Блок живлення 24 В 3 А

Багато моїх читачів знають, як мені подобається писати огляди блоків живлення. Мабуть, для мене це найулюбленіша тема. Але сьогодні огляд буде в дещо нетиповому для мене форматі — він буде коротким, і на це є свої причини.
Отже, кому цікава тема імпульсних блоків живлення — прошу до читання.


Цей блок живлення я замовив досить давно й уже навіть устиг про нього забути, вирішивши, що їх просто немає в наявності. Хоча, по суті, так воно й було: на сторінці товару написано — Sold out. Але магазин усе ж знайшов десь на складі один екземпляр (мабуть, останній) і надіслав його мені.
Блок живлення з категорії БВ, тобто раніше десь використовувався і, найімовірніше, був у корпусі, але зараз продається у вигляді плати.

Загалом я трохи здивувався, коли несподівано отримав посилку й розпакував її, думаючи, що там щось інше. Усередині пакета був блок живлення, запакований «по-банггудівськи»: у білу стрічку зі спіненого матеріалу та пакет.


Замовив я його через низьку ціну й доволі непогані характеристики, які дають змогу використовувати його в паяльних станціях: там потрібні приблизно такі характеристики, ну, може, трохи більший струм. Але я розраховував на запас, який зазвичай закладають у фірмові БЖ. Подумав, що комусь це може стати в пригоді.
Так, ідеться саме про фірмові БЖ, адже часто подібні блоки живлення й бувають фірмовими, з розбирання.

Власне, з усіх характеристик були лише напруга 24 В і струм 3 А, хоча були ще габарити плати — 11.5 x 5 x 2.5cm.

Як бачите, блок живлення майже повністю закритий екраном із мідної фольги, тому на сторінці магазину ніяк не роздивитися, що в нього всередині.


Назовні виглядають лише стандартний вхідний роз’єм і кілька вихідних конденсаторів, а що всередині — загадка.


Знизу теж є екран — це дуже добре, менше завад в ефірі.


Спочатку думав розгорнути екран, як це іноді роблять у блоках живлення ноутбуків, але тут усе виявилося набагато простіше: відпаяв мідні пелюстки в кількох місцях, хоча одна ділянка відламалася, а не відпаялася, і просто зсунув його.


Тепер уже можна нормально роздивитися. Після первинного огляду моя думка була така: непогано, дуже непогано.


Особливо це «непогано» стосувалося вхідного фільтра — його можна показувати в підручниках як приклад того, як треба робити.
Мережевий фільтр містить усі елементи правильного фільтра:
1. Запобіжник
2. Термістор
3. 2 конденсатори X-типу
4. 2 конденсатори Y-типу
5. 2 дроселі з двома обмотками
6. Варистор
7. Розрядні резистори для конденсаторів X-типу

Просто чудово, навіть додати нічого.

Як я зазвичай пишу, за вхідним фільтром можна оцінити відповідальність виробника, адже саме вхідний фільтр «випилюють» першим, коли хочуть заощадити. А тут не заощаджували ні на чому.


Звісно, можна було б поскаржитися на відсутність коректора коефіцієнта потужності, але, по суті, тут він і не обов’язковий, та й не потрібен. Власне, він сюди й не вліз би.

На вході встановлено конденсатор ємністю 120 мкФ, що для заявлених 72 Вт більш ніж достатньо для живлення від 220–230 В, та й загалом вистачає навіть для вхідної напруги 100–115 В. Фактична ємність конденсатора становила 105 мкФ, ESR — 0.73 Ома на 100 Гц і 0.5 Ома на 1 кГц.
Конденсатор живлення ШІМ-контролера — 47 мкФ 50 В, фактична ємність 45 мкФ, ESR 2.27 Ома на 100 Гц і 0.92 на 1 кГц.

За результатами вимірювань видно, що БЖ БВ, але все в межах норми. Щоправда, вимірювання проводилися без випаювання елементів, тому можлива невелика похибка.

Високовольтний транзистор встановлено на радіатор, причому радіатор додатково припаяний до плати за допомогою двох виводів. А оскільки він частково заходить на вторинну частину БЖ, то ізольований скотчем.


Між первинною та вторинною сторонами встановлено конденсатор Y-типу для придушення завад (ліворуч від трансформатора), зворотний зв’язок заведено через оптрон — усе більш ніж звично й знайомо.
Зовнішні розміри трансформатора — 27.5х20х20мм, що дуже непогано для заявлених 70 Вт. Крім того, на трансформаторі та поруч із ним видно шматочки теплопровідної гуми: вона була між трансформатором і мідним кожухом та відводила частину тепла на мідь. Знову ж таки, правильне рішення, адже перегрів магнітопроводу може мати сумні наслідки.

На виході встановлено одну діодну збірку, але є місце для другої. Найімовірніше, плата універсальна, і в лінійці є БЖ із меншою напругою, але більшим струмом. Радіатор тут закріплений в одній точці, окрім виводів діодної збірки, і також ізольований скотчем.

Після діодної збірки встановлено пару конденсаторів 470 мкФ 35 В, але різних типів (це видно за кольором), а також дросель для зменшення пульсацій і ще один конденсатор ємністю близько 100 мкФ. Деякі елементи залиті герметиком, який я не став знімати, не бачачи в цьому сенсу, але якщо й помилився з номіналом, то зовсім трохи. Сумарна ємність вихідного фільтра — близько 1000 мкФ, із напругою конденсаторів також усе гаразд: у БЖ із вихідною напругою 24 В зазвичай і ставлять конденсатори на 35 В.
Те, що конденсатори встановлені різних типів, цілком нормально, я таке вже зустрічав. До того ж саме такими вони були від початку, слідів чужого паяння на платі не помічено.

Крім того, на платі є світлодіод індикації ввімкнення, підключений через резистор 23 кОм, і світить він ледь помітно.


До друкованої плати також претензій не виникло: загалом усе звично й нормально, дрібні елементи додатково закріплені клеєм, щоправда, на платі є порожні місця у вторинній частині.
Резистори у високовольтних колах з'єднані послідовно по три штуки — для підвищення надійності й безпеки. Річ у тім, що звичайні резистори типорозміру 1206 розраховані на напругу лише до 200 В, а оскільки в цьому колі вона може сягати 400 В, то й ставлять по три резистори.


Цей блок живлення — однотактний зворотноходовий, ним керує ШІМ-контролер із зовнішнім силовим транзистором. ШІМ-контролер — NCP1200D60R2, судячи з опису, у нього вже вбудована система термозахисту, яка вимикає БЖ за температури понад 140 градусів.
У вихідній частині блока живлення нічого незвичайного немає: звичайний регульований стабілітрон TL431 у колі зворотного зв'язку та вихідний фільтр. Крім того, є місце для встановлення TL431 в іншому корпусі.



Зазвичай далі я перемальовував схему блока живлення, але в цьому випадку це не має сенсу з кількох причин:
1. Він уже зовсім «стандартний» з погляду схемотехніки.
2. Їх уже немає у продажу.
3. Третю причину дивіться наприкінці.

Ну що ж, перейдемо до тестів. Для цього використовувалися:
1. Електронне навантаження на 150 Вт
2. Мультиметр
3. Осцилограф
4. Тепловізор



Вхідний щуп під'єднав через потрібний фільтр із двох конденсаторів: керамічного на 0.1 мкФ та електролітичного на 1 мкФ. Про цю методику підключення я якось розповідав в одному з оглядів.
Проводи мультиметра й навантаження також були розділені, щоб уникнути впливу падіння напруги на них.


А результати тестів трохи засмутили, особливо після зовнішнього огляду.
1. На холостому ходу БЖ видав 24.25 В, що цілком нормально
2, 3. За струму навантаження 1 і 2 А напруга трохи просіла, що загалом також терпимо.
4. А от за струму навантаження 3 А напруга просіла вже помітно — до 21.5 В, чого в БЖ, розрахованому на такий струм, узагалі не мало б бути.
5, 6. Експериментально з'ясувалося, що струм 3.35 А є максимальним для цього БЖ: на виході він видає близько 17.7 В, або 60 Вт потужності. Якщо збільшувати струм навантаження далі, то вже за 3.39 А БЖ переходить у захист із циклічним перезапуском.
Спочатку, після огляду, я прикинув, що цей блок живлення зможе видати щонайменше близько 4 А, але реальність виявилася значно прозаїчнішою.


Також експериментально визначив, що реальний максимальний струм для цього БЖ — 2.75 А. Після цього починається різке зниження вихідної напруги, а вихідна потужність становить 66.5 Вт. До цього значення струму напруга тримається стабільно.
Невелике пояснення. Справді правильний захист від перевантаження працює трохи інакше: БЖ до останнього тримає напругу стабільною, а після перевищення порога захисту просто вимикає вихід, іноді навіть у тригерному режимі. Те, що БЖ перед вимкненням знижує напругу з 24 до 17 В, радше властиво дешевим БЖ.

На фото видно, що до виходу блока живлення припаяний додатковий конденсатор. Це я вирішив провести невеликий експеримент — трохи збільшити вихідну ємність, але результату це не дало, тож я просто не став його прибирати.


Осцилограми пульсацій.
1. Без навантаження
2. 1 А
3. 2 А
4. 3 А.

Цікаво, що розмах пульсацій майже не залежить від струму навантаження й становить близько 40 мВ п-п за струму 1 А та 50 мВ за струму 3 А.


Під час тестування виміряв і ККД, який становив:
1. Без навантаження споживання близько 1.2-1.4 Вт
2. 84.6% за струму 1 А
3. 86.4% за струму 2 А
4. 85.6% за струму 3 А.

У цьому плані результат середній: буває і краще, і гірше.


Під час тестування перевірив і нагрівання, і його результати також свідчать про те, що потужність 66 Вт для цього блока живлення є максимальною. Спочатку я грів блок живлення хвилин 20, потім ще близько 15 хвилин. Найгарячішим елементом є трансформатор, температура якого сягала 80–85 градусів. Порівнянну температуру мав і високовольтний транзистор. При цьому БЖ був не лише без корпусу, а навіть без кожуха. У закритому компактному корпусі температура, найімовірніше, перевалила б за 100 градусів.


Просто для порівняння — розміри трьох блоків живлення:
1. MeanWell EPS-65S-24 — тривала потужність 65 Вт, короткочасна — 90.
2. MeanWell RPS-120-27 — тривала потужність 120 Вт, короткочасна — 135
3. Варіант, який ми оглядаємо.


Ось, власне, і весь огляд, більше показувати нічого, тож тепер спробую зробити деякі висновки.
1. Блок живлення, найімовірніше, справді фірмовий.
2. Вхідний фільтр — просто відмінний.
3. За загальною конструкцією я б поставив «добре», до «відмінно» поки що далекувато.
4. Заявлені характеристики явно завищені.

Зрештою можна сказати, що перед нами непоганий БЖ, реальна потужність якого становить близько 50 Вт. Припускаю, що на корпусі було щось на кшталт «24 Вольти 2,1 Ампера». БЖ із такими «кривими» характеристиками часто йдуть у комплекті з фірмовими пристроями.

Не буду казати, що БЖ сподобався: лише 50 Вт тривалої потужності й не більше ніж 66 Вт короткочасної — для такого об’єму це замало. Але й надто сварити його не хочу, адже він усе-таки працює та має захист від КЗ і перевантаження, а також нормальний вхідний фільтр і досить якісні компоненти. У будь-якому разі після цього огляду я навряд чи купив би такий БЖ, принаймні за ці гроші. Частково тому мені й не хотілося перемальовувати схему цього БЖ.
А от, до речі, для живлення паяльної станції з паяльником Т12 цей БЖ цілком підійшов би, але треба трохи зменшити номінал струмовимірювального шунта. Тривала потужність там невелика, а БЖ за якістю кращий за відомий «народний».


На цьому все. Як завжди, буду радий запитанням і сподіваюся, що огляд був якщо й не цікавим, то принаймні корисним.