Ще два класичні блоки живлення на 250 і 360 Вт, 12 В

Продовження серії оглядів блоків живлення — і знову класика: імпульсні блоки живлення на, здається, вічних TL494 та їхніх аналогах.

Нагадую: щоб постійно 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


Цей огляд буде дещо коротшим за попередній: по-перше, тут два блоки, а не три, а по-друге, ці блоки живлення насправді не надто відрізняються від молодших моделей. Проте проведу ті самі тести — куди ж без них.

Отже, пара блоків живлення, упакованих також у картонні коробочки, хоча різницю помітно вже тут: один із пасивним охолодженням, другий — з активним.


Як ви, мабуть, уже здогадалися, блок із пасивним охолодженням — на 250 Вт, а з активним — відповідно на 360.
Модель на 250 Вт має розміри 20х110х49мм, що трохи більше, ніж у попередніх.
Модель на 360 Вт ще більша — 215х114х49мм.
До речі, я якось не замислювався: чи існують якісь стандарти на розміри корпусів таких блоків? Ну, щось на кшталт відповідності потужності розміру чи подібне?

Розташування кріпильних отворів, звісно, теж відрізняється, що й зрозуміло: корпуси явно різні.
На наклейках обох блоків зазначені короткі характеристики, щоправда, у моделі на 250 Вт чомусь вказаний струм 20А, що відповідає потужності 240 Вт, а для 250 Вт потрібно близько 21А.


Клемники, регулювання, індикація — загалом усе приблизно схоже. Виходи виведені на дві групи по три контакти, клемники мають кришки з фіксатором.


Перед оглядом — трохи спостережень. На фото добре видно, що компонування блоків хоч і схоже, але має й помітні відмінності; щонайменше воно дзеркальне. При цьому в моделі без вентилятора воно таке саме, як у попередніх, а у варіанті з активним охолодженням компоненти розташовані дзеркально.

Взагалі, справедливості заради, я не дуже люблю пристрої з активним охолодженням, але, на жаль, за потужності вище певного значення зазвичай уже встановлюють вентилятор. Звісно, за бажання можна зробити блок значно потужнішим і з пасивним охолодженням, але це суттєво підвищує ціну: або через купу алюмінію, або через дорожчу елементну базу та схемотехніку.
Скажу більше: мені частіше траплялися блоки живлення на базі тієї ж TL494 із пасивним охолодженням потужністю максимум до 200 Вт, а тут — 250. Ну, подивимося, як він із цим упорається.


Тут я теж якось замислився: здається, мені траплялися варіанти блоків із пасивним охолодженням і таким самим «дзеркальним» компонуванням. Звісно, йдеться про «класику», бо, наскільки пам’ятаю, у блоків живлення Мінвел LRS 200 b 350 компонування однакове, хоча перший пасивний, а другий — із вентилятором.



Почнемо, звісно, з менш потужної моделі, PTA-250W-12V — посилання.
До речі, на сторінці товару струм зазначений правильно — 20.8А, що відповідає потужності 250 Вт.

Модель із пасивним охолодженням, і особисто я вважаю, що для цієї схемотехніки, конструкції та елементної бази це максимум, якого можна досягти без застосування активного охолодження або здорожчання блока.


1. Є вхідний фільтр, але термісторів тут уже два, на відміну від попередніх блоків.
2. Конденсатори невідомого виробника з дивною назвою Borunda, заявлена ємність — 470мкФ
3. Компонування та схемотехніка типові для таких блоків живлення, побудованих на базі TL494, KA7500 та подібних мікросхем.
4. Транзистори також звичні — 13009


У вихідній частині виробник вніс більше змін. По-перше, для вихідної діодної збірки додано радіатор — цілком типове рішення, яке справді може поліпшити тепловий режим вихідного випрямляча. По-друге, на відміну від моделі на 120 Вт, тут вихідний дросель намотаний на двох кільцях замість одного.


1. Вихідна діодна збірка на 30 ампер і 100 вольт — на мій погляд, це впритул, і я б поставив дві паралельно.
2. Шунтів тут уже два, що й зрозуміло: струм понад 20А. А от дросель намотаний тими самими трьома проводами, що, на мій погляд, замало, тим паче місця для проводу явно вистачає.
3. Вихідні конденсатори — 3300мкФ 16 вольт, три штуки; особливих зауважень тут немає.
4. У критичних місцях застосовано Y-конденсатори, тут також жодних питань.



Фактична ємність вхідних конденсаторів — 320-330мкФ за заявлених 470, тобто фактично на один ступінь обманули, якщо рахувати за рядом E6 (100, 150, 220, 330, 470 і 680).
З вихідними все гаразд, до ємності зауважень немає.




Плату вийняти дуже просто: знімаємо фіксатори транзисторів і діодної збірки та викручуємо один гвинт — і все.
Це фото зроблено вже після тестів, щоб не порушувати умови тестування.



З монтажем і трасуванням загалом зауважень немає.


У найвужчих місцях у платі зроблено прорізи, загалом тут усе гаразд.


Повний діапазон регулювання становить 10.66–12.54 вольта. Зазвичай діапазон регулювання вгору ширший, а тут буквально впритул до 12 вольт — навіть незвично. Втім, для невеликого коригування, якщо навантаження живиться через відносно довгі дроти, цілком підійде.


ККД цього блока живлення теж цілком звичайний — близько 82%. Дається взнаки ціна: хочеш вищий ККД — будь готовий викласти більше :(
Перевіряв у діапазоні 1–23А, при 24А БЖ пішов у захист від перевантаження.


До ВЧ пульсацій претензій узагалі немає. Результати без навантаження та при струмах 7, 14 і 21А: навіть за максимального навантаження повний розмах становить близько 50мВ, що є чудовим результатом.


З НЧ пульсаціями на частоті 100 Гц картина, звісно, гірша, але, як і зазвичай, це було передбачувано: ємність фільтра — 160мкФ, а навантажуємо ми його на 250 ватт.
Як то кажуть, не те щоб зовсім погано, але могло б бути й краще, якби поставили конденсатори з реальною, а не лише заявленою ємністю 470мкФ.


І, звісно, те, на чому провалюється чимало китайських блоків живлення, — випробування під навантаженням.
Як завжди, спочатку фіксуємо початкову напругу без навантаження. Тут я налаштував її на 12.028 вольта.



1. Навантажуємо приблизно на 50% потужності, напруга просіла до 11.974.
2. Прогріваємо в такому режимі приблизно 20–30 хвилин, іноді 40. Я зазвичай просто чекаю, поки блок живлення увійде в режим, у якому температура майже не зростає. Після цього збільшую струм навантаження до 100%. На фото — 20А, трохи згодом я підняв до 21А, напруга просіла ще трохи: це залежність напруги від струму навантаження.
3. Чекаємо ще приблизно 30–40 хвилин і дивимося: напруга трохи знизилася — це залежність напруги від нагрівання дільника ЗЗ.
4. Знімаємо навантаження, напруга піднялася до 11.991. Це водночас і залежність напруги від струму навантаження, і від температури — залежить від того, що саме рахувати.

У підсумку отримали, що зі збільшенням потужності навантаження напруга знижується приблизно на 50–70мВ на 10А струму, а через температуру — приблизно на 40мВ між гарячим і холодним станом. На мій погляд, це чудовий результат, особливо якщо врахувати, що тут у колі ЗЗ стоїть підлаштувальний резистор, опір якого зазвичай сильніше залежить від температури, ніж у постійних резисторів.



А що в нас із температурою компонентів?
Спочатку результати за 50% навантаження.
1. Обмотка трансформатора — 57.7, чудово
2. Транзистори — 48.6, чудово
3. Вихідна діодна збірка — 73.9. Якось забагато з огляду на 50% навантаження. Якщо вважати, що в кімнаті було 25 градусів, то перегрів становив приблизно 50 градусів; за повної потужності очікувана температура буде ще приблизно на +50 градусів вищою, тобто щонайменше 125.
4. Вихідний дросель — 71 градус, теж хотілося б менше.



Повне навантаження — 250 ватт.
Тут, звісно, загальна картина погіршилася.
1. Обмотка трансформатора — 107, загалом нормально, особливість поясню пізніше.
2. Транзистори — 76.2, чудово, ще й із великим запасом.
3. Вихідна діодна збірка — тепловізор перевантажений, понад 136 градусів. Пізніше я з'ясував, що там було близько 140, тобто навіть вище за очікувані 125 — тут явно перегрів.
4. Вихідний дросель — 123, забагато.

За результатами тестів можу сказати, що без примусової циркуляції повітря цей БЖ не зможе довго видавати свої 250, а якщо температура повітря стане вищою, ситуація погіршиться ще більше. На мою думку, це дуже хороший БЖ на 200 Вт тривалої потужності, але 250 Вт може віддавати лише відносно короткочасно.




Другий блок живлення, PTA-360W-12V, посилання.
Модель на 12 В, 360 Вт, 30 А.

Тут уже застосовано активне охолодження, але, справедливості заради, варто сказати, що вентилятор досить тихий, терморегулювання не має й працює постійно, що, звісно, засмучує.



Компонування типове, власне, тут складно вигадати щось нове.


Є мережевий фільтр, застосовано Y-конденсатори, термісторів два, встановлені паралельно.
Вхідні конденсатори — усе та сама Borunda, але вже заявлено 680 мкФ.


Вузол ШІМ-контролера, як я писав, — усе та сама класика, KA7500, вона ж TL494, DBL494 тощо.


1. А ось транзистори тут D209L, по суті ті самі 13009, але іншого виробника. Мабуть, єдине, чим ця модель відрізняється від попередніх, — застосування теплорозподільної пластини.
2. На відміну від попереднього БЖ, де вихідний дросель намотаний на осерді з розпиленого заліза, тут використали сендаст, як і в моделях на 150 і 200 Вт, тому ефективність такого рішення буде вищою. Але знову намотали лише в 3 нитки, що для струму 30 А замало.
3. Діодні збірки на 30 А, 100 В, як і в попередньому, але тут їх дві, з’єднані паралельно.
4. Конденсатори на виході — 3300 мкФ, 16 В, так само, як і в попередньому.



Шунтів три, у попереднього було два, але й струм був у півтора раза менший. Ні, звісно, можна зробити на той самий струм і два, і чотири шунти, але за інших однакових умов можна умовно вважати, що тут один шунт на 10 А струму.
Поруч роз’єм вентилятора, а біля нього місце для паяння термодатчика, але схема примітивна: терморезистор увімкнений послідовно з вентилятором, а сам терморезистор, найімовірніше, мав прилягати до вихідного дроселя.


Трансформатори обох БЖ дуже схожі, але в моделі на 360 Вт встановили трохи більший. Зовнішні розміри магнітопроводу: 44х40х13 мм у 250-ватної моделі (ліворуч) і 46х40х13 мм у 360-ватної. По суті, вони майже однакової потужності, але потужніший варіант від перегрівання рятує активне охолодження.


1. Ємність вхідних конденсаторів — 213х2=426 мкФ, заявлено 680. Власне, знову маємо завищення зазначеної ємності на один крок у ряду E6, адже 426 близько до 470 мкФ, а наступне значення в цьому ряду — 680 (100, 150, 220, 330, 470, 680). Чесно, не розумію, навіщо? Ну вкажіть ви реальну ємність, адже цей параметр легко перевірити, а рейтинг виробника одразу падає на одну позицію.
2. На виході вийшло навіть більше за заявлені 3з3300=9900 мкФ, тут без питань.


Виймаємо плату з корпусу, тут вона тримається вже на п’яти гвинтах плюс притискачі компонентів. Зазначу, що
Спочатку подумав, що теплорозподільники приклепані до корпусу, але ні, у них просто є видавлені штифти, щоб вони не зміщувалися.
Це фото зроблено вже після тестів (як і для попередньої моделі), щоб не порушувати умови тестування. Після розбирання я наніс термопасту між корпусом блока й пластинами для кращого відведення тепла.



Загалом до плати зауважень немає: зазори є, паяння акуратне, плата чиста — приємно взяти в руки.


Єдине, незрозуміле призначення прорізу (позначено синім) там, де зазор і так явно більший, тоді як праворуч є досить довга ділянка, де доріжки первинної та вторинної сторін проходять явно ближче одна до одної (позначено червоним). Я б рекомендував збільшити відстань між доріжками.
Під трансформатором зазор, можливо, зроблено на випадок потрапляння пилу згори. Тим паче БЖ має активне охолодження, а отже, під трансформатор може заносити пил. У такому разі я б продовжив проріз угору.




Діапазон регулювання вихідної напруги не дуже великий — приблизно від 11 до 12.8 В.



ККД оцінювався в діапазоні 1–36 А, за 37 А БЖ пішов у захист. У результаті я отримав приблизно 83-84%, що трохи вище, ніж у попереднього. Припущу, що це частково зумовлено меншим активним опором вихідного дроселя.



ВЧ пульсації вимірювалися без навантаження та за струмів 10, 20, 30А і були більшими, ніж у моделі на 250 ват.
За максимальної потужності повний розмах становив приблизно 100мВ, що є цілком нормальним результатом, особливо з огляду на вихідну потужність блока живлення. Та що там казати, такий розмах пульсацій трапляється навіть у невеликих блоках живлення потужністю 20-30 ват, і це я ще не згадую дешеві китайські «зарядки».


На НЧ з'являються пульсації на 100 Гц, але сказати, що вони надто великі, не можна — усе в межах норми з огляду на ємність вхідних конденсаторів. Якщо збільшити ємність, розмах пульсацій приблизно пропорційно зменшиться, тим паче що для більшості навантажень вони не надто критичні.

Мене тут якось запитували, що означають ВЧ і НЧ пульсації.
ВЧ пульсації — це пульсації вихідної напруги на частоті перетворення інвертора, вони «гадять» в ефірі, нагрівають ваші конденсатори тощо. Але є важливий нюанс: їх відносно легко придушити навіть проводами від блока живлення до навантаження, особливо якщо після цих проводів стоїть конденсатор, а якщо встановити LC-фільтр, то їх узагалі можна зменшити майже до нуля.
НЧ пульсації — це викиди на частоті мережі, адже після конденсатора мережевого фільтра напруга змінюється синхронно з подвоєною частотою мережі. Ці пульсації можна придушити або збільшенням ємності конденсаторів фільтра, або інвертор має вміти відпрацьовувати зміну вхідної напруги з такою частотою. Певною мірою їх можна зменшити, збільшивши ємність вихідних фільтрів, але тут ситуація складніша. Зазвичай вони впливають на пристрої, вимогливі до якості живлення, наприклад підсилювачі звуку, де проявляються у вигляді фону 100 Гц.

Ну а в підсумку на виході БЖ маємо пульсації з частотою перетворення, модульовані частотою 100 Гц, і якщо під'єднати до виходу довгий провід, то отримаємо передавач, що працює на частоті 50-100кГц (довгі хвилі) і передає в ефір звук із частотою 100 Гц з амплітудною модуляцією.



Режими навантаження цього БЖ я перевіряв не лише за 50 і 100% навантаження, а вирішив трохи розширити тест і додатково перевірити за 110% навантаження (33 ампера).
1. Без навантаження встановлено 12.029 вольта
2. За струму 15А маємо 12.024 вольта — просто чудово
3. На теплому БЖ і за струму 30А напруга просіла до 11.993 — також дуже хороший результат.
4. На гарячому БЖ за струму 33А напруга знизилася до 11.951 вольта, що також більш ніж нормально.
5. Після прогрівання за струму 33А напруга становила 11.932 вольта
6. Після зняття навантаження отримав 11.945 вольта.

Як на мене, результати цілком нормальні: є певна залежність напруги від температури й зовсім невелика залежність від струму навантаження, зауважень у мене немає.


Ну а що там із температурами?
Спочатку результати за 50% навантаження.
Обмотка трансформатора — 48 градусів, чудово
Транзистори — 39.7, чудово
Діодна збірка — близько 60, нормально
Дросель — 40, чудово.



За 100% навантаження:
Обмотка трансформатора — 108, забагато, але терпимо.
Транзистори — 72, чудово
Діодна збірка — 113, цілком нормально
Дросель — 88, чудово.



Навантаження 110%:
Обмотка трансформатора — 130 градусів, забагато
Транзистори — 91, цілком нормально, навіть із запасом
Діодна збірка — 127 градусів, з огляду на 10% перевантаження цілком терпимо.
Дросель — 101 градус, також нормально за умови, що БЖ працює з перевантаженням.

Коротке пояснення щодо температури діодної збірки. На термознімку ви можете бачити, що поруч із діодною збіркою є ділянки з явно вищою температурою. Думаю, тут сильно нагріваються невеликі перемички, а також доріжки з відносно невеликим перерізом. Тобто певною мірою не діодна збірка нагріває плату, а навпаки — плата нагріває діодні збірки.

На температуру могло вплинути й те, що кришку не встановили на місце, а фактично просто поклали зверху, що погіршує охолодження. Також я вже потім помітив, що кришка клемника була піднята й перекривала забір повітря з торця. Не скажу, що все це сильно впливало, але в будь-якому разі могло підвищити температуру на кілька градусів з боку вихідної частини БЖ.





І ще одне пояснення, про яке я планував написати ще в частині про модель на 250 ват.
Я спеціально писав, що йдеться про температуру не трансформатора, а його обмотки — це не одне й те саме. Річ у тім, що обмотка менш чутлива до високої температури. Ні, для неї це теж недобре: лак може деградувати, опір міді зростає під час нагрівання, але набагато критичніше, щоб не перегрівався магнітопровід. Річ у тім, що ферит (і не тільки) за підвищення температури понад певне значення (точку Кюрі) перестає бути магнітопроводом, що в найкращому разі призведе до спрацьовування захисту (якщо контроль ведеться з первинного боку), а в найгіршому — до виходу блока живлення з ладу (якщо контролюємо струм із вторинного боку).

Так от, за навантаження 100 і 110% температура магнітопроводу в цієї моделі блока живлення становила 73 і 80 градусів відповідно, за безпечного значення 100. Звісно, внутрішня частина магнітопроводу нагрівалася явно сильніше, тому критичні обидві температури, але, на мій погляд, температура фериту важливіша.
Тут можна сказати, що певний запас навіть є, і це, звісно, добре, але цей запас забезпечує вентилятор, який може запилитися або зупинитися, тому завжди контролюйте справність системи охолодження.




Висновки.
До якості складання й акуратності в мене зауважень немає, особливо з огляду на ціну. Паяння акуратне, плата чиста, і це стосується обох моделей.
До пульсацій також претензій немає, я б навіть сказав, що з ВЧ усе дуже добре, а картину на НЧ псують конденсатори з меншою ємністю.
До речі, одразу про конденсатори: в обох блоках живлення встановлено конденсатори, ємність яких на один крок менша за заявлену на корпусі. Якби ж ємність відповідала заявленій, то вона відповідала б і потужності блоків живлення. Тобто, грубо кажучи, за маркуванням усе цілком гаразд, але реальна ємність помітно нижча за вказану.
Щодо потужності. Особисто я вважаю, що модель на 250 ватів не зможе тривалий час віддавати таку потужність, реально, думаю, ближче до 200–220. Якщо вважати її 200-ватною, то все взагалі чудово, але протягом відносно короткого часу (годин) вона може віддавати й 240–250, хоча краще не перевищувати 220 ватів.
У моделі на 360 ватів ситуація з потужністю помітно краща, але це заслуга не електроніки чи компонентів, а активного охолодження. Хоча навіть тут я б не рекомендував тривале навантаження понад 330 ватів: усе-таки завжди краще не навантажувати блоки живлення впритул до межі, а залишати запас близько 20%.

На сьогодні в мене поки що все, сподіваюся, було корисно, і, як завжди, буду радий вашим коментарям.
І ще раз дякую Віталію за надані для тестування блоки живлення.