Блок живлення 48 Вольт 125 Ватт, недорогий, але дуже непоганий

Під час епопеї зі складання пристрою для тестування та балансування великих акумуляторних збірок знадобилося організувати живлення з напругою близько 90 В, для чого було придбано два блоки живлення на 48 В, 2.5 А. Блоки живлення виявилися несподівано не лише недорогими, а й цілком пристойними як за якістю роботи, так і за якістю складання.
Огляд, схема, тести, висновки — як завжди.



Сьогоднішній огляд буде відносно коротким, але це зовсім не означає, що готувався він так само швидко, як може здатися на перший погляд.
Я вже розповідав, що потроху збираю для товариша стенд для тестування збірок літієвих акумуляторів. Оскільки зарядний пристрій потребував близько 90 В, треба було десь знайти блок живлення з такою напругою.
Було три варіанти
1. БЖ із потрібною напругою від самого початку. Виявилося, що таких мало, до того ж коштують вони відносно недешево, а потужність у них була або замала, або надмірна.
2. Взяти звичайний БЖ, скажімо, на 24 В і підвищити напругу перетворювачем до потрібних 90 В. Як на мене, це якось громіздко.
3. Використати два послідовно з’єднані БЖ із меншою напругою, як я робив під час складання потужного регульованого БЖ.

Зрештою вирішив зупинитися на третьому варіанті, але здебільшого тому, що побачив відносно недорогі БЖ у відомого китайського радіоаматора 100MHz. До того ж на сторінці товару були фотографії нутрощів, після перегляду яких я й ухвалив це рішення.

Замовив пару блоків живлення. Кожен коштував $4.69 + 1.88 за доставку до посередника, разом 11.26 без урахування пересилання до мене.
У спільній посилці була окрема коробка з блоками живлення, яку, судячи з усього, навіть не розпаковували, а так і поклали у велику коробку. Усередині кожен блок живлення був в окремому пакеті.


Блоки живлення абсолютно однакові, причому їх, схоже, навіть не діставали з пакетів, бо на них не було й слідів від пальців. Те, що видно на фото, — це вже мої сліди, залишені під час розпакування.
На сторінці товару вказано, що кожен БЖ важить 230 грамів, тобто два важать 460 грамів, але з урахуванням пакування за звітом посередника чомусь вийшло аж 810 грамів.


Оскільки блоки ідентичні, в огляді покажу лише один. Другий я просто перевірив під навантаженням, переконався, що він працює, і поклав назад у коробку.
Зовнішні розміри: 160х70х38мм
Відстань між кріпильними отворами: 152х62мм

Збоку є дуже лаконічна наклейка, на якій зазначено діапазон вхідної напруги, вихідну напругу та струм — власне, і вся інформація.


Комбінація роз’ємів трохи незвична. Зазвичай я звик бачити як мережевий роз’єм такий, як на червоному й чорному проводах, а як вихідні — такі, як на чорному й білому. Але тут усе навпаки. Зрозуміло, що це видно навіть за кольорами, але все одно виглядає трохи незвично.
Проводи зафіксовані герметиком, але, судячи з усього, спочатку їх відігнули в протилежний бік, і тепер герметик тримає їх помітно гірше. Щоправда, це я вже прискіпуюся.


Корпус алюмінієвий, усе акуратно, тільки незрозуміло, навіщо знизу два великі отвори...


Гаразд, беремо викрутку й розбираємо це диво китайської техніки. Гвинтів накрутили від душі — аж 10 штук.


На перший погляд можу сказати, що виглядає, звісно, не як Mean Well, але й явно не зовсім дешево — принаймні все акуратно.



Є й вхідний фільтр перешкод, пізніше покажу його докладніше.


Вхідні конденсатори мають ємність 68 мкФ, разом — 132 мкФ, чого цілком достатньо для заявлених 125 Вт, оскільки діапазон вхідної напруги живлення «вузький».
Транзистор має силіконову ізоляцію та притиснутий до бічної стінки корпусу.

Трансформатор досить габаритний, а зверху є шматочок теплопровідної гуми. Кришка блока живлення використовується як радіатор для трансформатора — дуже продумано.


Вихідна діодна збірка також має ізоляцію і теж прикручена до бічної стінки. На виході встановлено чотири конденсатори по 470мкФ 63 В, загальна ємність — майже 2000мкФ, чого достатньо для вихідного струму 2.5 А.
Конденсатори, звісно, безіменні, але чого ще можна вимагати менш ніж за п’ять доларів?


Міжобмотковий конденсатор правильний, типу Y. Поруч видно оптопару та інформацію про модель БЖ, а також дату розробки. Біля трансформатора була й дата випуску — травень 2011 року.

На виході є дросель для зменшення пульсацій, а також незрозумілий вимірювальний шунт. Спочатку я навіть подумав, що це така хитра перемичка, бо не очікував побачити його тут.


Викручуємо ще чотири гвинти й заглядаємо глибше.


А ось і мережевий фільтр. Що тут можна сказати — майже як у підручнику: є всі необхідні компоненти, два дроселі з двома обмотками, запобіжник, варистор, термістор, конденсатори X і Y. Навіть дивно бачити повноцінний фільтр у дешевому блоці живлення.
Єдине зауваження: варистор розрахований на 560 Вольт, або 394 Вольти діючої напруги. Фактично він потрібен не для захисту від високої напруги, бо, найімовірніше, не спрацює, навіть якщо подати 380, а для захисту від імпульсних перенапруг. Але я б замінив його на варистор на 430–470 Вольт.


У снабері з «гарячого» боку та в RC-ланцюжку з «холодного» боку резистори теж поставили «з любов’ю» — потужністю не менш як два вати. Щоправда, виявилося, що для високовольтного кола він там саме такий і потрібен.


Ба більше, навіть паралельно виходу блока живлення, вже після дроселя, стоїть не просто маленький керамічний конденсатор, а цілком пристойний — ємністю 0.47 мкФ, 63 Вольти.


Плата знизу має охайний вигляд. Загалом топологія блока живлення, у якій «гарячий» і «холодний» боки розташовані паралельно один до одного, не надто оптимальна з погляду габаритів, адже між ними потрібна певна відстань, а тут вона припадає на довгий бік.
Але «холодний» і «гарячий» боки розділені, щоправда, без захисних прорізів. Частково це компенсується великою відстанню та тим, що БЖ від початку розрахований на заземлення.


Трохи ближче — високовольтна частина з ШІМ-контролером.


А ось низьковольтна.


1. Не забули навіть про резистори паралельно вхідним X-конденсаторам. Молодці, що не стали економити «на сірниках».
2. ШІМ-контролер TEA1733. Щоправда, я знав про це ще до покупки: його вказано на сторінці товару. Одразу видно, що опис складав радіоаматор :)
3. Високовольтний транзистор P10NK70, 700 Вольт, 8.6 Ампера.
4. Вихідна діодна збірка HBR16200, судячи з маркування — 16 Ампер, 200 Вольт.
5. Знайшовся також здвоєний операційний підсилювач LM2904, якого я зовсім не очікував тут побачити. Спочатку думав, що це TL431, але вона стоїть з іншого боку плати.
6. А тут ще одна TL431 у корпусі sot23.


ШІМ-контролер TEA1733 хоч і здається простим, але насправді непоганий. Щоправда, в описі його позиціонують для блоків живлення потужністю до 75 Ватт.


Крім того, я не зовсім зрозумів з опису, як працює термозахист. На блок-схемі він є, в описі вказано, що спрацьовує за 140 градусів, але водночас зазначено й можливість підключення зовнішнього термозахисту до універсального входу Protect.
Але в будь-якому разі, є він усередині чи ні, особливого значення не має: якщо мікросхема нагріється до такої температури, температура інших компонентів буде «несумісною з життям». Тож умовно можна вважати, що термозахисту немає.



Схему цього разу я малював просто з цікавості: хотілося зрозуміти, що тут накрутили розробники й навіщо потрібні друге джерело опорної напруги, операційний підсилювач і шунт.
З’ясувалося, що в цьому БЖ реалізовано не лише звичний режим CV, а й CC, тобто стабілізацію струму. Я, звісно, міг би подумати, що це драйвер для світлодіодів, але на сторінці товару було зазначено PoE. Напруга цілком підходить, а от світлодіодів потужністю саме 125 Ватт я якось не зустрічав.
Крім того, застосовано дещо дивний RC-ланцюжок паралельно вихідній діодній збірці, а під час уважного огляду друкованої плати я помітив цілком коректне трасування. Загалом тут поки що теж не 5, але 4,5 бала точно.



А це вже не має особливого стосунку до огляду: розробник навіть не полінувався позначити діаметр і довжину дротяної перемички.


Збираємо більшу частину БЖ назад, підключаємо живлення, тестер, навантаження й осцилограф.
На виході 49.82 Вольта, регулювання напруги не передбачене, доведеться змінити номінали дільника, бо мені потрібно 45 Вольт, але це вже потім.


Приблизна оцінка ККД і точності підтримання вихідної напруги.
1. 33% навантаження, на виході 42 Ватта, на вході 49,1 — ККД близько 85.7%, напруга 49.798 Вольта
2. 66% навантаження, на виході 83 Ватта, на вході 94 — ККД близько 88.3%, напруга 49.775 Вольта
3. 100% навантаження, на виході 125 Ватт, на вході 141,3 — ККД близько 88.4%, напруга 49.743 Вольта

ККД непоганий, але не сказав би, що аж такий високий, якщо рахувати для БЖ із вихідною напругою 48 Вольт: зазвичай що вища вихідна напруга, то вищий ККД.
А от стабільність підтримання вихідної напруги хороша.


Оскільки блок живлення працював стабільно, вирішив продовжити тест.
1. Струм навантаження 3 Ампери, на виході 150 Ватт, на вході 169 — ККД близько 88.7%, напруга 49.722 Вольта
2. Струм навантаження 3.03 Ампера, на виході 119 Ватт, на вході 134 — ККД близько 88.8%, напруга 39.175 Вольт

З другої частини тесту видно, що блок живлення перейшов у режим стабілізації струму. Перехід дуже різкий: за струму 3.02 на виході ще було майже 50 Вольт, а за 3.03 напруга впала нижче ніж до 40. При цьому ККД залишився на нормальному рівні.


ВЧ-пульсації практично відсутні в усьому діапазоні; нижче наведено осцилограми за струму навантаження 0, 0.83, 1.66, 2.5, 3.0 і 3.03 Ампера.


А от за низької частоти розгортки проявилося те, що я помітив ще під час першого тесту. Річ у тім, що спостерігалося певне «хитання»: рівний вихідний сигнал у ВЧ-діапазоні модулювався НЧ-пульсаціями. І в другій частині тесту я побачив пульсації 15-20 мВ із частотою близько 250 Гц. Дуже дивна частота, але в будь-якому разі розмах навіть у 20 мВ за максимального струму навантаження — це дуже й дуже непогано. Свою роль відіграють і чимала вихідна ємність, і дросель із плівковим конденсатором на виході.


Згодом я розібрався: пульсації на низькій частоті — це особливість контролера, у нього є модуляція на частоті 280 Гц.


Блок непогано працює в режимі стабілізації струму, до 40 Вольт — узагалі чудово, а за напруги близько 37-38 Вольт переходить у захист. Можливо, у цьому випадку так поводилося електронне навантаження, але до 38 Вольт БЖ працював абсолютно стабільно.


Тест тривалої роботи під навантаженням, як зазвичай, розбитий на інтервали по 20 хвилин, наприкінці кожного з яких я вимірюю температуру компонентів.
Для початку — тест за 50% навантаження.


Оскільки блок живлення нагрівався не дуже сильно, я просто дивився тепловізором, що нагрівається найбільше.
1. 20 хвилин роботи за 50% навантаження.
2, 3. Ще 20 хвилин, але вже за 100% навантаження. Найбільше нагріваються резистор снабера й термістор на вході, який, своєю чергою, трохи підігріває діодний міст.


Невелике пояснення до верхнього термознімка. На першому видно, що найвищу температуру має трансформатор. Блок живлення сконструйований так, що частина тепла від трансформатора має відводитися на алюмінієву кришку, а перший тест я проводив без кришки, що вважав некоректним.
Зрештою я просто поклав кришку зверху, закривши решту пластиковим ізолятором. Після цього температура трансформатора становила лише 67 градусів за 100% навантаження, хоча без кришки він нагрівся до 65 за 50%.


Підняв вихідний струм до 2.97 Ампера, щоб блок живлення гарантовано працював іще в режимі CV, і дав йому попрацювати ще 20 хвилин. Найвища температура була в резистора снабера та вхідного діодного моста/термістора — в обох випадках близько 100 градусів, трансформатор нагрівся до 71 градуса.


Але на цьому я не заспокоївся й захотів перевірити, наскільки нагріється трансформатор, якщо додатково його не охолоджувати. Зняв кришку й дав йому попрацювати ще десять хвилин :).
У результаті температура зросла з 71 до 83 градусів, а нагрівання решти компонентів трохи зменшилося. У будь-якому разі БЖ нормально видає заявлені 2.5 Ампера й водночас може нормально працювати навіть за максимального струму 3 Ампери.


У міру прогрівання вихідна напруга знижується: ліворуч холодний блок живлення без навантаження, праворуч — після 1 год 10 хв тестів. Різниця досить значна, але оскільки вихідна напруга висока, у відсотковому співвідношенні вона виглядає нормально — близько 0.1%.


Отже, що можна сказати за підсумками? Після тестів я подумав назвати огляд «Китайський — не означає поганий».
Річ у тім, що в блоці живлення використано явно дешеві конденсатори, які трохи псують загальне враження. Але з погляду схемотехніки та якості роботи я залишився цілком задоволений. Хіба що можу трохи причепитися до пульсацій на виході, але оскільки їхній розмах навіть за 120% навантаження становить лише 20мВ, думаю, на них можна не зважати.
В іншому маємо:
1. Низьку ціну.
2. Алюмінієвий корпус і пасивне охолодження
3. Повноцінний вхідний фільтр.
4. Вихідний фільтр
5. Нормальну ємність конденсаторів.
6. Майже повну відсутність високочастотних пульсацій.
7. Прийнятне нагрівання та ККД.
8. Не лише захист від КЗ, а й режим CC.

Якщо доопрацьовувати такий БЖ, то, мабуть, варто замінити конденсатори, але, як на мене, вони й так прослужать. Дуже сподобався захист: фактично цей БЖ неможливо перевантажити, а отже, і перегріти його буде складно. До струму 3 Ампери він стабілізує напругу, вище — струм; якщо вихідна напруга опускається нижче критичної точки, переходить у режим захисту від КЗ. І все це працює коректно.

Загалом, якщо комусь потрібен подібний БЖ, можу рекомендувати — особисто мене вони цілком влаштували. Шкода лише, що вони досить важкі, тож доставка коштуватиме відносно дорого :(
100MHz, привіт і дякую за хороші блоки живлення :)


Спонсором цього огляду став посередник yoybuy.com, який узяв на себе оплату доставки. Партнерське посилання для реєстрації, новачкам — бонусний купон 10 від 50.
Вартість двох блоків живлення разом із доставкою до посередника становить $11,26, вартість доставки від посередника залежить від різних чинників. Два блоки живлення в упаковці важать 807 грамів — інформація зі сторінки замовлення в посередника.