Блок живлення на 24 вольти, 10 ампер — неоднозначний

Ще восени в мене намічалося одне замовлення на виготовлення хитрого безперебійника, але якось замовлення зрештою скасували, а блок живлення, куплений для цього замовлення, залишився. І ось знайшлося трохи часу, щоб протестувати цей блок живлення. Думаю, це буде корисно тим, хто планує купити собі такий самий.

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


Зараз за посиланням цей блок живлення коштує 23 долари, нібито зі знижкою. На момент замовлення ціна була близько 19, а з купонами він обійшовся приблизно в 14 — і, на мій погляд, це його реальна ціна. Чому так? Та тому, що приблизно стільки ж коштує доволі якісний БЖ на ті самі 24 вольти, але з плавним запуском і корекцією вихідної напруги, до того ж не на 240, а на 300 ватів. На жаль, для мого завдання він не підходив через розмір, тому й було куплено той, який я оглядаю.


Конструктивно він упакований у П-подібне алюмінієве шасі — власне, типове рішення для вбудованих блоків живлення. Є версія на 36 вольт 7 ампер і 24 вольти 10 ампер.


Монтаж доволі щільний, до того ж блок живлення має коректор потужності, що ще більше збільшує щільність монтажу. Але попри це все виглядає відносно акуратно.



1. На вході повноцінний фільтр із парою дроселів, X- і Y-конденсаторами, термістором, варистором, запобіжником — загалом тут просто супер. Хоча ні, не супер: чомусь встановили вхідну клемну колодку на два контакти, тобто заземлення під'єднуємо під гвинт самого корпусу.
2. Біля шунта є маркування SPM-260. Якось дивно: БЖ позиціонується як 240, а не 260 ватів.
3. Транзистор і діод коректора прикручені до корпусу, термопаста є, поруч розташований обхідний діод коректора.
4. Пара транзисторів власне блока живлення розташована на окремому радіаторі, який, своєю чергою, прикручений до шасі. Конструкція не дуже зручна ні для ремонту, ні просто для огляду. Наприклад, я так і не зміг побачити маркування цих транзисторів.


1. З боку виходу — чотириконтактна клемна колодка, поруч вихідні конденсатори, а також високовольтний вхідний конденсатор. Спочатку я з підозрою поставився до такої близькості вхідного конденсатора до вихідних, але ні — усе зроблено правильно й безпечно.
2. Вихідних конденсаторів три, по 1000мкФ 35вольт; поруч із ними видно пару вихідних діодних збірок, прикручених до радіатора.
3, 4. Дросель коректора й трансформатор виготовлені якісно, в обох обмотка літцендратом, тож тут у мене зауважень немає.
За маркуванням можна зрозуміти не лише, що є що, а й те, що блок побудований за топологією LLC, але, по суті, у гібридному варіанті дросель+трансформатор.


Щоб роздивитися уважніше, довелося трохи розібрати блок. До речі, розбирається він доволі зручно, а термопаста є всюди, де вона потрібна.


1. Транзистор і діод коректора.
2. Вихідні діодні збірки на 30А 150 вольт, що для заявлених 10А виглядає як чималий запас.


Плата відносно чиста, хоча є якийсь пил — до речі, він був і на самому блоці. Вихідні конденсатори зашунтовані керамікою, зазори достатні, та й загалом склалося враження, що блок живлення доволі добре продуманий. Хоча з погляду безпеки є досить суттєвий прорахунок — про нього наприкінці огляду.



Побудований на базі комбінованого ШІМ-контролера TEA2016, який може керувати як активним коректором, так і LLC-інвертором.


Ємність вхідного конденсатора — близько 110мкФ, не набагато менше за заявлені 120мкФ, на виході — реальні 4000мкФ.


Для тестів я використовував навантаження на базі Atorch із чотирипровідним підключенням.
До речі, одразу відзначу високу стабільність вихідної напруги: 23.84 вольта і на холостому ходу, і під повним навантаженням.



А от із захистами біда-біда: я легко навантажив блок спочатку на 15, а потім на 16 амперів, хоча заявлено 10, і при цьому блок живлення навіть не думав переходити в режим захисту.
На фото видно, що напруга знизилася, але тут я не пам'ятаю — здається, саме в цьому випадку підключення було двопровідним і далося взнаки падіння напруги на проводах. Але суті це не змінює: захист від перевантаження надто сильно загрублений.



ККД вимірювався в діапазоні струмів 0.5-13А з кроком 0.5А. Графік має досить цікавий вигляд: за струму 8 ампер маємо різкий стрибок на кілька відсотків. Спочатку я було подумав, що помилився у своїх записах — таке трапляється, але в цьому разі можна зробити описку раз, два, але не в третині результатів. Судячи з усього (я цього не перевіряв), коректор запускається не відразу, а за певної потужності, але в будь-якому разі це досить незвично.



Пульсації перевіряв без навантаження та за струмів 3.3, 6.6 і 10А.
Без навантаження зазвичай пряма лінія, але періодично бувають сплески. На цій осцилограмі роздільна здатність 20мВ, на всіх наступних — 50мВ.
За 3.3А маємо близько 125мВ, за 6.6А вже ближче до 170-180мВ, але якщо підняти струм до 10А, то пульсації виходять навіть меншими, ніж за 3.3А. Думаю, тут також проявляється особливість контролера, яку було видно на графіку ККД. Майже впевнений, що пульсації зростають до струму 7.5-8А, а потім відбувається якесь перемикання, і вони зменшуються.



На низькій частоті картина схожа, і тут у мене також немає претензій. Навіть якби було 200-250мВ, то для напруги 24 вольти це лише близько 1%, що цілком нормально.



Випробування під навантаженням проводилося в трьох режимах: за 3.3, 6.6 і 10А. На фото — проміжні етапи. Тут також відзначу чудову стабільність вихідної напруги: вона змінюється буквально на 20мВ у всьому діапазоні навантажень і температур.

На першому фото — холодний БЖ без навантаження, на передостанньому — гарячий під 100% навантаженням, на останньому — гарячий без навантаження.



Температури ключових вузлів за струму 6.6 і 10А.
За 6.6А маємо: дросель коректора — 52.5, транзистори коректора — 54, транзистори самого БЖ — 60, трансформатор — 75, а вихідні діоди — 66.4 градуса. Як на мене, чудово.



За струму 10А ситуація, звісно, змінилася, але не сказав би, що блок почав перегріватися.
Дросель коректора — 67.6, транзистори коректора — 68, транзистори блока живлення — 82, трансформатор — 93, а вихідні діоди — 89 градусів.

До речі, судячи з температур транзистора коректора та дроселя, він таки працює і за 6.6А. Отже, зміна ККД і пульсацій пов'язана з чимось іншим, а конкретніше — зі зміною режиму роботи та частоти. Це, власне, і видно на осцилограмах.

Щодо температур є все-таки одне зауваження: обмотка трансформатора має температуру понад 100 градусів, що досить багато. Цілком можливо, що якби БЖ попрацював ще довше, трансформатор нагрівся б сильніше. Тож моя суб'єктивна думка: тривало навантажувати його струмом 10А не варто, або ж потрібно забезпечити хоча б мінімальну циркуляцію повітря.



Мені не давала спокою система захисту від перевантаження, адже сам БЖ цікавий. Зрештою я знову розібрав блок, випаяв шунт і виміряв його опір — вийшло близько 35мОм.


Після цього прикинув: якщо за 15-16А захист не спрацьовує, то опір шунта можна сміливо збільшити в півтора раза.
Взяв резистори на 0.1 Ома, хотів поставити пару паралельно, але тут маю показати, наскільки на такому опорі самого резистора можуть позначитися його виводи.
Якщо вимірювати ближче до корпусу, маємо 91мОм, а якщо ближче до краю — майже 104мОм.
Зрештою довелося сформувати виводи так, щоб вони використовувалися майже повністю. Так і припаяв пару: за розрахунками має вийти саме 50мОм, що майже в півтора раза більше, ніж 34мОм у штатного шунта.



Але такий варіант мені не дуже сподобався, бо резистори стоять високо, виводи тонкі, поруч радіатор і гвинт його кріплення. Треба і гвинт коротший, і ізоляцію зробити, або ж чимось зафіксувати самі резистори, щоб у разі удару вони не замкнули на радіатор, з'єднаний із корпусом БЖ.


До речі, щодо радіатора та безпеки. На фото видно, що доріжки високовольтної частини проходять безпосередньо під радіатором, а, як я вже писав, сам радіатор з'єднаний із корпусом, який, своєю чергою, має безпосередній контакт із мінусом виходу.
Загалом це той випадок, коли постаралися зробити все правильно, а наприкінці однією помилкою звели все нанівець. Причому помітив я це вже тоді, коли писав огляд.


Ну а що маємо зі струмом? Звісно, стало краще, але до поняття «добре» ще далеко: навіть із шунтом 50мОм маємо струм спрацьовування захисту близько 14.3-14.4А. За приблизними підрахунками виходить, що зі штатним шунтом захист спрацьовував би за струму... близько 20 ампер! Жесть...

Загалом я замовив резистори для нового шунта, хочу отримати 60мОм, щоб мати близько 12-12.5А. Спочатку думав узяти пару по 120 мОм, але потім вибрав резистори по 180 мОм, хочу залишити три, щоб потужність шунта була більшою, про всяк випадок. Ну а під радіатором, схоже, доведеться подумати про додаткову ізоляцію.



Висновки.
БЖ доволі неоднозначний. З одного боку, зібраний дуже акуратно, хороший вхідний фільтр, активний коректор, топологія LLC, низькі пульсації, але не обійшлося без майже фатальних недоліків.
А недоліків, по суті, два: перший — захист, налаштований аж на 20 А, і радіатор, який майже торкається доріжок високовольтної частини й водночас має безпосередній зв’язок із виходом. Перше легко виправити, замінивши штатний шунт на шунт номіналом 50–60 мОм, а от із другим доведеться помучитися, це факт...

Ледь не забув про ККД: тут він відносно непоганий, хоча, на мій погляд, міг би бути помітно кращим, якби виробник витратив ще трохи грошей і встановив на виході синхронний випрямляч. Найближчим часом, найімовірніше, покажу блок живлення на 12 В, 200 Вт, який узагалі не має радіаторів — частково саме завдяки синхронному випрямлячу.


На сьогодні в мене все, розповів усе, що міг. Сподіваюся, це допоможе вам зробити правильний вибір, а тим, хто вже вибрав, — поліпшити те, що вже має.