Ще пара 12-вольтових блоків живлення, тепер на 500 і 600 ватів

Поки що це останні блоки живлення в такому формфакторі, які потрапили до мене на тестування, але думаю, що в далекій перспективі будуть іще.
Враження залишили двоякі: начебто й непогано, але з «нюансами». Докладніше, як завжди, в огляді.

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


Власне, кардинально нового я сьогодні навряд чи скажу. Як і в більшості китайської продукції, є недоліки, але процес пошуку й підштовхування різних фабрик до внесення змін у їхню продукцію триває, тож думаю, що деякі огляди матимуть продовження.
Загалом мушу сказати, що, як не дивно, китайські виробники йдуть назустріч і намагаються доопрацьовувати блоки живлення за деякими моїми рекомендаціями, і це тішить. На жаль, у моєму особистому спілкуванні з іншим виробником — електронних навантажень — вони демонструють максимальний рівень тупості, але нічого, я не здаюся :)


Отже, переді мною два блоки живлення: один у коробці, другий красивий :)



Самі по собі блоки нічим особливим не вирізняються: один на 500 ватів, другий на 600. Щоправда, є невелика дивина: для моделі на 500 ватів указано струм 40 А, що дає 480 ватів, а не 500, але це вже дрібниці. До того ж на сторінці товару потужність указана правильно — 480 ватів.
Розміри блока на 500 ватів — 215х115х50мм, модель на 600 ватів помітно більша, особливо за товщиною — 240х124х66мм.


Є регулювання вихідної напруги, а також клемник із кришкою. Вихід розведено на 3 контакти для кожного полюса, і за максимального навантаження рекомендую використовувати всі клеми.



Я хотів би сказати, що блоки всередині дуже схожі, але ні: за відносно невеликої різниці в потужності вони дуже сильно відрізняються і матеріалом та кольором друкованої плати, і компонуванням. Мабуть, єдине, що їх об’єднує, — це топологія побудови.




Почну з молодшої моделі, PTA-600W-12V — посилання.

Ця модель дуже схожа на найтиповіший блок у подібному корпусі, думаю, їх навіть не мільйони. А от зелений колір плати й те, що, судячи з відчуттів, це склотекстоліт, а не гетинакс, — дещо незвично. Зелені плати в подібних блоках мені траплялися дуже рідко: зазвичай це або щось зовсім малопотужне, або, навпаки, дуже потужні блоки.




Друкована плата двостороння, що для подібних блоків також трапляється доволі рідко, до того ж така плата зазвичай дорожча.


Цікаво, що тут є повноцінний вхідний фільтр, до якого входять не лише дросель і термістор, а й пара X-конденсаторів і навіть варистор.


1. Варистор на 470 вольтів амплітудного значення — типове номінальне значення.
2. Між дроселем і X-конденсатором причаїлися й маленькі Y-конденсатори.
3. А ось це конкретний косяк: за таке розробників треба бити палицею по руках. Запам’ятайте: варистор завжди встановлюють після запобіжника!!!! А тут чітко видно, що варистор фактично просто підключений паралельно до входу.
4. Вхідні конденсатори того самого незрозумілого виробника, що й у блоках з іншого огляду; заявлена ємність — 680мкФ.


Цікаво, що тут дуже багато вільного місця — буквально шматок плати без деталей.


1. Вузол стабілізатора живлення ШІМ-контролера і... вентилятора. Принаймні термодатчика я не побачив.
2. Власне, ШІМ-контролер KA3845
3. Транзистори PTA18N45, 18 амперів, 450 вольтів.
4. Неподалік від трансформатора сховалися дві оптопари, що зазвичай свідчить про наявність схеми захисту від підвищеної напруги на виході.

Топологія блока живлення — косий напівміст, тут нічого нового.



1. Компонування вихідної частини цілком класичне: пара діодних збірок, дросель і кілька конденсаторів.
2. Діодні збірки різні: ліворуч на 50 А, праворуч на 40 А, напруга однакова — 100 вольтів.
3. Чотири конденсатори по 3300мкф — на мій погляд, для цієї топології та вихідного струму навіть із помітним запасом.
4. Вузол зворотного зв’язку та захисту від перенапруги.



Монтаж плати односторонній, тому знизу порожньо, до електробезпеки питань немає — хіба що неправильно встановлений варистор, але про нього я вже говорив.



Ємність вхідного фільтра — 247 мкФ, а отже, ємність конденсаторів приблизно по 500мкФ, що явно менше за заявлені 680. Хоча насправді для 500 ватів і 340 (два по 680 послідовно) замало, а тут ще й занизили.
На виході все гаразд, сумарно близько 14000мкФ.


Діапазон регулювання вихідної напруги невеликий — приблизно від 11.2 до 12.8 вольта, але не сказав би, що саме регулювання плавне. Втім, це не принципово.




Для тестів використовував пару електронних навантажень, осцилограф, мультиметр, ватметр і тепловізор. Насправді для вимірювання потужності з головою вистачило б і одного навантаження, але ліміт у 40А помітно обмежує можливості, тому довелося використовувати два.




Захист налаштований досить грубо, і контролер починає знижувати напругу приблизно після 54-55А, що явно забагато для блока живлення на 40А.



ККД вимірювався в діапазоні 2-50А з кроком 2А і становив максимум близько 84%. Це не дуже багато, але для китайського БЖ цілком звично.


До ВЧ пульсацій у мене взагалі немає питань: менше ніж 150мВ за струму 40А — це дуже й дуже непогано. Результати без навантаження та за струмів 13, 26 і 40А.


До НЧ складової також жодних претензій. Так, щось просочується на частоті 100 Гц, ємність фільтра мала, але розмах цілком допустимий.


Далі планувався тест під навантаженням, але все пішло якось не так, як планувалося.
1. Без навантаження рівно 12 вольт.
2. За струму 13А на холодну було 11.984 — нормально
3. Після прогрівання струмом 13А було 11.985 — ідеально
4. За струму 26А знизилося до 11.969 — нормально
5. Після прогрівання струмом 26А стало 11.966 — ідеально
6. Підняв до максимальних 40А, напруга знизилася до 11.947 — чудово



Але виставив я 40А, пішов покурити й чую, що навантаження знижує оберти вентиляторів — явно щось не так.
Повертаюся й бачу, що блок вимкнувся. Спробував повторити — знову вимкнення. Знизив струм спочатку до 39А, потім до 35А, потім до 32А, і лише за струму 30А блок зміг працювати тривалий час.


Температури за струмів 13 і 26А — загалом нічого критичного, хіба що один із діодних блоків нагрівається сильніше, ніж очікувалося.


За струму 30А також усе було гаразд, крім температури того самого діодного блока. Усе ж 105 градусів — забагато, хоча й не критично.
З іншого боку, 30А — це дуже далеко від максимальних 40А.



Вирішив уважніше оглянути місця встановлення силових компонентів і виявив, що між теплорозподільною пластиною та корпусом є щілина. Навіть не так — там ЩІЛИНА. Причому і біля діодів, і біля транзисторів, хоча транзистори якраз не перегрівалися.



Зняв пластини, а заразом із цікавості розібрав блок. Також подивився: є термозахист у вигляді термовимикача на 85 градусів, який вимикає живлення ШІМ-контролера. Сам термовимикач встановлений усередині притискної планки діодів.
Приміряв і зрозумів, що корпус у місцях кріплення трохи вигнуло. Спробував виправити, потім наніс термопасту між пластиною та корпусом біля діодів і транзисторів, зібрав назад, але не сказав би, що візуально щось змінилося.


Спочатку запустив тест на пів години зі струмом 26А — нормально, потім підняв до 32А — також без проблем. Але щойно підвищив струм до 35А, знову отримав вимкнення через перегрівання.
На цьому я закінчив експерименти, бо не бачу сенсу розбиратися з причинами. Інформацію передадуть на фабрику.

І тут у мене двоїсте враження. З одного боку, є термозахист, і це чудово: блок просто не вдасться спалити. З іншого боку, через проблеми з відведенням тепла блок живлення тривало видає лише 75% потужності, але цілком може забезпечувати й 40, і навіть 50 А — доки не спрацює захист.
Також хотів би додати, що вентилятор досить тихий; схоже, він розрахований на 12 В і 0.16 А.




Другий блок живлення, PTA-600W-12V, посилання


Тут відрізняються і компонування, і матеріал плати, і колір, і навіть те, що, на відміну від попереднього, де використано SMD-монтаж, тут застосували лише вивідні компоненти.


Усередині все виглядає гранично просто, здається, що компоненти забули встановити :) Судячи з вигляду, топологія така сама, як у попереднього, — косий напівміст.


Взагалі, справедливості заради, коли я побачив великий корпус із полірованого металу, то думав, що всередині побачу приблизно те саме, що й у блоці живлення на 800 Вт. Принаймні зовні вони виглядають однаково, але всередині відмінності кардинальні, тобто це блоки живлення зовсім різного рівня.



Вхідний фільтр — усе так само, як і в попереднього, і варистор також стоїть перед запобіжником. Єдина зміна — на діодний міст встановили радіатор.


Тут, так само як і в попереднього, на додачу до загального зворотного зв’язку додано коло захисту від перенапруги на виході.


ШІМ-контролер UC3845, по суті, той самий KA3845, що й у попереднього.
Транзистори тут потужніші — 20N50, 20 А, 500 В проти 18 А, 450 В у попереднього.
На виході такий самий дросель і також пара діодних збірок, але тут не 60+40 А, а дві по 60 А.

Ще одна відмінність: у попереднього блока було дві невеликі теплорозподільні пластини, а тут одна велика — майже на всю бічну стінку блока.



Трансформатори зовні схожі за габаритами, але насправді відрізняються: у версії на 500 Вт зовнішні розміри — 45х41х13,5, у версії на 600 Вт — 43х43х15мм.


До безпеки трасування зауважень немає, зазори достатні.
А от у схемотехніці є деякі зміни: у попереднього блока були стабілізатори в колах живлення вентилятора та ШІМ-контролера, а тут їх немає. І, до речі, це позитивно позначилося на шумі вентилятора. При струмі навантаження приблизно до 4-5 А вентилятор працює тихо; якщо збільшити струм навантаження, то приблизно при 7-8 А він виходить на повну потужність.


З ємністю вхідних конденсаторів та сама халепа: фактична — близько 500мкФ замість заявлених 680, і, як ви розумієте, тут ситуація ще гірша, адже потужність блока живлення більша.
З вихідними все гаразд, на мій погляд, навіть із запасом.


Діапазон регулювання вихідної напруги трохи вужчий, ніж у версії на 500 Вт, і становить 11.45-12.7 вольта.


Для тестів я також використовував два навантаження: нижнє було основним, верхнє працювало додатково, коли мені не вистачало 40 А. Хоча для 600 Вт вистачило б і верхнього, але, на жаль, струм лише до 40 А.


Намагався оцінити поріг спрацьовування захисту, але тут вона не порогова, а лише знижує вихідну напругу.
При 58 А все стабільно; те, що там близько 11, — це нормально: просідання на самому блоці плюс падіння напруги на проводах. При 60 А напруга починає падати, а при 62 А падіння вже стає виразно помітним. Далі я поступово довів струм навантаження до 64 і 66 А, але блок не вимикався. Підвищувати струм навантаження ще більше я не наважився — хотілося провести й інші тести :)




ККД оцінював у діапазоні 2–62 А з кроком 2 А. Результати приблизно такі самі, як і в попереднього блока. За струму 60 і 62 А напруга трохи просіла, але це вже режим перевантаження, тож усе нормально.


Пульсації вимірював без навантаження та за струмів 17, 34 і 51 А. Щуп під’єднував безпосередньо до клем — так само, як і під час вимірювання попереднього блока живлення.
На високих частотах картина тут дещо гірша: там було до 150 мВ, а радше навіть ближче до 130 мВ, а тут на максимумі маємо близько 250 мВ. Але з огляду на потужність це цілком нормально, радше трохи здивувала різниця.



А от із низькочастотними пульсаціями ситуація значно гірша: пульсації на 100 Гц уже досить великі. Це ще дивніше, адже схемотехніка в блоків однакова, ємності конденсаторів однакові, навіть трансформатори майже не відрізняються. Можливо, щось наплутали з обв’язкою ШІМ або трасуванням.



Щоб перевірити тепловий режим, довелося викручуватися, бо знімати кожух на ходу тут було не дуже зручно. Зрештою зробив імпровізовану кришку, що імітує штатний кожух


Але спочатку — про залежність вихідної напруги від струму навантаження та нагрівання.
1. Напруга без навантаження на холодному БЖ
2. Навантаження 17 А
3. Навантаження 34 А на теплому БЖ: видно, що напруга просіла приблизно на 0,3 вольта
4. Навантаження 51 А на прогрітому блоці: напруга просіла вже приблизно на 0,55 вольта
5. Навантаження 51 А на гарячому БЖ: напруга вже на 0,65 вольта нижча за початкову — це чимала різниця.
6. Напруга без навантаження на прогрітому блоці: різниця приблизно 40 мВ.

Видно, що температура майже не впливає на напругу — це дуже добре. Але напруга сильно залежить від навантаження. Думаю, неправильно вибрали точку підключення зворотного зв’язку. Фактично блок знижує напругу приблизно на 5%, що, звісно, вкладається в норму, але буквально на її нижній межі. Як варіант, можна від початку підняти напругу до 12,3, щоб потім за максимального струму отримати 11,7. Тоді розкид становитиме 2,5%.




Тест проходив так —
30 хвилин, струм 17 А
25 хвилин, струм 34 А
30 хвилин, струм 51 А

Результати за 17 А наводити немає сенсу — там усе чудово. Наведу результати за струму 34 і 51 А.
34 А — трансформатор 46 градусів, чудово; транзистори 58, чудово; діодні збірки близько 80, забагато; дросель 56, чудово
51 А — трансформатор 74 градуси, чудово; транзистори 122, перегрів; діодні збірки близько 135, перегрів; дросель 101, терпимо.

Видно, що блок почав сильно перегріватися. Причому маю підозру, що він просто вийшов за межі нормального режиму. Можливо, неправильно вибрали параметри вихідного дроселя: тут він такий самий, як у моделі на 500 Вт. Це також могло вплинути й на пульсації.


Щоб перевірити своє припущення, я знизив струм навантаження до 45 А, тобто приблизно на 10%, і поганяв так ще близько 8 хвилин.
Що сказати — картина змінилася кардинально.
Струм 45 А — трансформатор 62, чудово; транзистори 94, нормально; діодні збірки 113, забагато, але терпимо; вихідний дросель 81,5, чудово.

Очевидно, що 51 А для цього БЖ — це перевантаження, адже за 45 А він працює цілком нормально. Так, діодні збірки трохи перегріваються, але решта компонентів працює в цілком нормальному режимі. Думаю, його цілком можна тривало навантажувати струмом 40–42 А без проблем.



Висновки.
Модель на 500 Вт чудова з погляду пульсацій, має велику потужність, але лише протягом короткого часу. За тривалого навантаження вимикається за струму понад 30–32 А. Причина — проблема з приляганням тепловідвідних пластин. Думаю, якби вони прилягали всією площею, ситуація була б кращою. А ще краще було б, якби виробник не пошкодував грошей і встановив тепловідвідні пластини з ребрами, як у моделі на 800 Вт: різниця в ціні копійчана, а допомагає дуже суттєво. Зате тут є термозахист, який дуже добре захищає блок від перегрівання.

Модель на 600 Вт має гірші пульсації. Складається враження, що блок просто «не тягне» заявлені 50 А. Те саме помітно й за температурами: за 51 А — явний перегрів, але варто було знизити потужність буквально на 10%, і температури нормалізувалися. Фактично це непоганий блок на 500–550 Вт. Не дуже сподобалися два моменти: помітна залежність вихідної напруги від струму навантаження та великі пульсації на частоті 100 Гц. Перше, найімовірніше, пов’язане з неправильно вибраною точкою підключення зворотного зв’язку й не таке критичне, а друге мені до кінця незрозуміле.

Якщо коротко, обидві моделі мають свої недоліки, причому в першої їх досить просто усунути — встановити нормальні тепловідвідні пластини. У другого складніше, але все ж думаю, що це цілком можливо вирішити.

На сьогодні в мене поки що все. Сподіваюся, було корисно, і дякую Віталію за надані для тестування блоки живлення. Сподіваюся, що спільними зусиллями ми зможемо хоча б трохи підвищити якість китайських блоків живлення :)