Низькопрофільний блок живлення Meanwell LRS-350-24

Ще один блок живлення до моєї колекції Mean Well — модель із досить відомої серії LRS, у цьому випадку потужністю 350 Вт. Огляд, схема, випробування, висновки — усе, як ви звикли :)



Я давно хотів протестувати щось подібне. Ба більше, блоки цієї серії вже бували в мене, але зазвичай «проїздом», тож часу написати огляд не було. Та ось один із моїх постійних читачів дав мені цей блок на тестування, ну і, звісно, покопирсатися в ньому — куди ж без цього. За що йому велике спасибі.

Загалом у цій серії є багато різних блоків потужністю від 35 до 350 Вт. При цьому лише найпотужніша модель має активне охолодження, решта обходяться без вентилятора.

В описі заявлено різні захисти, автоматичне ввімкнення вентилятора, випробування під навантаженням після складання та трирічну гарантію.


Як і більшість фірмових блоків, ця модель постачається в картонній коробці, причому вона трохи довша за сам блок. Дивно, адже це найпотужніший блок у серії.


Серія LRS-350 охоплює вісім моделей із напругою 3.3, 4.2, 5, 12, 15, 24, 36 і 48 В. Незвично бачити блок живлення з вихідною напругою 4.2 В — мені такі поки що не траплялися.
У мене модель на 24 В, відповідно, максимальний вихідний струм — 14.6 А. До речі, слід враховувати, що хоча серія й маркується як 350 Вт, насправді таку потужність мають блоки з напругою 12 В і вище, а, наприклад, модель із вихідною напругою 3.3 В видає лише до 200 Вт.


Зовні це звичайнісінький блок живлення в алюмінієвому корпусі. Оскільки охолодження активне, перфорації на кришці немає — лише кілька отворів.


Збоку є перемикач діапазону напруги живлення: 115/230 В.


Клемник без кришки, ліворуч — підлаштувальний резистор і світлодіодний індикатор наявності вихідної напруги.


Виглядає дуже охайно: нічого не бовтається, усе підігнано чудово. Знизу є чотири монтажні отвори, крім того, вони є і з боків — по парі з кожного боку.


Вентилятор працює на вдув, доволі шумний, але про це трохи згодом.


Одна з ключових особливостей блоків цієї серії — їхня висота, яка становить лише 30 мм. У деяких ситуаціях це може стати вирішальним чинником під час вибору блока живлення.


Усі необхідні розміри наведено на кресленні — думаю, так їх буде простіше зрозуміти.


Але, як ви розумієте, найцікавіше — всередині. Щоб туди дістатися, відкручуємо чотири саморізи й знімаємо кришку.


Знову ж таки, на вигляд усе досить охайно, а в місці встановлення вентилятора залишено вільний простір.


Тепер трохи докладніше.
1. Вхідний фільтр є, але дещо спрощений: X-конденсатор і синфазний дросель.
2. Цікаво, що хоча на платі є маркування LRS-350, біля запобіжника зазначено також варіант LRS-200, а вище — незрозуміла назва (чи ім’я) Edward.
3. Використано безпечні конденсатори Y2. Виняток — конденсатор, що з’єднує мінус виходу із шиною заземлення, але тут безпечно використовувати й звичайний високовольтний конденсатор.
4. На платі також є два термістори й два варистори. Термістори встановлено після діодного моста в різних полюсах, варистори на 240 В увімкнено паралельно конденсаторам вхідного фільтра.
5. Вхідні конденсатори мають ємність 560 мкФ і напругу 200 В, увімкнені послідовно, що логічно, адже є перемикач діапазону вхідної напруги. Діодний міст прикручено до корпусу. До речі, дивно, що у звичайних дешевих БЖ з AliExpress так не роблять, а щонайбільше встановлюють на нього радіатор.
6. Транзистори інвертора також прикручені до корпусу, для захисту використано силіконові ковпачки.


Вихідна частина блока живлення. Випадково помітив, що вихідний дросель не просто впаяний у плату, а встановлений на окремому текстолітовому майданчику.


1, 2. Трансформатор також низькопрофільний. Судячи з підключення первинної обмотки, її намотано у два етапи: спочатку першу частину, потім вторинні обмотки, а тоді другу частину. Вторинну обмотку виконано багатожильним проводом.
3. Вихідні діоди також притиснуті до корпусу. Усі притискні планки зроблено з товстої сталевої смуги, а всі гвинти зафіксовано.
4. Вихідних конденсаторів чотири, по 470 мкФ 35 В, серії ZLH від Rubycon. Якось замало для струму майже 15 А.


На вихідному боці видно шину пристойного перерізу, що виконує роль перемички.


Викручуємо решту гвинтів і виймаємо плату з корпусу.


1. Притискну пластину було добре затягнуто, на силіконових ковпачках залишилися сліди від неї.
2. В інверторі використано пару транзисторів 18N60M2.
3. На вході встановлено діодний міст KBJ1008G, до цього маркування було приховане пластиною.
4. А от на виході конфігурація діодних збірок не зовсім звична. Зазвичай вони одного типу, а тут мало того, що одна має маркування V20200C і заявлена як High Voltage Trench MOS, а друга — звичніша MBR20150, то вони ще й у корпусах різного виконання.


Але значно більше компонентів розташовано на нижньому боці плати.


Мені навіть довелося зробити два додаткові фото, бо навіть у такому вигляді важко щось розгледіти.
Високовольтна частина. Помітно, що встановлено не всі компоненти: наприклад, паралельно високовольтній шині планували встановити чотири керамічні конденсатори, а встановлено лише один.


У вторинній частині також є вільні місця, причому одне з них явно призначене для якогось контролера. Судячи з характеристик інших блоків живлення, а також маркування біля діодних збірок (GSD) і власне трасування, це контролер синхронного випрямляча. Причина в тому, що за великих струмів уже не рятують навіть діоди Шотткі.


Побачивши два транзистори інвертора, можна припустити, що блок живлення зібрано за двотактною схемою, але це не зовсім так. Тут як ШІМ-контролер працює однотактний NCP1252 виробництва ON Semiconductor. Порадувало, що режим Green-mode не заявлений — принаймні, я не знайшов його в даташиті, коли побіжно переглянув.


У даташиті на блок живлення є блок-схема, з якої видно, що передбачено такий комплекс захистів:
1. OLP — від перевантаження за потужністю
2. OTP — від перегрівання
3. OVP — від перенапруги на виході.

Також видно вузол керування вентилятором з окремим випрямлячем живлення.


Спочатку я не хотів креслити схему цього блока живлення і просто з цікавості спробував знайти її в інтернеті. Але марно.
Ба більше, на якомусь відомому форумі на запитання про схему побачив відповідь: схем немає і не буде. Тут мене, як то кажуть, "зачепило за живе", і я вирішив: ні, схема буде.
Витративши купу часу, я перемалював схему й можу сказати, що вони тут добряче все ускладнили. Видно, що:
1. Термістори стоять на кожному полюсі живлення, причому після діодного моста, що незвично.
2. Є вузол контролю вхідної напруги на окремому транзисторі
3. ШІМ-контролер живиться від стабілізатора.
4. Блок живлення побудовано за топологією «косий міст» — по суті, це варіант однотактного прямоходового блока живлення.
5. Вихідні транзистори інвертора керуються через розділовий трансформатор.
6. У первинному колі є симістор, який блокує роботу контролера, замикаючи його коло живлення. Він керується з вихідної частини через оптрон і спрацьовує в разі перегрівання або перенапруги.
7. Вузол живлення вентилятора має не лише окремий випрямляч, а й окремий стабілізатор напруги на 12.6 Вольта.
8. Вентилятором керує вузол на TL431, до якої підключено терморезистор, встановлений біля вихідного дроселя. При цьому є й коло гістерезису.

Втім, думаю, складність схеми помітна навіть просто з її розміру. Звісно, тут можуть бути помилки, хоча я намагався їх відстежити; номінали й позиційні позначення відповідають реальним.


Оскільки в повній схемі розібратися складно, окремо покажу, що таке "косий міст". По суті, він схожий на звичайний однотактний прямоходовий або зворотноходовий перетворювач, але комутуються обидва виводи первинної обмотки. Така схемотехніка дає змогу отримати більшу потужність за меншого навантаження на транзистори інвертора.


Збираю все назад, сподіваючись, що під час перемальовування схеми нічого зайвого не відколупав (частина компонентів була під герметиком). Але все гаразд: блок запустився, на виході 24.2 Вольта.


Насамперед перевіримо регулювання вихідної напруги.
1, 2. Можна змінювати вихідну напругу в діапазоні 21-29.1 Вольта.
3, 4. Але з’ясувалося, що якщо спробувати встановити на виході більше ніж 29.15, блок починає періодично переходити в захист, а точніше — перезапускатися через спрацювання захисту. Судячи з усього, спрацьовує коло контролю: тиристор замикає живлення контролера, потім настає пауза на "перезавантаження", і далі все повторюється. Вихідна напруга при цьому змінюється від 26.8 до 29.6 Вольта.


Наступні тести проводитиму вже під навантаженням, для чого взяв електронне навантаження, ватметр і тестер. Відповідно, виставив на виході майже рівно 24 Вольта, але мушу зазначити, що регулювання досить грубе, а крім того, резистор обертається дуже легко, тому рекомендую після регулювання зафіксувати його лаком або клеєм.


Тести проводилися за напруги 233 Вольта, і перший тест — вимірювання споживання без навантаження, яке становить близько 1-1.1 Ватта.


Перевірка залежності вихідної напруги від навантаження показала просто дивовижний результат: у діапазоні навантажень 0-115% або 0-17А вихідна напруга відрізнялася лише на 0.001 Вольта!


ККД виявився навіть трохи вищим за заявлені 88% і становив приблизно 90%. Невелике падіння наприкінці спричинене ввімкненням вентилятора.
Графік охоплює діапазон від 1 до 18 Ампер, за 19А блок живлення перейшов у захист, вимкнувши вихідну напругу; шкала внизу відповідає струму в амперах.


Перевірка здатності витримувати перевантаження показала, що блок вимикається за вихідного струму 18.82А, причому в усіх трьох спробах струм був однаковий.
<img src="https://pic.mysku-st.ru/uploads/pictures/02/55/13/2019/12/20/4d249d.gif" alt="" />

Термопрогрів проводився у три етапи за струмів навантаження 5, 10 і 15А, кожен етап тривав 20 хвилин, тож тест загалом продовжувався 1 годину.
Хоча моє навантаження й може короткочасно витримувати потужність близько 500-600 Ватт, для тривалої роботи довелося використати друге навантаження: спочатку працювало перше зі струмом 5А, потім вмикалося друге з таким самим струмом, а на останньому етапі обидва навантаження працювали зі струмом 7.5А.

Перш ніж показати термограми, наведу результати залежності напруги від струму та нагрівання.
1. Усе холодне, робота без навантаження, на виході 24.005
2. Понад 20 хвилин роботи, струм 10А, на виході все ті ж 24.005
3. Година роботи, струм 15А, на виході також 24.005
4. Знімаємо навантаження: спочатку на виході також було 24.005, але буквально за кілька секунд стало 24.003.
Як на мене, результат чудовий. Коефіцієнт потужності в діапазоні 50-400 Ватт становив близько 0.6-0.64.

Окремо розповім про роботу вентилятора. Як я писав, він досить шумний, але шум "м'який" і не дуже заважав (на відміну від двох електронних навантажень). А от алгоритм роботи дещо дивний.
1. Під час тесту ККД я протягом кількох хвилин поступово збільшував струм навантаження й записував результати вимірювань. Так ось, вентилятор увімкнувся, коли я дійшов до струму 17А.
2. Після годинного термопрогріву та зняття навантаження вентилятор одразу вимкнувся
3. Якщо на гарячому БЖ поступово збільшувати струм, вентилятор запускається за потужності 5-7 Ватт, а повних обертів набирає за 17-20 Ватт, після чого продовжує працювати на максимальній потужності.
4. Після охолодження все повернулося до початкового стану: на холодному БЖ вентилятор не запускається навіть за 15-16А, вмикаючись лише після прогрівання.

Я грішив на залежність напруги живлення вузла вимірювання температури від струму навантаження, але різниця досить мала: напруга на виході стабілізатора коливається в діапазоні 11.8-12.6 за струму навантаження основного каналу 0-0.7А. Зрештою просто махнув на це рукою: працює та й працює :)



1. Початок тесту.
2. Через 20 хвилин
3. Ще через 20 хвилин.


Кінець годинного тесту: усі термофото знімалися "на ходу", тобто на БЖ, що працював під навантаженням. При цьому температура, звісно, одразу починала зростати, тому я відкривав кришку й швидко робив кілька фотографій, а потім знову закривав її.

Найгарячішим виявився вихідний дросель, трансформатор при цьому нагрівався помірно — температура близько 70-75 градусів.
У районі транзисторів інвертора найгарячішими були струмовимірювальні резистори, які своїм теплом маскували випромінювання від транзисторів, тож довелося зробити фото ближче.
Але в будь-якому разі перегріву не виявлено, хоча блок навантажувався струмом, більшим за максимальний.


І останній тест — вимірювання пульсацій вихідної напруги. Щуп осцилографа був під'єднаний безпосередньо до вихідних клем блока живлення за допомогою "пружинки".


Для цього блока живлення виробник заявляє допустимий розмах 150mV p-p. Я перевіряв у чотирьох режимах — 0, 5, 10 і 15А, тобто приблизно 33, 66 і 100% навантаження.
Основна частина пульсацій вклалася в 40мВ навіть за максимального струму, але в усіх режимах були дуже короткі викиди. У цьому разі їх можна не враховувати, оскільки імпульси такої ширини сильно послаблюються проводами до споживача та його вхідними конденсаторами. Якщо хочеться "краси", то навіть невеликий дросель (порядку кількох мкГн) і конденсатор 470-1000мкФ майже повністю їх згладять.


Ємність вхідного фільтра цього БЖ становить 280мкФ за потужності 350 Ватт, і я вирішив перевірити, наскільки блок живлення послаблює пульсації на частоті 100Гц.
За максимальної потужності їхній розмах становив близько 20-30мВ, що також дуже непогано. І так, перший і другий скриншоти не переплутані місцями: за струму 5А блок шумить на ВЧ менше, ніж без навантаження.



У заголовку є посилання на харківський магазин Космодром, але перевага фірмових БЖ у тому, що вони однакові, тож зазвичай, купуючи його в іншому місці, ви отримуєте той самий БЖ.
Наприклад, цей БЖ на AliExpress — посилання
І на Таобао — посилання

Крім того, є БЖ від Sanpu, який заявлений як аналог Mean Well — посилання
Хоча в більшості випадків купити Mean Well простіше й дешевше офлайн, ніж у Китаї.

Так, купуючи в Китаї, будьте уважні й випадково не придбайте клон, наприклад один із тих, що показані нижче. Причому якщо в першому випадку це справді клон, просто з менш якісними компонентами, то в другому виробник лише використовує загальну назву моделі, а всередині — звичайний БЖ на базі TL494.


Ну і читайте назву повністю, адже логотип може бути майже ідентичним.


Отже, що маємо в сухому залишку.
Під час усіх тестів блок живлення працював відмінно, продемонстрував чудову стабільність вихідної напруги як у повному діапазоні струмів навантаження, так і під час тесту на термопрогрівання; фактично в усіх режимах він утримує напругу з точністю 0.002-0.003 Вольта.
Перегрівання немає, вентилятор керується коректно, хоча мене трохи здивувало, що контролер вимикає його після повного зняття навантаження з прогрітого БЖ, але вмикає, якщо навантажити БЖ хоча б на 5-7 Ватт.
З пульсаціями теж загалом усе гаразд, якщо не зважати на дуже короткі викиди.
Так само не було питань і до якості використаних комплектуючих та конструкції: застосовано фірмові компоненти, усі силові елементи прикручені до корпусу, який виконує роль радіатора. Є вхідний фільтр, а також встановлені варистори.

Наразі я навіть трохи шкодую, що купив для перетворювача RD6006 безіменний БЖ на 600 Ватт, адже фактично за ті самі гроші міг узяти пару LRS-350-36, увімкнути їх послідовно й отримати до 700 Ватт приблизно в тому самому об'ємі. Але це були б фірмові БЖ високої якості. Ба більше, я б не чекав на них із Китаю, а просто дорогою заїхав би до магазину й купив.

На сьогодні в мене все, сподіваюся, було корисно, і ще раз дякую Олександру за наданий зразок.