Блоки живлення 12 В 0,5 (1) А

Багато читачів знають, як мені подобається писати огляди блоків живлення. І так випадково склалося, що мені до рук потрапила певна кількість таких пристроїв. Річ у тім, що нещодавно в одному відомому магазині з’явилися різноманітні блоки живлення «з розбирання», і про один із них я сьогодні розповім.


Ще минулого року я написав у коментарях, що скоро будуть огляди різних блоків живлення, і мав на увазі саме ці блоки. Замовив я кілька видів: три невеликі «БВ» і один новий, доволі потужний. Розповідатиму «за старшинством», тому почну з найменшого.
Оскільки блоки живлення я використовую часто, то замовив лотом три штуки, але є лоти і по 1, і по 5, і по 10 штук. Цей блок живлення не стане винятком і буде використаний в одному з оглядів, який я планую підготувати відносно скоро.

Блоки живлення постачаються в окремих великих пакетах, а не всі три в одному, як я спочатку подумав. Тобто фактично на складі просто відмічають, скільки позицій покласти в кошик.
До пакування претензій не було: усе щедро обмотано спіненим поліетиленом.


У заголовку я написав струм 0.5 (1) Ампер. У ході огляду поясню, що це означає.
На сторінці товару було написано — 12 Вольт, 1 Ампер, що цілком зрозуміло. Також там зазначено, що блоки живлення disassemble, тобто не нові, а звідкись витягнуті. Моя практика показує, що такі БЖ зазвичай мають кращу якість складання та схемотехніки, ніж нові.


Блоки живлення доволі компактні, їхні реальні розміри становлять приблизно 57х35х19мм.


Компонування плати доволі щільне, частково залите силіконом, який у деяких місцях потім довелося зрізати.
Оскільки плата БВ, помітні обрізані дроти.


Плати мають різний колір гетинаксу та й випущені в різний час, але всі три — у проміжку 2007-2008 років.


Також на платах виявилося маркування моделі — 3A-064WU12, за яким я знайшов їхні реальні характеристики.
12 Вольт, 0.5 Ампера, 6 Ватт, ККД за напруги 115 Вольт — 74%. Там же є і назва фірми-виробника — Eng Electric Co., LTD. Отже, блоки живлення цілком собі фірмові.


На сторінці товару також згадується струм 0.5 Ампера, але якось побіжно. Думаю, малося на увазі, що 0.5 — номінальний, а 1.0 — короткочасний. Але в будь-якому разі такі характеристики правильно вказувати в розділі характеристик, а не в назві товару.


Гаразд, повернімося до наших блоків живлення.
1. На вході встановлено запобіжник на струм 1 Ампер. Запобіжник уповільнений (T — Trage — повільний, нім.), це зумовлено імпульсним характером струму під час увімкнення блока живлення.
2. Також на вході є варистор діаметром 7мм, розрахований на амплітудну напругу 470 Вольт. Поруч із ним видно конденсатор типу X для придушення завад ємністю 0.1мкФ
3. Далі — синфазний дросель і діодний міст.
4. Первинна та вторинна сторони з’єднані через конденсатор типу Y ємністю 2.2нФ.
Загалом за фільтр можна було б поставити п’ять балів, якби не два недоліки:
1. Немає термістора, але, можливо, тут у ньому немає особливого сенсу: ємність вхідних конденсаторів не дуже велика.
2. Паралельно конденсатору типу X немає розрядного резистора. Без нього БЖ може «щипатися», якщо витягнути вилку з розетки й одразу схопитися за її контакти.

Водночас виробникові плюс за наявність фільтра для придушення завад і варистора.


1. На вході БЖ встановлено два конденсатори ємністю 6.8мкФ кожен, сумарна ємність — 13.6мкФ, що цілком нормально для заявленої потужності 6 Ватт.
2. Але конденсатори з’єднані не просто паралельно: між ними додатково ввімкнено дросель. На фото не видно кольорового маркування — коричневий-чорний-червоний-золотий.
Роботою блока живлення керує доволі відомий ШІМ-контролер VIPer-12A.
4. Поруч із контролером розташований конденсатор фільтра живлення цього контролера. Часто такі конденсатори можуть непомітно вийти з ладу й «попити крові», адже зовні залишаються нормальними. Якщо БЖ БВ, рекомендую замінити їх насамперед.


Силікон, яким залито плату, має легкий жовтуватий відтінок. Спочатку я вирішив, що це через нагрівання компонентів, але колір однаковий навіть біля тих, що не нагріваються.


Як я вже писав вище, застосовано ШІМ-контролер серії VIPer. Це сімейство інтегрованих ШІМ-контролерів: усередині корпусу мікросхеми міститься не лише сам ШІМ-контролер, а й високовольтний транзистор, кола захисту від перевантаження, перегрівання та перенапруги.
Зазвичай я користуюся подібними контролерами іншої, не менш відомої фірми — Power Integrations, вони мені подобаються більше. Але, загалом, вони багато в чому дуже схожі.
Заявлено, що для корпусу DIP-8 потужність становить 13 Вт у вузькому діапазоні (230 В) і 8 Вт у широкому (115–230 В). Оскільки блок живлення заявлений як 115–230 В, виходить, що реальна потужність — до 8 Вт.


На структурній схемі видно вихідний транзистор, а також кола захисту. Загалом, я міг би розповісти про все це докладніше, але, на мій погляд, це радше тема окремої статті.


У вторинній частині блока живлення розташовані:
1. Вихідний діод Шотткі на струм 2 А, що знову ж таки свідчить про максимальний вихідний струм не більш як 650–700 мА. На одному з виводів діода є феритова намистина.
2. Вихідних конденсаторів два — 470 і 220 мкФ, як і у випадку з вхідними, виробництва Samxon. Не скажу, що це конденсатори високого класу, радше середнього; спочатку це OEM-продукція фірми Matsushita, що продається під власним брендом. Особисто мене засмутило, що вони розраховані на 16 В, а не на 25, як і належить за такої напруги.
3. Між конденсаторами є місце для дроселя, який зменшував би пульсації, але замість нього встановлено перемичку.
4. Коло стабілізації стандартне: регульований стабілітрон AZ431 (аналог TL431) та оптрон EL817 (аналог PC817).

У вихідному колі мені не сподобалися дві речі:
1. Відсутність вихідного дроселя.
2. Конденсатори на 16 В, а не на 25.

В іншому все зроблено досить непогано.


Якість паяння цілком прийнятна. Знизу розташовані решта компонентів, а також пара стабілітронів, про які я розповім нижче.
Відстань між високовольтною та низьковольтною сторонами цілком достатня. Захисних прорізів немає, але оскільки блок живлення спочатку проєктувався для встановлення в закритий корпус, то так теж можна.


Схема блока живлення загалом стандартна й фактично виконана за даташитом ШІМ-контролера. З додаткових дрібниць, які дуже корисні для безпеки навантаження, відзначу пару стабілітронів.
ZD1 — напруга 14 В, встановлений паралельно виходу; його завдання — не допустити підвищення вихідної напруги понад 14–14,5 В.
ZD2 — напруга 16 В, встановлений паралельно транзистору оптрона; його завдання — обмежити вихідну напругу в разі обриву або виходу з ладу кола зворотного зв’язку.



У коментарях мені кілька разів писали, що я не зовсім правильно підходжу до тестування рівня пульсацій. Що ж, я взяв це до уваги й спробую цього разу, а також надалі робити це коректніше.

Річ у тім, що під час вимірювань я зазвичай підключаюся «неправильним» способом, бо так зручніше. У цьому разі провід заземлення щупа частково працює як антена, на яку наводяться завади й спотворюють осцилограму. Для загальної оцінки такий спосіб не має великого значення, але він справді некоректний.
Зображення нижче взято з опису методики тестування блоків живлення.


Щоб коректно зняти осцилограми, треба підключати щуп без довгих проводів безпосередньо до виходу блока живлення.


Як видно на фото, осцилографічний щуп, окрім проводу заземлення з крокодилом, можна підключити безпосередньо біля самого щупа.
Використовуючи «палиці й мотузки», я зробив щось на кшталт спеціального щупа для перевірки блоків живлення. Найскладніше було підключитися до центрального контакту, оскільки він має конічну форму.
Паралельно входу підключено два конденсатори: електролітичний 1 мкФ 63 В і керамічний 0,1 мкФ.


Звісно, те, що я показав вище, можна назвати колгоспом, але навіть досить відомі фірми (та сама Power Integrations) не цураються робити щось подібне. Щоправда, вони використовують для цього роз’єм, а в мене його не було :(.
Фото з опису застосування ШІМ-контролерів серії TOP від Power Integrations; номінали елементів узято звідти ж.


Щуп осцилографа було підключено безпосередньо до вихідних контактів блока живлення, а навантаження — до додатково припаяного проводу.
Під час підготовки я порівнював осцилограму на холостому ходу та з підключеним навантаженням — різниці не було.


Перше, що мене здивувало під час увімкнення, — напруга на виході 12 В із точністю щонайменше до другого знака. Загалом це не має значення: навіть якби напруга була в діапазоні 11,5–12,5 В, я сказав би, що це нормально. Але все одно приємно.
1. Холостий хід.
2. 0.25 Ампера
3. 0.5 Ампера
4. 0.75 Ампера
5. 1 Ампер
6. 1.2 Ампера.

Видно, що напруга на виході почала падати лише за струму навантаження понад 0.75 Ампера, що в півтора раза більше за заявлений. До цього напруга трималася дуже точно й знижувалася приблизно на 0.001 Вольта на кожні 0.25 Ампера навантаження.


Рівень пульсацій я б не назвав низьким: за номінального струму 0.5 Ампера вони становили 100мВ, але навіть під час перевантаження не перевищували 140 мВ.


Дослідження показало, що максимальний струм, за якого блок живлення стабільно тримає вихідну напругу, становить 0.9 Ампера. І це для не нового БЖ та за майже вдвічі більшого вихідного струму.


Також мені писали, що неправильно тестувати блоки живлення за допомогою електронного навантаження. У цьому випадку я не згоден із таким висновком, адже в лінійному режимі польові транзистори навантаження, по суті, є такими самими резисторами, але зі зворотним зв’язком.
У будь-якому разі заради експерименту я порівняв поведінку блока живлення під навантаженням звичайним резистором номіналом 10 Ом (що було під рукою). На фото видно, що плюсовий щуп навантаження не під’єднаний.
Напруга, звісно, просіла, адже струм явно вищий за розрахунковий.


Ліворуч осцилограма навантаження струмом 1 Ампер за допомогою електронного навантаження, праворуч — 1.08 Ампера та резистор як навантаження.
Не сказав би, що є якась принципова різниця.


Наступний етап — тест на нагрівання. Для цього я накрив блок живлення імпровізованим «корпусом» і послідовно навантажував струмом від 0.25 Ампера до 0.9 Ампера. Струм 0.9 Ампера вибрав з огляду на те, що за такого струму БЖ ще нормально тримає вихідну напругу. Кожен тест тривав 20 хвилин, загальний час тесту — 1 година 20 хвилин.


Усі дані звів у таблицю, заодно додав нову графу: тепер указано напругу на початку тесту (V1) і наприкінці (V2). Це доповнення дає змогу відстежити зміну напруги через нагрівання.
Сама напруга спочатку може здатися менш стабільною, ніж у тесті вище, але там я під’єднувався безпосередньо до контактів БЖ, а тут — за допомогою відрізка дроту, звідси й різниця. Але можу сказати, що температурної залежності вихідної напруги практично немає.
Зате з’ясувалося, що за струму навантаження 0.9 Ампера БЖ приблизно через 5-7 хвилин знизив вихідну напругу.


Максимальна температура компонентів після завершення тесту становила близько 100 градусів у трансформатора та 118 у ШІМ-контролера. За струму до 0.75 Ампера (1.5 від номіналу) перегрівання немає.


Так виглядало обмеження вихідної потужності. Я повторив тест на вже прогрітому БЖ, щоб було наочніше.
Старт, через 6 хвилин — поступове зниження напруги. На позначці 20 хвилин я зняв кришку, напруга почала потроху зростати, ще приблизно через 15 хвилин довелося кілька разів подмухати на плату, і напруга швидко повернулася до норми.


Вище я дорікнув відсутністю вихідного дроселя й вирішив порівняти цю недоробку, а заразом — як зміниться результат.
Використав невеликий саморобний дросель — буквально те, що було під рукою. Розмір невеликий, намотаний дротом 0.68мм.


Результат, як то кажуть, очевидний.
1, 2. Струм 0.5 Ампера: ліворуч без дроселя, праворуч із дроселем.
3, 4. Струм 1.0 Ампера.

Одразу попереджу: дросель не повинен мати великої індуктивності, адже зі збільшенням індуктивності почнуть сильно зростати пульсації на першому конденсаторі фільтра, а це зашкодить і самому конденсатору, і захисному стабілітрону, встановленому паралельно до нього. Доведеться замінити конденсатор на аналогічний, але на 25 Вольт, а стабілітрон перенести на вихід БЖ.


На цьому все. Якщо коротко, то блоки живлення, хоч і не позбавлені деяких недоліків, перелічених в огляді, загалом доволі непогані й можуть застосовуватися в різних саморобних пристроях, де не потрібна велика потужність (6-8 Ватт). Блоки живлення цілком фірмові й відносно якісні.
По одному вони коштують дорожче, тож якщо купувати, то лотами по 3 або 5 штук.

Сподіваюся, огляд був корисним. Як завжди, буду радий запитанням у коментарях.