Блок живлення 24 В, 300 Вт: конкурент чи колега «народного» БЖ 24/100?

Сьогодні в мене черговий огляд чергового блока живлення. Розумію, що, мабуть, я вже трохи набрид із ними, але про цей огляд мене запитували кілька читачів, та й мене самого зацікавив цей блок живлення, тому, власне, я його й купив.
Огляд здебільшого складатиметься з фото й невеликої кількості тексту. Також, окрім тестів, я розповім про простеньку методику відносно безпечного тестування БЖ під час роботи в тепловому режимі, близькому до граничного.


Отже, вибір припав на дуже цікавий блок живлення із заявленою потужністю до 300 Вт і пасивним охолодженням. Власне, цим він мене й зацікавив, тим паче що скоро буде огляд того, для чого його задумано.

Технічні характеристики:
Модель джерела живлення: WX-DC2440
Функції захисту: перенапруга, перевантаження за струмом, коротке замикання
Вхід змінного струму: AC170-260V
Частота змінного струму: 50 Гц / 60 Гц
Вихідна напруга: DC24V
Вихідний струм: 12,5A-15A
Вихідна потужність: 300 Вт
Загальні розміри: 146 х 70 х 39 мм, найвищий елемент — радіатор вихідних діодів.
Відстань між кріпильними отворами: 137х61.5мм

До пакування блока живлення уважно поставилися і продавець, і посередник: запакували краще, ніж якусь вазу династії Цін.


Напевно, багато хто скаже: щось він мені нагадує...


І так, ви маєте рацію: це збільшений варіант «народного» блока живлення на 24/12 Вольт і 100 Ватт, огляди яких у мене вже колись були.
12 Вольт
24 Вольта


Порівняно з тим, який оглядаємо, він здається малюком.


Розміри зі сторінки товару.


Просто фото з різних ракурсів.



Фото згори, не моє, але насправді фото на сторінці товару не відрізняється від реального виробу.


На вході — нормальний мережевий фільтр і такий самий клемник, як був у молодшої версії. Мабуть, тут бракує лише варистора.
Запобіжника на фото не видно, але насправді він є і встановлений між клемником і радіатором.
Вхідний конденсатор — 220мкФ 450 Вольт, але для блока живлення під «вузький діапазон» його ємність мала б бути ближчою до 300 мкФ.


Високовольтні транзистори з’єднані паралельно: 2 штуки 20N60C3. Точно такий самий стоїть у молодшій версії.


Досить багато компонентів заховано між радіатором і трансформатором.


Міжобмотковий конденсатор правильного типу Y (позначений як Y1). У менш потужних іноді траплявся звичайний високовольтний (якраз праворуч на фото), що неправильно.


Трансформатор справді великий, розміри осердя — 46х40х13мм. Спочатку може здатися, що він просочений лаком, але насправді, хоч лак усередині й є, здебільшого він чомусь зовні. До речі, після розпакування БЖ мав виразний запах лаку.


На виході — пара діодних збірок 20200 (20 Ампер 200 Вольт). Цікаво, що діодні збірки й високовольтні транзистори встановлені через слюдяні прокладки, а не звичайні «гумки», але термопасти я не виявив.


А от вихідний накопичувальний дросель, на мій погляд, замалий: розмір 27х15х11.5, намотаний дротом діаметром 1мм у три жили, 9 витків. Маркування — AS106-125A, даташит одразу знайти не зміг, є лише короткий опис у продавців, ще один. Під час заміни майте на увазі, що це не ферит, а сендаст.
Схемотехніка блока живлення — однотактний прямоходовий перетворювач, тому тут є накопичувальний дросель, хоча високовольтний ключ фактично один. Це зумовлено відносно великою потужністю блока живлення; у старого БЖ схемотехніка була однотактною зворотноходовою.


На виході три конденсатори по 2200мкФ 35 Вольт невідомого мені виробника. Також на виході стоїть один маленький керамічний конденсатор :)


Вхідний і вихідні конденсатори виміряв. Вхідний має маркування Nippon, але "мене гризуть смутні сумніви", а вихідна ємність близька до заявленої.


Трохи розвеселив вихідний клемник, узятий із того самого "народного" БЖ. Щоправда, там він працював зі значно меншим струмом, тож тут має трохи дивний вигляд. Між роз’ємом і радіатором установлено навантажувальний резистор 560 Ом, на ньому розсіюється близько 1 Вт, тому він дуже гарячий.


Плата двостороння, але монтаж односторонній, знизу порожньо. Під час огляду трасування звернув увагу на досить коректне підключення кола дільника зворотного зв’язку, принаймні тієї частини, яку зміг розгледіти.


Ви, мабуть, помітили невелику плату у вигляді субмодуля, припаяну перпендикулярно до основної? На ній розташований ШІМ-контролер і частина його обв’язки. Ще під час зовнішнього огляду я звернув увагу, що плата чимось покрита.


Так воно, власне, і виявилося: плату залито якимось компаундом. Спочатку я думав, що це звичайний герметик/силікон, але з’ясувалося, що це зовсім не так — покриття дуже тверде. Як зміг, зняв його з ШІМ-контролера, але маркування так і не побачив. Не допоміг і спирт: покриття до нього індиферентне (тобто йому байдуже на мій спирт), але його трохи розчиняє ацетон. Щоправда, мені це все одно не допомогло.
Ліворуч — до миття, праворуч — після.


Під трансформатором — частина елементів снабера та інші компоненти.

Уже після того, як припаяв плату назад, подумав, що, можливо, її притиснули до трансформатора не просто так, "про всяк випадок". Цілком імовірно, що ШІМ-контролер має захист від перегрівання, хоча в китайських БЖ це така рідкість....



Час перейти до тестів. Для початку беремо електронне навантаження, мультиметр, осцилограф і, звісно, "піддослідного". Регулювання вихідної напруги тут немає, але вона й так виставлена непогано.


Перший тест — вимірювання розмаху пульсацій.
Тест проводився у 6 точках — 0-20-40-60-80-100% навантаження, 20% навантаження = 2.5 Ампера вихідного струму або близько 60 Ватт потужності.

Як на мене, розмах пульсацій завеликий — до 150-200 мВ р-р. Але якщо врахувати, що для фірмових БЖ заявляють приблизно такі самі значення, а крім того, тут на виході немає жодного фільтра, то, можливо, це нормально.
Але проблема, скоріше, не в розмаху пульсацій, а в їхній формі. Якби вони були у вигляді "голок", то навіть невеликий дросель майже повністю їх зрізав би, але вони мають трикутну форму, а це гірше.


На частоті 100 Гц до потужності 240 Ватт цілком терпимо, але при 300 Ватт уже помітно, що ємності вхідного конденсатора явно не вистачає. Власне, про це я й писав на самому початку огляду.


А тепер оцінимо стабілізацію напруги залежно від навантаження та ККД.

ККД:
Споживання без навантаження — близько 4 Ватт.
20% навантаження — 80,6%
40% навантаження — 84%
60% навантаження — 84,8%
80% навантаження — 85,5%
100% навантаження — 85,5%

Насправді мій ватметр трохи завищує покази, тому ККД також приблизно на 1-2% вищий, але в будь-якому разі втрати потужності чималі, тож уся ця потужність виділиться в БЖ у вигляді тепла. Більш "просунуті" виробники в подібних БЖ намагаються застосовувати синхронне випрямлення, але тут звичайні діоди Шотткі.

А от зі стабільністю вихідної напруги все дуже добре: різниця між роботою без навантаження та з повним навантаженням становила 27 мВ.


Тут я просто вирішив виставити на виході заявлені 300 Ватт за показами електронного навантаження й подивитися, скільки буде на вході. Близько 55 Ватт втрат, ну нехай навіть 50 Ватт — усе одно чимало.


Ще пара тестів:
1. Вимірювання температури компонентів за різного навантаження
2. Оцінювання точності стабілізації вихідної напруги залежно від температури.

Інструменти, необхідні для тесту: електронне навантаження, мультиметр, електронний термометр, тепловізор.


У результаті я так і не дотягнув до заявлених 300 Ватт. Кожен етап тесту тривав 20 хвилин, після чого вимірювалася температура. Уже за струму 10 Ампер і вихідної потужності 240 Ватт був сильний нагрів і ще сильніший запах перегрітого лаку, який відчувався по всій квартирі. Але я вирішив після цього довести вихідну потужність приблизно до 250 Ватт і погріти його ще 10 хвилин. Усе, звісно, зрештою закінчилося благополучно, але для БЖ це вже граничний режим, і якщо «хочеться більшого», потрібне активне охолодження.

Перегрілися два компоненти: вихідний дросель і діоди. Діоди встановлені на зовні солідний радіатор, який насправді майже цілком марний, оскільки призначений для примусового охолодження. До того ж під ним немає отворів, а частина радіатора взагалі закрита конденсаторами. Щодо дроселя, то я сумнівався від самого початку: краще взяти кільце побільше й намотати його не трьома, а 4–5 проводами.


Тепер невелика порада щодо нюансів тестування.
Якщо ви перевіряєте блок живлення в критичних теплових режимах, трохи підвищити безпеку тесту допоможе ватметр.
Річ у тім, що в перегрітого БЖ через нагрівання може різко знижуватися ефективність, переважно через нагрівання осердь трансформатора й дроселя. Щоб тест мав менше шансів закінчитися сумно, я вмикаю БЖ через ватметр і після переходу до чергового етапу уважно стежу за споживаною потужністю.
Якщо вихідна напруга й струм (а отже, і потужність) залишаються стабільними, але споживана потужність раптом починає зростати, це перший крок «у країну вічного полювання»: БЖ почав розносити, тож його слід негайно вимкнути. Не факт, що все вдасться на 100%, але ймовірність спалити його значно менша.
Саме так я «врятував» блок живлення потужністю 500 Ватт з цього огляду.

Нижче — фото того, як відбувався тест за максимальної температури. Піднімати потужність вище ніж до 250 Ватт я вже побоявся.


Температура після тесту за потужності 180 Ватт.


А після 250 Ватт


Тест залежності вихідної напруги від прогрівання. У цього БЖ залежність невелика й від’ємна: спочатку я виміряв напругу на холодному БЖ, потім прогрів його, зняв навантаження й повторив вимірювання. Різниця становила лише -12мВ, що є чудовим результатом.


Останній тест — здатність витримувати перевантаження. Тут навантаження працює в режимі DCtest, поступово збільшуючи струм навантаження до заданого значення (тут 16 Ампер) і контролюючи падіння вихідної напруги нижче певного порога (тут 20 Вольт).
У мене вийшло, що максимальний вихідний струм — 14 Ампер, далі спрацював захист.


Те саме в динаміці: видно, що блок живлення тримає напругу до моменту вимкнення, після чого вона падає майже до нуля, а блок переходить у нормальний режим, оскільки після падіння напруги навантаження було знято. Поведінка цілком коректна.



Але вже під час підготовки огляду, коли я розглядав фотографії, помітив цікавий момент. У БЖ чотири струмовимірювальні шунти номіналом 0.39 Ома кожен, але один із них зламаний. Причому зламався він не під час тестів, адже нижче — фото з початкової «фотосесії». Якщо уважно придивитися, його можна побачити й на одному з перших фото цього огляду.
Виходить, що максимальний струм БЖ — не 14 Ампер, а близько 18.6. При цьому в описі товару було зазначено —


Думав замінити резистор, але потім вирішив цього не робити: БЖ і так працює з сильним нагріванням, навіщо посилювати можливі проблеми.



Що сказати на підсумок? Я не можу зробити однозначний висновок, адже блок живлення начебто й непоганий, ціна теж доступна — приблизно вдвічі вища за ціну «народного», але деякі недоробки не дають сказати, що все гаразд.
З іншого боку, БЖ непогано працював за потужності до 240 Вт, ну, за винятком перегрівання; 300 Вт теж легко витягує, але пульсації 100 Гц значно зростають.
Загалом, на мій погляд, він однозначно заслуговує на увагу, але не менше заслуговує і на доопрацювання. Якщо плануєте використовувати його за короткочасних великих навантажень, бажано:
1. Збільшити ємність вхідного конденсатора
2. Замінити вихідні конденсатори на якісніші.
3. За бажанням — встановити фільтр від перешкод на виході.

Якщо плануєте навантажувати його тривалий час (окрім переліченого вище):
1. Нанести термопасту під транзистори та діодні збірки
2. Замінити вихідний дросель.
3. Усе-таки встановити невеликий вентилятор.


На цьому все, сподіваюся, інформація була корисною. Як завжди, буду радий запитанням і просто коментарям.


Спонсором цього огляду виступив посередник yoybuy.com, який узяв на себе оплату доставки. Партнерське посилання для реєстрації, новачкам бонус — купон 10 від 50.
Вартість блока живлення разом із доставкою до посередника становить $12, вартість доставки від посередника залежить від різних чинників. Блок живлення важить 377 грамів, інформація зі сторінки замовлення в посередника.