


1, 2. На вході є повноцінний мережевий фільтр, до складу якого входять дросель, X- і Y-конденсатори, запобіжник, варистор і термістор. Ємність фільтрувального конденсатора — 82мкФ
3. У цьому випадку застосовано ШІМ-контролер з інтегрованим високовольтним транзистором, тому схема виходить ще простішою, ніж зазвичай.
4. На виході — класична пара TL431 та оптрон.


ШІМ-контролер STR-Y6753


Знизу компонентів майже немає.


Особливого сенсу перемальовувати схему не бачу, тим паче багато в чому вона відповідає даташиту, навіть вихід двоканальний.


А ось друга плата трохи цікавіша.
1. Як уже писав, ІІП має дві напруги, відповідно — два діодні складання, комплект конденсаторів і два дроселі для зменшення пульсацій.
2. Крім того, на платі є якийсь дросель, призначення якого я спочатку не зрозумів.
3. Також на платі встановлено реле й такий самий роз'єм, як на вході мережі.
4. Ба більше, тут є ще й розрядник!

Щодо розрядника й реле — окреме пояснення.
По-перше, реле розриває нульовий провід, якщо підключити живлення до плати згідно з маркуванням.
По-друге, розрядник увімкнений послідовно з резистором 10кОм і розташований між нулем та спільним виходом плати.
По-третє, розрядник підключається через окрему групу контактів, тобто до мережевого виходу плати він під'єднаний лише тоді, коли ввімкнене реле.


Призначення реле й силового роз'єму стало зрозумілим після експериментів: з'ясувалося, що перший контакт великого роз'єму подає команду на ввімкнення реле, яке, своєю чергою, комутує мережеве живлення на цей роз'єм. Тобто виходить, що в пристрої було ще щось, що живилося від мережі, але вмикалося за командою.
1. Також на роз'ємах є 24 вольти, 5 вольт і сигнали ввімкнення та регулювання світлодіодів, а також вентилятора. Але керування вентилятором просто проходить наскрізь з одного роз'єму на інший.
2. Коли я побачив сигнали керування світлодіодами й, власне, вихід на світлодіоди, стало зрозумілим призначення дроселя.


Знизу на цій платі компонентів явно більше, ніж на високовольтній.


1. Підвищувальний ШІМ-контролер BIT3251 забезпечує підвищення напруги зі стабілізацією струму та регулюванням яскравості під'єднаних до нього світлодіодів; застосовується в підсвічуванні телевізорів. Праворуч видно пару транзисторів, увімкнених паралельно, і струмовимірювальні резистори на цьому виході.
2. Крім того, на платі є стабілізатор на 5 вольт, адже виявилося, що в цьому каналі близько 7.5-8 вольт, а 5 вольт отримують уже за допомогою лінійного стабілізатора. Праворуч розташований транзистор керування живленням вентилятора.


Загалом, судячи з усього, це плата або від телевізора, або від монітора, хоча тоді незрозуміле призначення комутованого виходу мережевої напруги. Та й 5 вольт із таким малим струмом хіба що для якихось допоміжних кіл, чергового режиму тощо. А отже, цілком можливо, що решта живлення береться від другого БЖ, який якраз і живиться від додаткового виходу.
А може, це взагалі був якийсь хитрий світлодіодний світильник...

1, 2. Пробне ввімкнення: на основному виході 24 вольти, споживання без навантаження — близько 1 Вт.
3. На другому виході, до стабілізатора, 7.9 вольта, але під навантаженням основного виходу воно, звісно, трохи підніметься.
4. А от вихід для світлодіодів мені не вдалося нормально запустити: якщо періодично подавати 5 вольт на вхід LED EN, то на цьому виході виникає стрибок напруги приблизно до 70 вольт. Але напруга є, поки на вхід керування надходять імпульси; варто подати 5 вольт безперервно — вихід вимикається. Маніпуляції з входом LED ADJ нічого не дали. Якщо чесно, цей вихід мене не дуже цікавив, і думаю, що його можна запустити, тим паче документація на мікросхему є.


Оскільки назовні з блока живлення не виведено безпосередньо жодної напруги, довелося під'єднуватися дротами прямо до контактів на друкованій платі.


Тест під навантаженням показав, що з основного виходу можна знімати до 4.4–4.6 ампера, далі спрацьовує захист. Причому захист із фіксацією: щоб скинути його, треба знеструмити БЖ на 1–2 хвилини.
Напруга стабілізується чудово: на початку тесту навантаження показало 24.28 вольта, а за струму 4.5 А напруга зросла на 10 мВ.


ККД вимірювався в діапазоні струмів навантаження від 0.5 до 4.5 А, і тут усе типово: не гірше й не краще, ніж в інших блоків.
Шкала по горизонталі кратна струму 0.5 А.


А от пульсації приємно порадували: лише в режимі без навантаження через «зелений режим» був великий розмах, а за струмів 1.5, 3.0 і 4.5 А максимум становив 35 мВ, та й то великий розмах був лише в режимі півторакратного перевантаження.
При цьому пульсації вимірювалися прямим підключенням, тобто без фільтра С+С.


На низькій частоті розгортки стали помітні проблеми за струму 4.5 А. Спочатку в мене вже були невеликі «гойдання», але тепер стала зрозуміла їхня причина: БЖ явно був перевантажений.
Але за струмів 1.5 і 3 А все пристойно.


Через не дуже зручну конструкцію для термопрогону блок живлення довелося розмістити вертикально, паралельно вимірювався дрейф напруги залежно від температури.


Тест проходив у чотири етапи по 20 хвилин кожен, струм навантаження становив відповідно 1, 2, 3 і 4 А. Як видно зі скриншота, блок живлення не перейшов у режим захисту, та й напруга трималася стабільно.


Температуру основних компонентів вимірював пірометром. Лише наприкінці температура ШІМ-контролера сягнула 100 градусів, тож тут усе чудово.


Крім того, наприкінці кожного етапу робилося термозображення. Зазвичай я розміщую лише знімки останніх етапів тесту, але цього разу хочу показати всі.

Річ у тім, що на платі був компонент, який сильно нагрівався, але до списку вище не потрапив — знайшов я його вже потім.
1. 20 хвилин за струму 1 А. На фото добре видно ділянку з високою температурою неподалік від ШІМ-контролера, але сам контролер явно не може так нагріватися за такої невеликої потужності.
2. 20 хвилин за струму 2 А. Температура компонентів зросла, термістор став добре помітний, але максимум температури все одно переміщується в те саме місце, що й раніше.
3. Низьковольтна сторона наприкінці другого етапу.


1. 20 хвилин за струму 3 А — це максимальна потужність цього БЖ. Компоненти прогрілися, але знову помітний лише один дуже гарячий компонент, на тому самому місці, що й раніше.
2. 20 хвилин за струму 4 А. Усе те саме, тільки температура компонента, за яким спостерігаємо, зросла до 112 градусів.
3. Низьковольтна сторона плати наприкінці четвертого етапу — тут нічого критичного.


Звісно, мене зацікавило, що ж там так нагрівається, але через те, що тепловізор погано фокусується на малій відстані, довелося трохи помучитися.
1. Зручніше розташував блок живлення, сумістив зображення з ІЧ-камери та звичайної камери — чітко бачу компонент, що нагрівається.
2. Оскільки компонент стояв ребром, я трохи його зігнув, і тепер його краще видно.
3. І зрештою це виявився керамічний конденсатор 220 пФ.


Ось він у центрі фото


Судячи з усього, цей конденсатор фактично під'єднаний паралельно до високовольтного транзистора. Я зустрічав подібне підключення, але таке нагрівання — якось дивно. Можливо, через глянцеву поверхню конденсатора вимірювання було неточним: тепловізор показував трохи менше, але навіть якщо температура була на 20 градусів нижчою, то, як на мене, це все одно забагато.


Зі стабільністю напруги як під навантаженням, так і залежно від температури все чудово. На гарячому БЖ за струму 4 А напруга становить 24.256 вольта; після зняття навантаження вона знизилася на 2 мВ, а після охолодження, також без навантаження, піднялася на 13 мВ.
Думаю, основна заслуга в тому, що вузол дільника кола ЗЗ розташований досить далеко від компонентів із високою температурою.


Людина, яка надіслала цей блок живлення, написала, що у відгуках була інструкція, як зробити його регульованим.


Пропонується змінити кілька резисторів кола ЗЗ і встановити змінний резистор для регулювання. У такому варіанті напруга, за задумом автора переробки, має змінюватися в діапазоні 10.3–32 вольти.


Скажу чесно, до подібних переробок я ставлюся скептично, адже в такому разі БЖ працюватиме в неоптимальному режимі. Причому виходить так, що верхню межу обмежує надійність вузла, до якого входять високовольтний транзистор і снабер, а нижню — зрив роботи через зниження напруги живлення ШІМ-контролера.

Перевіряти верхню межу немає сенсу, а от нижню можна спробувати. Усю схему переробляти не буду, зміню лише номінал верхнього резистора дільника.

1. Паралельно верхньому резистору 20 кОм підключив змінний резистор номіналом 22 кОм і послідовно з ним — постійний на 1 кОм. Після ввімкнення отримав близько 14 вольт..
2. Якщо зменшувати опір змінного резистора, напруга без проблем знижується до 10 вольт; якщо ще нижче, БЖ починає перезапускатися. Цей тест проводив із навантаженням у вигляді малопотужної лампочки, підключеної до виходу LED, де в неактивному режимі ті самі 24 вольти через діод.
3. Трохи підняв напругу: за 10 вольт БЖ почав працювати стабільно.
4. Але щойно зняв навантаження, напруга піднялася на 0.4 вольта.

Результат був цілком передбачуваний: якщо не вживати спеціальних заходів, то в подібних режимах БЖ працюватиме не зовсім коректно, адже зміна напруги більш ніж на +/-10-20% — це вже забагато.



Висновки.
Плата однозначно цікава, а за такі гроші — тим паче. Цікава вона насамперед не сама по собі, а для використання в якихось «розумних» пристроях, адже має не лише силові 24 вольти, а й низьку напругу, драйвер світлодіодів, керування вентилятором і керований силовий вихід.
Заявлені параметри плата забезпечує; також вихід 8 вольт (до стабілізатора) явно може видавати більше за вказані 0.5 А.

Але, мабуть, є два зауваження. Перше стосується громіздкості конструкції, друге — наявності роз'ємів у колі ЗЗ. Так, контакти дубльовані, але якщо запустити лише високовольтну плату, на вході дільника ЗЗ не буде напруги, і БЖ може вийти з ладу.

Наразі плати немає в продажу, але я чомусь упевнений, що вони ще з'являться — якщо не в цього продавця, то в іншого. Також цей БЖ є гарним прикладом того, що за бажання на ТаоБао можна знайти цікаві речі за відносно невеликі гроші, навіть з урахуванням доставки.

На цьому в мене все, і ще раз дякую за цікавий блок живлення.