460 Ват у маленькій коробці? Без проблем — компактний 12-вольтовий блок живлення від HP

Не так давно я почав публікувати огляди блоків живлення з магазину Banggood і тоді ж написав, що буде кілька оглядів, у яких блоки живлення будуть показані в порядку зростання потужності. Сьогодні в мене четвертий і останній огляд цієї серії, у якому я розповім про фірмовий потужний блок живлення.


Загалом цей блок живлення позиціонується як пристрій для використання із зарядними пристроями ISDT Q6 SKYRC B6 NANO. Принаймні так написано на сторінці товару, але для мене це просто блок живлення, і не більше.

Пакування гранично просте: шматок пухирчастої плівки та наклейка з артикулом. На сторінці товару цей блок живлення показано разом із кабелем живлення, але в комплекті його немає. Хоча якщо планувалася вилка, як на фото, то й добре — менше мотлоху вдома.


Як ви вже зрозуміли, блок живлення не універсальний, а має початкове призначення, проте згодом його переробили на блок живлення для зарядних пристроїв. Власне, це блок живлення для серверів, про що свідчать і конструкція, і формфактор.


Зверху є наклейка з параметрами та назвою моделі — DPS-460EB A.
Заявлені параметри:
Вхідна напруга — 100-240 Вольт
Вихідна напруга — 12 Вольт основна та 12 Вольт допоміжна
Вихідний струм — 38.3 Ампера для основного виходу та 2.5 для допоміжного.
Вихідна потужність — максимальна 460 Ватт.

Знизу — голий метал.


Блок живлення важить трохи менше за кілограм.


Розміри без виступних частин — 195х85х38мм, а з урахуванням виступних частин довжина збільшується до 240мм.


З одного торця розташовані гніздо для підключення кабелю живлення, вентилятор, ручка, фіксатор і світлодіодний індикатор увімкнення.
Фіксатор призначений для закріплення блока в стійці. Конструкцію задумано так, що за підключеного кабелю живлення витягнути блок живлення не вийде.
З іншого боку — вихідні контактні майданчики та роз'єм XT60U-F. Власне, цей роз'єм і перемичка — ось і вся суть переробки на блок живлення для SKYRC. Проводи великого перерізу, але на одному з них виявилася пошкоджена ізоляція. На це заплющу очі лише тому, що це мінусовий провід, і його замикання на корпус безпечне.


І звісно, як не розібрати такий цікавий блок живлення.
Викручуємо чотири гвинти (один під пломбою) і піднімаємо кришку, закріплену на імпровізованих петлях у вигляді пазів у корпусі.


Загальний вигляд трохи ближче. Компонування помірно щільне: наприклад, у блоках живлення для ноутбуків усе ще компактніше, але тут є активне охолодження, тож повітря все-таки має нормально проходити.


На вході — добротний мережевий фільтр, що складається з трьох дроселів, пари X-конденсаторів і кількох Y-конденсаторів. Звісно, є запобіжник і варистор.


Судячи з наявності реле й потужного резистора, а також відсутності звичного термістора, тут застосовано ступінчасте заряджання конденсатора: спочатку вхід підключений через резистор, а після заряджання його закорочують за допомогою реле.


Один із дроселів фільтра, а також радіатор діодного моста.


Вхідний конденсатор 330мкФ 450 Вольт, праворуч від нього, ймовірно, радіатор із транзисторами інвертора (20N65), а ще правіше — дросель коректора потужності та його силовий вузол.


Усім цим господарством керує цілий модуль із купою мікросхем.


Окрім аналогової частини, є й цифрова — ліворуч навіть видно чип EEPROM. На жаль, скористатися всіма функціями цього блока живлення не вийде, оскільки він має цифрове керування і, найімовірніше, може передавати інформацію про свої режими роботи.
Також тут видно п'ять підлаштувальних резисторів, причому в захисному кожусі є спеціальні отвори для доступу до них. В інтернеті траплялася інформація про переналаштування подібного блока живлення на напругу 13.5 Вольта, наприклад, для живлення трансиверів.
Ще один підлаштувальний резистор є біля вихідних майданчиків, але, наскільки я зрозумів, резистор регулювання вихідної напруги розташований саме на модулі керування.


Вихідний трансформатор має не зовсім звичну конструкцію: схоже, вихідну обмотку виконано шиною.


Вихідний випрямляч. Знову ж таки, припущу (бо не докопався), що застосовано синхронне випрямлення. Транзистори встановлені на мідних пластинах.


Схоже, це трансформатор допоміжного живлення — принаймні за його підключенням до схеми дуже на нього схожий, тим паче поруч із ним, з боку високої напруги, стоїть транзистор K3532.


А ось тут мене здивували дві речі:
1. Ємність вихідних конденсаторів усього 5900 мкФ: 2200+2200+1500, напруга — 16 Вольт.
2. Термістор захисту від перегрівання розміщений не біля вузлів, що нагріваються, а там, де заходить холодне (відносно) повітря. Припускаю, що цей термістор не єдиний, але другого я не знайшов.


Далі за логікою треба було б показати перемальовану схему, але я її не креслив, і на це було одразу кілька причин.
1. Це складно.
2. Це дорого, адже час, витрачений на реверс-інжиніринг, коштує грошей, а часу потрібно багато.
3. У цьому немає особливого сенсу, адже за такої ціни його простіше замінити іншим, ніж ремонтувати.

На додачу зняв захисну тканинну стрічку з вихідних майданчиків і зішкріб термоклей. Нічого незвичайного, за винятком того, що вихідні дроти припаяні лише до одного боку плати. З іншого є такі самі майданчики, і для надійності краще знімати навантаження з обох боків.


Сліди паяння на другому боці — вже мої, підключав мультиметр.


Перше ввімкнення: нічого не вибухнуло й не заіскрило. Вихідна напруга без навантаження — 12.3 Вольта, споживання — близько 7 Ватт. Спочатку вентилятор трохи збільшив оберти, але швидко перейшов у «тихий» режим, у якому його майже не чути.


Спочатку перевіримо такі параметри:
1. Здатність навантаження
2. Залежність вихідної напруги від навантаження
3. ККД
4. Коефіцієнт потужності

Для цього використовувалися два електронні навантаження, струмовимірювальні кліщі, мультиметр і ватметр.


Я перевіряв усі характеристики за навантаження, кратного 3.8 Ампера, до 38А, а потім провів тест за струму 38.3А (відповідно до характеристик) і 40А. У всіх режимах блок живлення працював чудово.
Нижче — чотири тести за струму 3.8, 19, 38.3 і 40 Ампер.



Блок живлення без проблем витримував повне навантаження і навіть трохи більше. Проблеми почалися радше в мене: через те, що потужність між навантаженнями розподілялася не порівну, одне з них починало перегріватися.


Через деякий час вентилятор запустився на повну потужність, споживання без навантаження одразу підскочило з 7 Ватт до 10, і я почув, як він шумить... Зараз модні всілякі фішки на кшталт Silent, Super Silent. Так от, забудьте: шум тут неабиякий, він легко змагався із шумом чотирьох вентиляторів двох моїх навантажень.

Максимальна вхідна потужність становила майже 540 Ватт — це я випадково викрутив струм трохи вище за 40А. Вхідна напруга під час тестів була 227-228 Вольт. Добре було б, звісно, перевірити й за низької напруги, але наразі я тимчасово не маю такої можливості.
Вхідний струм і коефіцієнт потужності — без навантаження, за 50% і 100% навантаження.


Те саме у цифрах і на графіку. Показано 11 точок вимірювання — від 10 до 110% навантаження.
Максимального ККД досягнуто за 60% навантаження, він становить 92%. Але слід враховувати, що струм вимірювався струмовимірювальними кліщами, які від початку не призначені для високоточного вимірювання.


Коефіцієнт потужності в тому самому діапазоні: видно, що вже за 10% навантаження він становить 0.88, далі зростає до 0.96 і тримається приблизно на цьому рівні; максимум — 0.98 за 110% навантаження.


Найскладнішим у тесті вимірювання пульсацій виявилося... вмістити все на столі, та й зрештою мені довелося переставити осцилограф праворуч від блока живлення.


Я якось писав, що можу знайти проблеми навіть у фірмовому блоці живлення. Так от, на мій особистий погляд, тут пульсації завеликі.
Осцилограми в режимах: без навантаження, 33%, 66% і 105%. Видно, що розмах пульсацій не дуже залежить від навантаження і тримається в діапазоні 500–600 мВ п-п.


А ось пульсації на частоті 100 Гц не такі вже й великі — частково це заслуга активного коректора потужності.


Щодо пульсацій є підозра, що вихідні конденсатори погіршили свої характеристики, але оскільки без випаювання до них нормально не дістатися, а для заміни зараз удома якось нічого відповідного немає, то я просто вирішив під'єднати паралельно до вихідних контактних майданчиків інший конденсатор — Panasonic 820 мкФ 35 В, і картина різко змінилася.
Вимірювання ESR простим під'єднанням до виходу БЖ показало якісь шалені 5 Ом, що, на мій погляд, у цьому випадку дуже малоймовірно, але я б про всяк випадок усе-таки рекомендував їх замінити.

Струм навантаження 10 А (25%), осцилограф у режимі 50 мВ на поділку, ліворуч — без додаткового конденсатора.


Звісно, було проведено й тест під навантаженням; використовувалися ті самі прилади, а також тепловізор.


Тест проводився у три етапи за струмів навантаження 13, 26 і 39 А, тобто трохи більше за заявлені 38,3. Кожен етап тривав 20 хвилин, загальний час тесту — 1 година.


Контролювати температуру я міг лише тепловізором; основне вимірювання проводилося за температурою повітря на виході. Додатково контролював ділянку біля силового трансформатора та вихідного випрямляча, для чого наклеїв у цьому місці шматочок ізоляційної стрічки.
1. Початок тесту, повітря на виході — 35,8 градуса.
2. 20 хвилин із навантаженням близько 160 Вт, температура 38,5; на мою думку, блок живлення навіть не зрозумів, що його намагаються нагріти.
3. 20 хвилин із навантаженням 315 Вт, температура 33,4 градуса — якось несподівано...


Неочікуване зниження температури пояснюється дуже просто. Нижче два термознімки, зроблені через 10 хвилин після початку тесту з максимальним навантаженням: вентилятор працює на малих обертах, температура повітря — близько 41–42 градусів.
За пару хвилин увімкнувся вентилятор, а наприкінці тесту (через 8 хвилин) температура повітря становила 35,3 градуса, і це за навантаження 470 Вт!

На цьому етапі я зрозумів, що проводити подібні тести з цим БЖ просто немає сенсу: можливості його системи охолодження перевищують його тепловиділення, тому вентилятор може ввімкнутися за 50% навантаження і не працювати за 100%. Логіка роботи така: нагрілися — вмикаємо охолодження на повну потужність, чекаємо хвилин 10, переходимо в тихий режим.


Загальний вигляд стенда після години роботи та температура силового роз'єму. Насправді температура роз'єму також залежала від роботи вентилятора й коливалася в межах 55–60 градусів за струму 39 А, що, на мій погляд, забагато, адже цей роз'єм (якщо не помиляюся) розрахований на струм до 65 А.


Вихідна напруга практично не залежить від температури: ліворуч — холодний блок живлення, праворуч — після завершення тесту зі струмом 39 А.


Порівняльне фото двох блоків живлення подібної конструкції: вони мають майже однаковий вихідний струм — 40,6 А в одного і 38,3 А в другого, але різну вихідну напругу і, відповідно, потужність: 48/2000 і 12/460.


Доповнення.
Мій постійний читач DENS17 купив подібний блок живлення на AliExpress — посилання і люб'язно надав фотографії внутрішніх компонентів, за що йому велике спасибі.
Візуальний аналіз показав, що блок живлення також якісний, хоча й відрізняється від показаного в огляді, але все ж має такий самий високий рівень якості складання, тому цілком може бути рекомендований до купівлі. Додаткова інформація міститься в коментарі під оглядом.



Більше фотографій під спойлером


Ну і що тут сказати...
Блок живлення однозначно цікавий, потужний, компактний, має популярну вихідну напругу, фірмовий і якісно виготовлений. Але при цьому слід розуміти, що це БУ блок. Справедливості заради, я очікував побачити всередині купу пилу, а то й узагалі дешеву китайську плату. Але ви й самі бачили: усе чисто, акуратно й дуже якісно, хоча блоку живлення 9 років (дата на наклейці всередині — 1031, найімовірніше, 31-й тиждень 2010 року).

Звісно, не обійшлося й без недоліків. Перший — пульсації. Для відносно невибагливого навантаження вони не мають значення (як, утім, і для серверів, де на платах стоять окремі перетворювачі), але в деяких ситуаціях можуть і нашкодити — це слід враховувати. Експеримент із додаванням конденсатора на виході показав, що це різко знижує рівень пульсацій; інформацію додано до відповідного розділу огляду. Крім того, частково завади гасяться RC-фільтром, утвореним кабелем від блока живлення та ємністю вхідних конденсаторів навантаження.

Ну і шум. Так, друзі, тут я назву його з великої літери — Шум. Ні, навіть не так — ШУМ :) Шумить він справді гучно, але переважно за потужності понад 200 Вт і час від часу. Напевно, ситуацію полегшує те, що він шумить приблизно так: 10 хвилин тихо, 10 хвилин шумить, а не постійно смикає вентилятором туди-сюди, як ноутбуки. Усьому виною малий розмір і специфіка застосування, де активне охолодження фактично є стандартом.


На цьому в мене все. Сподіваюся, було корисно. З повагою, ваш kirich.