Знову блок живлення, цього разу 12 Вольт, 50 Ампер або 600 Ватт

Цей блок живлення було замовлено в парі зі своїм 24 В, 20 А «побратимом», а оскільки блоки живлення дуже схожі, я часом посилатимуся на його огляд, тож одразу дам посилання.

Цей огляд буде написано у звичнішому для моїх читачів стилі, хоча й із деякими змінами.
Утім, перейду до опису.

Цей блок живлення надійшов у точно такому самому пакованні, як і попередній. Зовні вони відрізняються лише написом, який видно крізь віконце коробки.


Конструкція та розміри блока живлення повністю збігаються з попереднім, а також із блоком живлення потужністю 360 Вт, огляд якого я теж нещодавно робив.
Зліва направо — 360–480–600 Вт.


Минулого разу я написав, що кришка клемника відкривалася не повністю. Річ у тім, що в попереднього БЖ трохи погнулася сама металева частина кришки й не давала повністю відкрити клемник.
Цього разу все гаразд, отже, проблема була не в блоці живлення, а в пакованні або під час доставки.
До речі, вже не вперше помічаю, що в блоків живлення, які я отримую, під час доставки гнеться один із виступних кутів нижньої частини корпусу, хоча не сказав би, що вони крихкі.


Судячи з етикетки, блок живлення має потужність 600 Вт за напруги 12 В — власне, цю інформацію зазначено в заголовку огляду.
Але якщо уважно придивитися до другої етикетки, можна прочитати, що виробник не рекомендує навантажувати його більш ніж на 80% від максимальної потужності. Простіше кажучи, можна вважати, що 600 Вт — це максимальна потужність, а 480 Вт — тривала, але до цього я ще повернуся.

Є й гарантійна пломба, але пошкоджена. Не думаю, що хтось відкривав блок живлення, радше пломба постраждала під час перевезення. БЖ виготовлено в січні, а отримав я його в березні, тож можна сказати, що він цілком свіженький.


Клемник має три пари виходів, хоча, як на мене, за таких струмів цього вже замало: виходить близько 16–17 А на пару.
Ліворуч від клемника розташований підлаштувальний резистор для встановлення вихідної напруги.

Як і минулого разу, блок живлення обладнаний активним охолодженням. Заявлено регулювання обертів, але фактично він працює у двох режимах — малої та великої потужності; режим великої потужності вмикається, коли потужність навантаження становить близько 50 Вт.
Вентилятор досить потужний, принаймні як для таких габаритів. Щодо рівня шуму сказати важко: його однозначно помітно, хоча назвати гучним теж складно.


Відкручуємо пару гвинтів і знімаємо верхню кришку.


Узагалі я підозрював, що попередній блок живлення і цей дуже схожі, але щоб настільки… Просто близнюки-брати.
Хоча ні, якщо придивитися, можна помітити невелику, але суттєву відмінність: вихідний навантажувальний резистор перенесли в інше місце. Це має підвищити стабільність вихідної напруги під час нагрівання; у попередньому огляді я вказував на цей недолік. Утім, він проявлявся під час роботи без вентилятора, у штатному режимі проблем не було.


Порівняльне фото блоків живлення на 360, 480 і 600 Вт.
Перший зібраний за класичною двотактною схемою з напівмостом, другий і третій — однотактні прямоходові.


Навчений гірким досвідом, перед подальшим розбиранням я тепер завжди перевіряю, наскільки добре транзистори й діодні збірки притиснуті до корпусу. У цьому випадку проблем не було; також між корпусами елементів і теплопровідною гумою є теплопровідна паста.


Але перейдемо до конструкції.
Вхідний фільтр є, щоправда, одразу зазначу, що вхідний діодний міст виконано в дуже бюджетному варіанті. Дискретні діоди розраховані на струм 3 А, і це за умови, що вхідний струм БЖ також становить близько 3 А. Щоправда, насправді в мосту почергово працюють дві пари діодів, але не заглиблюватимуся в деталі, скажу просто: діодний міст працює на межі.
Вхідний фільтр я теж не назвав би аж надто добрим, але сам факт, що він є, — це вже непогано.


Як і минулого разу, встановлено конденсатори із заявленою ємністю 470 мкФ. Вони з’єднані за схемою 2S2P, тобто послідовно-паралельно. Ємність фільтра за такого з’єднання дорівнює ємності одного конденсатора, тобто 470 мкФ, а для потужності 600 Вт цього замало.


У вихідному фільтрі використовуються три конденсатори ємністю 3300 мкФ і напругою 25 В. Також на конденсаторах заявлено LowESR, щоправда, виробник конденсаторів явно не належить до відомих брендів, тому до цієї заяви я поставився з певною часткою скепсису.
Напруга 25 Вольт — це нормально, а от ємність явно замала: близько 10000мкФ за струму 50 Ампер.


Гаразд, витягаємо черепаху з панцира плату з корпусу й продовжуємо огляд.
Минулого разу на цьому етапі з корпусу випав гвинтик, а тут усе було гаразд, що, втім, не скасовує потреби попередньо оглядати будь-які безіменні блоки живлення.


У колах, відповідальних за безпеку, застосовано належні Y-конденсатори, тут питань немає. Але між мінусом виходу та заземлювальним провідником установлено звичайний високовольтний конденсатор (на фото він угорі), що також трапляється досить часто й у цьому застосуванні є безпечним.


В інверторі використано два високовольтні транзистори SPW20N60S5 виробництва Infineon. Транзистори непогані, засмучує лише те, що запасу за напругою майже немає, адже транзистори розраховані на 600 Вольт. І знову вони різні. Хоча, з іншого боку, минулого разу стояли IRFP460, розраховані взагалі на 500 Вольт, і блок живлення нормально пройшов тест.

А от до вихідних діодних збірок є питання. Установлено MBR4060PT, які, згідно з даташитом, розраховані на 60 Вольт і струм 40 Ампер. Питання в тому, що я не зміг знайти інформації щодо цих 40 Ампер: це струм для всієї збірки чи для одного діода, адже буває по-різному.
Ви, звісно, запитаєте: так збірок же дві. Але річ у тім, що в блоках живлення з такою топологією діодні збірки з'єднані не паралельно, а працюють почергово, і через кожну протікає повний вихідний струм і навіть більше.
Якщо рахувати струм для кожного виводу, запасу майже не буде, а якщо для всієї збірки — буде значне перевантаження.


Хоча заявлена потужність блока живлення становить 600 Ватт, вихідний дросель має точно такі самі габарити, як у версії на 480 Ватт. Ба більше, його також намотано чотирма проводами приблизно такого самого перерізу, тільки минулого разу струм становив 20 Ампер, а тепер — 50.


Знизу змін узагалі немає, «серцем» блока живлення так само є відомий ШІМ-контролер UC2845.


Як і минулого разу, до схемотехніки вхідної частини та кола зворотного зв'язку питань не виникло, зате виникло питання щодо безпеки.
На фото я виділив проблемну ділянку. Вона була й минулого разу, але тоді я не звернув на неї уваги.
Якщо придивитися, видно, що доріжки первинної частини розташовані досить близько до мінусового провідника виходу блока живлення (він майже в центрі виділеної ділянки).
Праворуч високовольтну й низьковольтну частини розділяє заземлювальний провідник, тож загалом за наявності заземлення там безпечно, але невелику ділянку залишили незахищеною.


Зате, збільшуючи переріз доріжок, виробник не стримувався: поверх них напаяно кілька проводів великого перерізу.


Цього разу я не перемальовував схему блока живлення, оскільки вона майже повністю відповідає варіанту на 480 Ватт. Відмінності лише в деяких компонентах, я позначив їх кольором.
Припускаю, що є й інші дрібні відмінності, тому не можу гарантувати 100% відповідність, але більшу частину все-таки перевірив.


Звісно, будуть тести, але спочатку — попередня перевірка.
Під час першого ввімкнення напруга була трохи завищена, але діапазон регулювання виявився досить малим: виставити менше ніж 12 Вольт не вийде.
Значно підвищити напругу також не вдалося: за вихідної напруги понад 13.5 Вольта блок живлення починав видавати підозрілі звуки. Хоча максимум він зміг видати близько 16 Вольт, я робив це лише короткочасно, бо не хотів передчасно вивести блок живлення з ладу.
Із позитивних змін відзначу дуже малий дрейф вихідної напруги: за п'ять хвилин напруга змінилася лише на 0.003 Вольта.


Як я писав вище, заявлена ємність вхідних конденсаторів становила 470мкФ, і я скаржився, що «замало буде». Реальна ємність виявилася ще меншою — лише близько 350мкФ, що для 600 Ватт ну зовсім сумно.
Ємність вихідних конденсаторів відповідає заявленому значенню й у сумі становить близько 10500мкФ.


Найбільшою проблемою під час підготовки огляду став тест під навантаженням. Моя штатна електронна нагрузка має тривалу потужність близько 350 Ватт, або до 500-600 короткочасно. Але короткочасний тест мене не цікавив, і треба було чимось навантажити блок живлення.
Перша думка була зробити чотири найпростіші стабілізатори струму на потужних транзисторах КТ825, і це було б правильним рішенням. І я навіть знайшов удома ці транзистори (хоча мені було зручніше використати КТ827, але він був лише один) і чотири великі радіатори, але потрібні були ще низькоомні резистори 0.1 Ома потужністю близько 5 Ватт, а їх удома не виявилося.


І тут я згадав, що років 9 тому, коли робили ремонт і встановлювали освітлення, я запасся певною кількістю галогенних ламп. Зрештою так вийшло, що за ці 9 років галогенки відмовилися перегорати, і запас просто лежав без діла.
Коротше, взяв я чотири лампи на 12 Вольт і 50 Ватт, що разом мало дати потрібні 200 Ватт.


Зрештою вийшов у мене такий «стенд», навіть радіатори стали в пригоді, щоправда, в дещо іншій ролі — як підставки для лампочок, щоб вони часом чогось не спалили.


Перший тест — без навантаження, у другому я підключив чотири лампи.


Спочатку навантаження у вигляді ламп показало близько 18.2 Ампера, але повторне вимірювання за кілька хвилин дало рівно 18 Ампер, що за напруги 12 Вольт становить 216 Ватт.


Приблизно через 20 хвилин до роботи долучилося електронне навантаження, за допомогою якого я додав ще майже 16.8 Ампера. Разом сумарний струм навантаження становив 34.8 Ампера. Хоча згодом я проводив тести й схиляюся до думки, що насправді струм був близько 34.7 Ампера.
За напруги 11.95 Вольта це становить 414 Ватт.


Ще через 20 хвилин я підняв струм навантаження до максимального для цього блока живлення.
Оскільки напруга трохи просіла, струм через лампи впав до 17.8 Ампера — саме це я й мав на увазі, коли уточнював попереднє вимірювання. Якщо спочатку було 18, а за повного навантаження — 17.8, то середнє становить 17.9.
Коротше, лампи давали 17.8, а за допомогою електронного навантаження я додав решту 32.2 — разом 50 Ампер. Вихідна напруга знизилася до 11.91, а сумарна потужність становила 595 Ватт.


У такому режимі я прогнав тест ще близько 20 хвилин, загалом вийшла 1 година тестування.
Зазвичай під час тесту я вимірюю температуру компонентів, але цього разу довелося відступити від своєї звички: відкривати кришку блока живлення, який не лише ввімкнений і лежить між електронним навантаженням та чотирма лампами, а ще й на час вимірювання залишиться без охолодження. Скажу чесно, я не став цього робити з двох причин:
1. Щонайменше це небезпечно
2. Щонайбільше це не має сенсу, адже компоненти без охолодження одразу починають сильно нагріватися, і я виміряю що завгодно, тільки не реальну температуру.

Та й узагалі, коли поруч на столі гуде обігрівач потужністю 700 Ватт і постійно чекаєш на сюрпризи, експериментувати не дуже хочеться :)

Але зрештою вимірювання я все-таки проводив, тільки трохи інакше.
Спочатку я «подивився» тепловізором на температуру крізь щілини в корпусі.
1. За потужності навантаження близько 400 Ватт
2. За максимальної потужності.

3. Уже наприкінці тесту я зняв навантаження, швидко відкрив кришку (вона не була прикручена) і зробив кілька термознімків.
Спочатку просто загальний вигляд.


А потім пройшовся по різних компонентах. Оскільки блок живлення вже охолоджувався, виміряні температури знижувалися.
1. Осердя трансформатора — 77 градусів, обмотка — 107
2. Вихідний дросель — 87.
3. Тут я намагався подивитися на вихідні діодні збірки, але їхня температура була помітно нижчою, ніж у решти компонентів.

Загальне враження щодо нагрівання. З блока живлення виходило відчутно тепле повітря, під час роботи також відчувався запах перегрітого лаку, але його могли давати й лампи та електронне навантаження.
Усе це проявлялося за максимальної потужності. За 2/3 від максимальної все було цілком пристойно.


Щодо пульсацій, спершу можна сказати, що їхній рівень досить високий і сягає 250мВ, але якщо врахувати, що вихідний струм становив 50 Ампер, а потужність — 600 Ватт, то, на мій погляд, результат цілком пристойний, я очікував гіршого.
1. Холостий хід.
2. 1/3 потужності
3. 2/3
4. Максимальна потужність.


І останній тест, точніше розрахунок, — ККД блока живлення.
1. Холостий хід.
2. 1/3 потужності — вихідна потужність 216 Ватт, вхідна 243, ККД 88%
3. 2/3 потужності — вихідна потужність 414 Ватт, вхідна 473, ККД 87%
4. 100% потужності — вихідна 595 Вт, вхідна 709, ККД 84%.
Звісно, таке вимірювання має досить велику похибку, але, як на мене, ККД тримається на досить пристойному рівні.


На цьому з оглядом і тестами все, час підбити підсумки.
На мій погляд, виробник явно завищив потужність свого виробу, і коректніше було б сказати, що це блок живлення з тривалою потужністю 450–480 Вт, але здатний певний час віддавати до 600 Вт. Наприклад, його можна використовувати для нагрівання чогось: спочатку витрачається велика потужність на розігрів, а потім менша — на підтримання температури.
Але варто зазначити не надто високу довготривалу надійність цього блока живлення. Перші кандидати на вихід з ладу — вихідні конденсатори та вентилятор. Як і багато інших бюджетних блоків живлення, цей екземпляр також не має засобів контролю перегрівання та працездатності вентилятора. Вихід з ладу системи охолодження під навантаженням понад 50% загрожує сумними наслідками.
Дещо здивувало те, що вихідний дросель явно працює з перевантаженням за струмом, адже переріз дротів його обмотки явно замалий для струмів 40–50 А. Я б навіть сказав, що його робочий струм ближчий до 30 А, але блок живлення пройшов тест — і це факт.

Щодо електричних характеристик, блок живлення показав, що здатний видавати навіть заявлені 600 Вт, не кажучи вже про застереження щодо 80% від максимуму, зазначеного на етикетці. Але режим роботи деяких компонентів перебуває на межі безпечного.

Якщо доопрацьовувати такий блок живлення, слід:
1. Збільшити ємність вхідного фільтра
2. Замінити діодний міст на потужніший
3. Перемотати вихідний дросель
4. Замінити вихідні конденсатори на якісніші, можливо, заодно збільшивши ємність.

Навіщо я все це розписав? Як на мене, за ціни 27 доларів цей БЖ може зацікавити когось як об’єкт для доопрацювання, але це лише моя особиста думка.

Ось тепер усе, як завжди, чекаю на запитання та коментарі. Сподіваюся, огляд був корисним.