SCP-35-12 — ну дуже дивний ДБЖ від Meanwell

Ця стаття з’явилася спонтанно: кілька днів тому мені написав товариш — перестав працювати ДБЖ від Mean Well, тримає десь півтори години й вимикається, хоча батарея там, здається, 12+12 А·год. До речі, саме цей товариш раніше надсилав мені ще один ДБЖ від Mean Well, щоб переробити його на ДБЖ :)

Нагадую: щоб завжди бути в курсі нових тем у блозі, рекомендую підписатися на мій інстаграм, де я публікуватиму сповіщення про всі нові теми й, можливо, писатиму просто про щось цікаве — посилання на акаунт

Також підписатися на оновлення та нові статті можна в телеграм-каналі — https://t.me/KirichBlog


Коротше, я сказав, щоб надсилав, бо зазвичай тут буває два варіанти: або батарея не заряджається, або щось не так із ланцюгом контролю напруги. Якби я тоді знав, наскільки все запущено, то… то сказав би не надсилати, бо сенсу немає, і статті тоді теж не було б. Але сенс усе одно є.
Заодно попросили збільшити струм заряджання, якщо це можливо, і зробити кнопку для примусового запуску під час заміни батареї.

Так, звісно, батарея може мати меншу реальну ємність, а навантаження — споживати багато, але розбиратимемося послідовно.


Отже, отримав я коробочку з ДБЖ, модель SCP-35-12. Моделі AD-55 і AD-155 я знаю вже давно, як і їхні відносно новіші версії, а цю бачу вперше.
До речі, припускаю, що це був попередник моделей серії AD. Після них вони випустили PSC-160A-C — і це справді цікавий ДБЖ. Крім того, у них є ДБЖ, які підключаються до звичайного блока живлення і, по суті, є посередником між БЖ, навантаженням і батареєю, причому є варіант для DIN-рейки.


Є дві версії цього ДБЖ — на 12 і 24 вольти. У мене в руках перший варіант.


Підключення просте: клемник для підключення до мережі, клемник для підключення навантаження, пара дротів до батареї та три дроти з роз’ємом, на який виведено живлення й сигнал про зникнення напруги. Фактично це ті самі 12 вольт, але без резервування.
Так, є ще підлаштувальний резистор і роз’єм для підключення термодатчика.

Одразу зазначу ідіотську конструкцію кришки: зняти її заважає конденсатор, а поставити — тим паче. Он навіть ізоляція вже пошкодилася.


Ідея з термодатчиком цікава: туди підключається терморезистор на 100 кОм, і отримуємо корекцію напруги заряджання залежно від температури — дуже корисно.


Плата з різних ракурсів. Загалом типовий БЖ від Mean Well, я б навіть сказав, що нічого незвичайного — найтиповіший.




На вході — мережевий фільтр, запобіжник маленький, варистора немає, решта нормально. Є термістор, але маркування не видно. На виводи діодного моста надягли феритові трубочки; до речі, тут вони є на досить великій кількості компонентів.
Вхідний конденсатор — 82 мкФ, для БЖ на 35 Вт цілком із запасом.


1. Високовольтний транзистор P9NK70
2. Конденсатор живлення ШІМ-контролера
3. Два оптрони: один — зворотний зв’язок за напругою, другий, очевидно, захист від перенапруги на виході.
4. Вихідна діодна збірка X12SL

Знову ж таки, усюди класика БЖ цієї фірми.


Плата тримається на одному гвинтику. Це, до речі, зручно: мені подобається, що вона не прикручена до корпусу, — менше мороки з термопастою.


Монтаж односторонній, що ще раз свідчить про те, що БЖ явно розроблений давно.


ШІМ-контролер має маркування 1203P60, і це ніщо інше, як NCP1203 від OnSemi. Навіщось залили герметиком.




У первинному колі стоїть шунт на 0.5 Ома, думаю, це буде корисно тим, хто ремонтуватиме цей БЖ.
Також на гарячій стороні є невеликий тиристор — тригерний захист від перенапруги, типове рішення для Мінвела.


На виході стоїть зв’язка з трьох конденсаторів, 1800+470+470мкФ, усі на 25 вольт, усі фірмові — класика.


З фільтрацією виробник явно добряче заморочився: і ємності із запасом, і на дроселях не заощаджував. У підсумку коло має такий вигляд:
1800мкФ - дросель - 470мкФ - двообмотковий дросель - 470мкФ.


Вмикаю — на виході 13.86 вольта, загалом трохи завищено, але не критично.


А далі я вирішив спочатку подивитися на блок-схему й розумію, що бачу якусь нісенітницю. Перевірив за платою — справді нісенітниця.
Річ у тім, що цей БЖ, по суті, є просто зарядним пристроєм, адже навантаження завжди під’єднане до акумулятора. Хіба що сам акумулятор під’єднується через запобіжник.
Ні, рішення просте, дубове, але вже надто ламерське.

Фактично маємо зарядний пристрій із режимом CC/CV, вихід якого через діод (насправді зворотний зв’язок береться вже після діода, у схемі помилка) під’єднаний до акумулятора, до якого під’єднане навантаження.
Тобто жодних кіл захисту від надмірного розряджання тут узагалі немає. Якщо з навантаженнями, які самі вимикаються за 12 вольт, усе гаразд, то в разі під’єднання навантаження, яке може працювати і від 5 вольт, і від 12 (наприклад, багато роутерів), буде біда.

Так, тут фактично взагалі немає нічого, крім зарядного пристрою, захисного діода (захист від саморозряджання акумулятора через кола БЖ) і запобіжника.
Ну й ну...



Заявлено, що вихідний струм становить 2.6А, перевіримо.
Навантаження працювало в режимі CV (це важливо для перевірки подібних пристроїв), а я імітував напругу на акумуляторі в діапазоні 12-14 вольт.
Видно, що за 9 вольт струм близько 4.5А. Фактично, якщо у вас немає навантаження, це буде струм заряджання акумулятора. І якщо у вас стоїть типова батарея на 7Ач, для неї це дуже погано. Хто не знає — подивіться, який струм заряджання на ній зазначено.
Зі зростанням напруги, тобто під час заряджання акумулятора, струм знижується. По суті, БЖ стабілізує не струм, а радше потужність, адже шунт стоїть у первинному колі.

За напруги близько 12.5-13 вольт, що відповідає основній частині процесу заряджання, струм становить близько 3.7А, що також явно більше за 2.6А.
За напруги 13.7 вольта струм почав помітно падати. Скажу, що це дуже непогано, адже він тримався на пристойному рівні майже до самого верхнього порога, і це попри те, що навантаження було під’єднане через відносно довгі дроти.

Далі струм знижується ще більше, і за 13.9 він став майже нульовим — усе чудово.



Просто з цікавості вирішив провести тест і подивитися, як нагріватиметься цей блок живлення в різних режимах, адже струм перевищено майже в півтора раза.
Для цього використав одне з тих навантажень, які чекають на свого нового власника :)
Режим роботи той самий — CV.


Перевіряв через довільні проміжки часу, приблизно по 40 хвилин, але за різної вихідної напруги: 12, 12.8, 13.5 і 13.7 вольта, імітуючи процес заряджання акумулятора. Потужність навантаження в перших трьох режимах становила 45-50 ватт, а в останньому — 33 ватта.


І мушу зазначити, що з погляду нагрівання блок поводився дуже непогано.
Перший тест — 12 вольт, вважаємо, що це початок заряджання акумулятора. Найгарячішим компонентом був вихідний захисний діод — 107 градусів, на другому місці вихідний діод, а на третьому — транзистор інвертора, лише 72 градуси.


За 12.8 вольта ситуація майже не змінилася.


А от за 13.5 вольта блок зміг мене здивувати: потужність була приблизно на 10% більшою, ніж у перших двох тестах, але температура транзистора була нижчою. Припускаю, що БЖ працював у оптимальнішому для себе режимі. Температура діодів знизилася, найімовірніше, через те, що трохи впав вихідний струм.


За напруги 13.7 вольта температури передбачувано знизилися, адже потужність упала до 33 ватта. Вважаємо, що умовний акумулятор умовно заряджений.


Загалом схема робоча, єдине — треба враховувати, що зі струму заряджання відніматиметься струм споживання навантаження, тобто що більший струм навантаження, то менший струм заряджання акумулятора. Наприклад, якщо ваше навантаження споживає 2 ампери, то струм заряджання становитиме близько 1.7, адже в середній точці струм стабілізації дорівнює 3.7А.

Але що робити з відсутністю вимкнення? Найпростіший варіант — встановити літій-залізо-фосфатний акумулятор і плату BMS: це одразу розв’яже всі проблеми. До того ж акумулятор служитиме довше за малих навантажень, адже такі акумулятори краще витримують великі струми заряджання.

А якщо батарея свинцева?
Рішення теж є — у вигляді подібної плати захисту.


Або, можливо, навіть такої — може, навіть кращої, адже тут є регулювання порога.


Різниця між платами в тому, що перша має кнопку «старт», а друга — ні.
У першому випадку після спрацювання захисту, коли живлення відновиться, доведеться натиснути кнопку, щоб реле підхопило живлення.

Я намалював обидва варіанти. У першому випадку (умовно) реле й схема контролю можуть живитися від виходу схеми. У такому разі після спрацювання захисту схема повністю знеструмлюється, але сама запуститися не може, тому на короткий час треба натиснути кнопку.

У другому випадку натискати кнопку не потрібно, але після вимкнення схема може знову ввімкнутися, якщо напруга на акумуляторі підніметься вище порога спрацювання.



На мій погляд, перший варіант явно гірший, особливо якщо ДБЖ стоїть десь далеко або в незручному місці. Але що робити з автоматичним запуском?
А тут усе дуже просто: другу схему можна під’єднати входом до ДБЖ, а виходом — до батареї. Тоді все працюватиме так: напруга падає, реле вимикається, а живлення зі схеми водночас знімається, адже фактично вона живилася через ці контакти. Коли блок живлення знову запрацює, на цьому вході з’явиться 13.8 вольта, реле знову ввімкнеться й під’єднає батарею, а схема знову буде повністю готова до заряджання та розряджання.

Плату з кнопкою можна встановити з будь-якого боку ДБЖ — хоч між ним і навантаженням, хоч між ним і батареєю, але доведеться натискати кнопку.

Підключення навантаження показано умовно, але насправді різниця лише в тому, що за правильного підключення до клем ДБЖ там буде ще й запобіжник, а суть залишиться тією самою. Головне — місце підключення плати та напрямок її входу й виходу.




На цьому, мабуть, усе. Хочу сказати, що, попри доволі непогану роботу, відносно нормальну якість складання та хорошу елементну базу, схемотехніка частини «ДБЖ» — цілковитий примітив, і в початковому варіанті зі свинцевою батареєю його не рекомендую використовувати. Потрібно або застосовувати плату захисту, або літій-залізо-фосфатний акумулятор із платою BMS, яка, по суті, і є тією самою платою захисту.

Так, такого я якось не очікував.
Щодо початкової проблеми, у мене є кілька теорій (з огляду на те, що раніше все працювало нормально). Перелічу їх у порядку ймовірності, на мій погляд.
1. Зросла потужність навантаження, і ДБЖ не встигає заряджати батарею, яка водночас швидше розряджається.
2. Зменшилася ємність батареї, особливо якщо немає контролю напруги й батарея була перерозряджена, тим паче неодноразово.
3. Зіпсувалася сама батарея, наприклад, одна «банка» замкнулася. Але там стоять 2 батареї паралельно, тому мені здається, що таке навряд чи можливо.

На цьому поки все. Сподіваюся, було корисно, і, як завжди, буду радий вашим коментарям.