Блок живлення Mean Well EPS-65S-24, третій із шести

Отже, сьогодні в мене в руках третій блок живлення із шести, надісланих мені одним із читачів. Цього разу йтиметься про відносно компактний і недорогий блок живлення. Я б навіть сказав, що він належить до бюджетної серії, адже в деяких аспектах помітно простіший за попередні. Але простіший — не завжди означає гірший, і я спробую все це показати й пояснити під час огляду.
Загалом, думаю, тим, кому цікаві фірмові блоки живлення, знайдеться тут щось нове.


Справедливості заради, цей огляд лише умовно третій, адже раніше я вже оглядав блок живлення цієї фірми. Але оскільки тут ідуть огляди однієї партії з шести штук, то й огляд називається «третій із шести» :)
Ще раз подякую Володимиру, без якого цієї серії не було б. Та й узагалі, я якось подумав, що оглядів «китайських» блоків живлення багато, а от із фірмовими — провал, хоча вони теж цікаві не лише якістю роботи, а й схемотехнічними рішеннями, відмінними від рішень китайських «товаришів». Власне, тому я вважаю, що огляди фірмових блоків живлення також дуже корисні, і радий, що можу заповнити цю прогалину.

Блок живлення купувався на Таобао, але якщо два попередні були придбані в одного продавця, то цей — уже в іншого.
Паковання просте: звісно, гірше за картонну коробку, але краще, ніж пухирчаста плівка.


Зовні блок живлення має чудовий вигляд, жодних пошкоджень. Утім, виробник так заливає свої блоки живлення герметиком, що всередині взагалі нічого не рухається, та й відламати щось теж дуже проблематично.



Серед ключових особливостей блока живлення варто відзначити високий ККД — до 91% залежно від вихідної напруги, а також споживану потужність без навантаження — лише 0.1 Ватта.
Крім того, є захист від перевантаження, короткого замикання та перенапруги.
Блок живлення розрахований на пасивне охолодження та роботу в діапазоні температур від -30 до +70.


Повні технічні характеристики наведено в даташиті, а я лише покажу кілька ключових сторінок із нього.
Судячи з опису, блок живлення випускається із сімома варіантами вихідної напруги, а я оглядатиму версію на 24 Вольта.
Також можна помітити, що заявлену потужність блок живлення забезпечує лише у варіантах із напругою 12 Вольт і вище. За нижчої напруги потужність може бути навіть удвічі меншою за заявлену, наприклад у версії на 3.3 Вольта.


Цей блок живлення є варіантом моделі EPS-65, яка має дещо інше конструктивне виконання.


Блок живлення виконаний у формфакторі 2х3 дюйми, або приблизно 50х75мм, і належить до компактної серії.


Для порівняння я поклав ліворуч пару блоків живлення Mean Well потужністю 100 і 120 Ватт, а праворуч — китайський варіант із заявленою потужністю 72-96 Ватт, так званий «народний».


Креслення з габаритними розмірами блоків живлення цієї серії. Видно, що блок живлення дуже компактний: наприклад, повна висота становить лише 27мм.


Але перейдемо до докладнішого огляду.
На вході є майже повноцінний фільтр, мабуть, бракує лише захисного варистора.


Як і належить, є термістор для обмеження пускового струму та конденсатор типу X. Два дроселі з двома обмотками: менший увімкнений одразу після входу живлення, більший — між конденсатором X і діодним мостом.
На вхідному конденсаторі є наклейка з технічними характеристиками. Ємність вхідного конденсатора — 82мкф; з огляду на вихідну потужність 65 Ватт і повний діапазон вхідної напруги, я б сказав, що це замало.


Я думав, що бачив багато різних блоків живлення, але вони все одно не перестають мене дивувати. Цього разу мені трапився дуже незвичайний дросель. Річ у тім, що він намотаний не звичайним дротом, а тонкою шиною — дуже незвичне рішення.
Ні, звісно, я бачив трансформатори, обмотки яких намотані шиною або товстою фольгою, але тут шина укладена перпендикулярно до каркаса...


1. Діодний міст GBP408 і високовольтний транзистор 13N60M2 встановлені на невеликому радіаторі, який, на мій погляд, дещо замалий для потужності блока живлення.
2. Вихідна діодна збірка MBR20200, 200 Вольт, 20 Ампер — для вихідного струму 2.7 Ампера це дуже непогано. Праворуч видно місце для ще однієї діодної збірки; імовірно, її встановлюють у низьковольтних версіях блоків живлення.
3. Там само розташована пара оптронів зворотного зв’язку: один відповідає за стабілізацію напруги, інший — за захист від перенапруги.
4. Ще одна незвична річ, яку я побачив у цьому блоці. Міжобмоткових конденсаторів не один і навіть не два, а чотири.
Нижня пара підключена стандартно — між мінусом вхідного конденсатора фільтра та спільним проводом виходу. А от одна сторона другої пари підключена між дроселями придушення перешкод, друга ж сторона також іде на спільний провід виходу.
Рішення дещо нестандартне, раніше такого не зустрічав.


Вище я написав, що застосовано транзистор 13N60M2. Загалом це найзвичайнісінький високовольтний транзистор, якби не те, у якому корпусі він буває. Тут встановлено найзвичайнісінький ізольований TO-220, але, виявляється, існує й укорочений варіант, який мені також раніше не траплявся.


А ось тут конструктори мене ще раз здивували, але цього разу не дуже приємно. Річ у тім, що на виході блока живлення встановлено діодну збірку, і цілком логічно, що вона розміщена на радіаторі. Оскільки блок живлення має модифікації з більшим вихідним струмом, конструктори встановили доволі пристойний радіатор — це добре.
Але те, що він не лише заходить на "гарячу" сторону, а ще й має ізоляцію тільки у вигляді скотчу, мене дуже здивувало, особливо з огляду на прискіпливе ставлення цієї фірми до безпеки своєї продукції.
Радіатор закріплений за допомогою спеціального герметика й установлений дуже міцно, але, на мій погляд, таке рішення радше нагадує "китайські" вироби, ніж фірмовий пристрій.


1. Після діодної збірки стоїть пара конденсаторів на 390мкф, 35 Вольт, виробництва Рубікон, що, втім, було передбачувано : Також є дросель для зниження рівня пульсацій на виході.
2. Лівіше встановлено ще один конденсатор ємністю 100мкФ, підключений після дроселя, а також світлодіод і підлаштувальний резистор для встановлення вихідної напруги.


Ще пара фото блока живлення згори.



Знизу все акуратно, хоча я в цьому й не сумнівався. Плата чиста, у "вузьких" місцях є захисні прорізи.


1. Роботою керує ШІМ-контролер 46BL065. Це квазірезонансний ШІМ-контролер, але цікаво, що, хоч він і має іншу назву, за виводами він повністю збігається з ШІМ-контролером NCP1239, установленим у блоці живлення RPS-120-27. Але NCP1239 при цьому не є квазірезонансним.
2. Ще одне місце в цьому блоці живлення, яке мене здивувало.
ШІМ-контролер часто вміє стежити за вхідною напругою, щоб захистити пристрій від роботи за надто низької вхідної напруги. Зазвичай вимірюється напруга на вхідному конденсаторі фільтра. Але тут контролюється змінна напруга до діодного моста. Для цього на платі встановлено два діоди, катоди яких з'єднані й ідуть до ШІМ-контролера.
Усе було б нічого, але ця особливість спричинила щонайменше дві проблеми:
1. Коли зникає вхідна напруга, ШІМ-контролер одразу блокує роботу, а не чекає, поки розрядиться конденсатор. Тому цей БЖ гірше переносить короткочасне зникнення живлення на вході. Фактично все віддано "на відкуп" вихідним конденсаторам.
2. Оскільки ШІМ-контролер одразу блокується, а розрядити конденсатор нікому, він залишається під напругою навіть після вимкнення живлення. Причому навіть через 12 годин на ньому залишається напруга 250-260 Вольт!
Дізнався я про це випадково, коли вирішив розрядити конденсатор перед вимірюванням його ємності. Результат виявився для мене дещо .... несподіваним.

Є ще третя проблема. Річ у тім, що вхідний X-конденсатор також нікому розряджати, тому, якщо витягнути вилку з розетки й одразу торкнутися її контактів, може трохи "щипнути"

Загалом розробники мене ще раз трохи здивували. Згадані вище особливості не впливають на якість роботи, але, на мій погляд, вони неприємні.


Ще одне невелике спостереження: конденсатор після вихідного дроселя підключений не зовсім правильно, оскільки послідовно з ним є доволі довга доріжка. За ідеєю, він мав би стояти ближче до вихідного роз'єму.
Але, як показали випробування, усе працювало нормально, хоча зазвичай це може трохи збільшити розмах пульсацій і рівень перешкод.


Структурна схема є в інструкції до блока живлення, і від схеми того самого RPS-120-27 вона переважно відрізняється відсутністю кола термозахисту.
Так, у цьому блоці живлення немає захисту від перегрівання, що також незвично для продукції Мінвелл.


Оскільки блок живлення відносно простий, я накреслив його повну принципову схему. Звісно, можуть бути деякі помилки, але я намагався уважно перенести її аж до позиційних позначень компонентів.
Якщо побіжно глянути, можна сказати, що перед нами найзвичайнісінька схема блока живлення, якби не ще один невеликий нюанс. Тут мало того, що немає навантажувального резистора на виході, хоча для сучасних блоків живлення він не надто й потрібен. Але номінал резистора, увімкненого послідовно зі світлодіодом індикації ввімкнення, становить цілих 680 кОм, тоді як зазвичай ставлять 2-10 кОм. Мабуть, знову боротьба за низьке споживання енергії в режимі холостого ходу.


Перш ніж перейти до тестів, невелике фото, щоб пояснити, що і де розташовано в цьому блоці живлення.


Діапазон регулювання вихідної напруги досить широкий. За базових 24 В можна встановити вихідну напругу від 21.1 до 28.4, регулювання при цьому плавне.


Перший тест, за допомогою якого я перевірю залежність вихідної напруги від струму навантаження, а також виміряю ККД блока живлення та коефіцієнт потужності.
У тесті було використано одне з моїх електронних навантажень, ватметр і два мультиметри для одночасного вимірювання струму та напруги.
Тест проводився як за напруги 225-230 В, так і за напруги близько 108-110.


Судячи з результатів, блок живлення має не лише високий ККД, а й досить непогану стабільність вихідної напруги. Різниця вихідної напруги в усьому діапазоні навантажень становить лише близько 30 мВ.
Результати вимірювання ККД за напруги 110 В можуть бути не зовсім точними, оскільки ватметр у цьому режимі працює не зовсім коректно.


Наступний тест — вимірювання рівня пульсацій на виході блока живлення.


Спершу подивімося, який вигляд має вихід у режимі холостого ходу. Видно невелику низькочастотну пилку, оскільки контролер працює в "зеленому режимі". Але, на відміну від RPS-120-27, цей блок живлення працює тихо: шум помітний лише в діапазоні струмів від 50 до 150 мА.


Основну частину осцилограм я сховаю під спойлером, оскільки вони наведені просто як доповнення.


Загальна картина ВЧ і НЧ пульсацій за вхідної напруги 230/110 В і навантаження 100%.
1,2 — 230 В
3, 4 — 110 В

Можу відзначити низький розмах пульсацій, особливо з огляду на те, що було заявлено в описі блока живлення.
Для моделі з напругою 24 В заявлено розмах не більш як 240 мВ, насправді результат був приблизно вчетверо меншим.


Як зазвичай, наприкінці огляду наводжу результати термовипробування. Тести проходили за класичною схемою: по 20 хвилин кожен, із подальшим вимірюванням температури та збільшенням струму навантаження. Блок живлення накрив кришкою, щоб імітувати замкнений об’єм.


Тут зроблю невеликий відступ. В інструкції зазначено досить жорсткі обмеження щодо умов роботи блока живлення. Наприклад, якщо температура навколишнього повітря перевищує 50 градусів, потрібно зменшити струм навантаження. Крім того, подібні обмеження діють і за зниження вхідної напруги. Наприклад, за моєї тестової напруги 108–110 В вихідну потужність слід знизити до 90% від максимальної тривалої. У цьому випадку — приблизно до 60 Вт.


Насправді потужність навантаження я не знижував, більше того, за живлення від 230 В навіть навантажив його струмом 3 А, а не 2,7, як заявлено виробником. І, на мій погляд, блок живлення нормально все це витримав, почавши здаватися лише за граничних робочих режимів.
За напруги 230 В першим почав перегріватися високовольтний транзистор, хоча до критичного стану йому ще далеко.
Коли напругу знизили до 110 В, передбачувано посилилося нагрівання діодного моста, оскільки струм через нього зріс.
Інші компоненти нагрівалися не дуже сильно, тому вважаю, що зі збільшенням площі радіатора в "гарячій" частині можна отримати більшу вихідну потужність без перегрівання.


Термознімок після завершення випробування за 230 В


І після випробування за 110 В.


Як і минулого разу, я запустив тест постійним струмом для визначення максимального вихідного струму.
1, 2. За вхідної напруги 230 В БЖ вимкнувся за струму 3,878 А.
3, 4. За 110 В вимкнення відбулося трохи раніше — за 3,569 А.

В обох випадках блок живлення вимикався різко, а вихідна напруга до моменту вимкнення залишалася початковою — 24 В. Це видно на першому й третьому фото.
Після зняття перевантаження блок живлення автоматично відновлював роботу.


Просто з цікавості зробив GIF-анімацію перевірки на коротке замикання.


Відеоогляд


Підсумую результати тестів.
Блок живлення пройшов усі тести, продемонстрував хорошу стабілізацію вихідної напруги, низьке нагрівання, малий розмах пульсацій, а також високий ККД.
Загалом до його роботи мені особливо й причепитися ні до чого, але щодо "особливостей" є деякі зауваження.
По-перше, немає розрядних кіл паралельно вхідному конденсатору. На роботу це не впливає, але позначається на безпеці.
По-друге, не надто вдало конструктивно виконано радіатор вихідної діодної збірки — також зауваження щодо безпеки.
І по-третє, немає термозахисту, що теж не дуже добре, хоча блок живлення під час роботи й не перегрівається.

Особисто на мій погляд, такий БЖ чудово підійде для створення компактних паяльних станцій із паяльниками T12.

На цьому в мене все. Буду радий запитанням і просто коментарям, сподіваюся, огляд був корисним.