Блок живлення (зарядний пристрій) Choetech Q6006 із підтримкою PD 61 Вт і технологією GaN

Про технологію GaN, мабуть, уже чули навіть ті, хто зовсім не цікавиться світом сучасних технологій конструювання блоків живлення. Але до мене такий блок живлення потрапив уперше, і сьогодні я спробую порівняти його з майже аналогічним варіантом від тієї самої фірми.
Огляд, тести, порівняння, вимірювання — як завжди.

На час розпродажу на сайті AliExpress продавець надав промокод MMLFWBSIS2I2, який дає знижку 5 від 24, тож цей зарядний пристрій можна купити за 20 доларів



Деякий час тому я публікував огляд загалом непоганого блока живлення потужністю 60 Вт. Досить якісне складання, стабільна робота, підтримка різних протоколів. Але невдовзі мені надіслали ще один варіант, більш «сучасний», побудований із застосуванням компонентів за технологією GaN. Щоправда, домовлявся я про версію на 100 Вт, адже читачі питали саме про неї, а зрештою отримав менш потужний варіант Q6006.
З іншого боку, Q6006 — майже повний аналог Q4004, різниця в заявленій потужності становить лише 1 Вт: 61 проти 60. Цілком можливо, що буде цікаво порівняти ці два варіанти — так би мовити, класичний і оновлений.

У пакеті була коробка із зарядним пристроєм (БЖ) і кабель. На упаковці наведено всі необхідні технічні характеристики, та й сама упаковка, на мій погляд, надійна. Зарядний пристрій при цьому запаяний у пакет, відкрити який можна, лише розірвавши його. Така собі перевірка, що до вас ним ніхто не користувався.


Огляд я хотів почати з тестування кабелю, який надіслали в комплекті, але, оглянувши його, зрозумів, що такий самий кабель у мене вже був. Перевірка сумісності з PD на 100 Вт це підтвердила. Докладніше можна почитати тут.


Як і раніше, комплект складається власне з блока живлення, інструкції та папірця, який я вже показував і розповідав, як застосовувати.


В інструкції нічого цікавого: технічні характеристики, короткий опис англійською мовою.


Насамперед звернув увагу на розміри: пристрій помітно менший за попередній і, як на мене, виглядає акуратніше.


Розміри можна оцінити, порівнявши із сірниковою коробкою.


На корпусі також зазначено всі необхідні характеристики.
Минулого разу вилка була знімною, і можна було використовувати як європейський варіант, так і плоскі штирі, а тут вилка незнімна. Як на мене, це може бути недоліком для тих, хто часто подорожує, а для мене це радше плюс, адже така конструкція монолітніша.
Крім того, біля вихідного гнізда додали індикатор увімкнення. Він світить дуже слабко, а яскравість залежить від вихідної напруги. Але оскільки я не люблю яскравих індикаторів, тут усе якраз у міру.


А тепер — візуальне порівняння з попереднім варіантом.
1. Розмір явно менший.
2. У характеристиках різниця лише в останньому пункті: у нової моделі додано режим 20,3 В, звідси й береться «зайвий» 1 Вт потужності.
3. За товщиною різниці майже немає.
4. Штирі мережевої вилки в новому варіанті зроблені правильно — трохи сходяться, на відміну від попереднього, де вони були паралельними.


На сторінці товару також є порівняння зі звичайною версією.


Зрозумілого списку підтримуваних протоколів я не знайшов, а на сторінці товару є лише така картинка.


Ну нічого, під’єднуємо тестер і дивимося, на що він здатен.
А здатен він, як виявилося, на небагато. Формально підтримує лише Ouick Charge і Power Delivery, причому QC — тільки до 12 В.
Я пробував керувати протоколами безпосередньо, оскільки автоматичне визначення не завжди працює коректно, але ні: справді, QC — максимум 12 В, мінімум 4,46 В. Якщо спробувати знизити напругу ще більше, зарядний пристрій «перезавантажується».
Також немає Huawei FCP, SCP і Samsung AFC.

Зате є PD. Щоправда, тестер визначив лише версію 2.0 і, відповідно, не дає регулювати напругу малими кроками. Зате видно, що блок справді може видавати 20,3 В, хоча я не пам’ятаю, щоб у стандарті Power Delivery була така незвична напруга.


З цікавості перевірив ще двома тестерами: своїм основним 1276 і новим Fnirsi FNC88.
Перший показав загалом те саме, але визначив PD як 3.0, а FNC88 вирішив, що QC підтримується лише до 9 В і є підтримка Huawei, проте відмовився встановлювати 9 В у другому режимі. PD він також визначив як 3.0, але все одно не надав доступу до точного регулювання напруги.


Для тестів знову довелося розбирати один із USB-тестерів, щоб припаятися до шини живлення перед шунтом. Споживання без навантаження становить 0.4Вт — економно, але мені траплялися блоки з іще меншим споживанням.


Тести під навантаженням.
Спочатку «базова» напруга, тобто та, що подається на вихід, якщо не надсилати блоку жодних команд. Для таких блоків живлення це стандартні 5 вольт.
Трохи завищена: без навантаження 5.07В. Є компенсація: зі зростанням струму напруга піднімається до 5.34 при 3А і 5.4 при 3.6А, далі спрацьовує захист.


Далі — QC. При 5 вольтах усе було, як показано вище, а от при 9 вольтах блок повівся загадково: після струму 3.4А він знизив напругу приблизно до 6 вольт і повністю вимкнувся лише при 4.5А.


При QC 12 вольт картина майже ідентична, тільки вимкнення відбулося при 4.7А. Дуже незвична поведінка: начебто захист спрацьовує, але виглядає це якось дивно.


А от що характерно, у режимі PD усе працює нормально. До речі, тут також є компенсація напруги зі збільшенням струму навантаження.


Ну і останній режим — 20.3 вольта.
Тут компенсації немає: якщо на старті напруга становила 20.37, то при заявленому струмі 3А вона впала до 20.22. Захист спрацював при струмі 3.6А, як і в усіх інших режимах, де немає «плавання» напруги під час перевантаження.


Тест на нагрівання вирішив почати зі струму 3А і напруги 5 вольт, але невдовзі зрозумів, що такий тест не має сенсу.



Річ у тім, що, судячи з вимірювань, зарядний пристрій розсіював близько 3-3.5Вт і, відповідно, майже не нагрівався: навіть у найгарячішому місці температура становила лише 40 градусів.


Тож просто виставив на виході максимальну напругу 20.3В, максимальний заявлений струм 3А і залишив на годинку.
За час нагрівання напруга трохи знизилася з початкових 20.208 до 20.11В.


У результаті отримав 64 градуси зверху і 73 знизу; блок був розташований майже горизонтально. Вважаю, що температура в нормі.


Пульсації вимірював на контактах USB-тестера.
1. Без навантаження блок працює на зниженій частоті, при цьому є невеликий шум, але його можна розчути, лише приклавши вухо майже впритул до корпусу.
2, 3, 4. Далі — тест при струмі 3.3А і напругах 5, 12 і 20.3В. Розмах пульсацій майже не змінюється і становить близько 120-140мВ, зате змінюється частота: за більшої вихідної напруги (і, відповідно, більшої потужності) вона вища.

Для 5 вольт розмах пульсацій трохи завеликий, для решти напруг — у межах норми.



Після проведення тестів блок живлення, звісно, розібрав.
Розбирається він відносно нескладно: ніж, невеликий молоточок і трохи часу. Склеєні були переважно лише бокові грані, місце біля мережевої вилки та вставки з індикатором і USB-гніздом не проклеєні.


Щоправда, розділити половинки буде складно, адже їх додатково приклеєно герметиком до начинки блока.


З боків начинку блока закривають мідні екрани, які водночас виконують роль тепловідводів і припаяні до плати.


Хоча правильніше сказати, що роль тепловідводу чи навіть теплорозподільника виконує лише одна пластинка — та, що з боку друкованої плати. На ній розміщений великий шматок теплопровідної гуми, що покриває майже всю площу плати.



Ба більше, цю теплопровідну гуму посадили на герметик, тож, як я не намагався зняти її обережно, все одно місцями пошкодив.


Компонування блока дуже щільне, мені чомусь навіть згадалися блоки живлення для ноутбуків, де було відчуття, що компоненти мало не утрамбовують у компактні корпуси, щоб потім залити все герметиком.


На вході є запобіжник і повноцінний вхідний фільтр, от тільки варистора й термістора немає. Якщо перше не так критично, то без термістора під час увімкнення бувають помітні «клацання». Але в будь-якому разі наявність такого фільтра вже багато про що свідчить, наприклад про те, що тут не економили «на сірниках», а відсутність термістора можна пояснити прагненням до високого ККД.


1. Є міжобмотковий конденсатор ємністю 410пФ, а також X-конденсатор
2. Вхідний фільтр набраний із чотирьох конденсаторів 22+22+22+27мкФ виробництва Aishi, що дають загальну ємність 68мкФ. Так, я вже якось писав, що конденсатори в них відносно якісні, але високовольтні майже завжди мають занижену ємність. Крім того, дивно бачити комбінацію, де один конденсатор має ємність трохи більшу за інші.
3. На виході стоїть полімерний конденсатор 820мкФ 25 вольт, а поруч примостився маленький світлодіод.
4. Паралельно вихідному конденсатору є ще один, теж полімерний, але ємністю 100мкФ. Вони ввімкнені саме паралельно, хоча, як на мене, можна було б поставити хоча б маленький SMD-дросель.


На платі з роз'ємом Type-C розміщені маленькі керамічні конденсатори та ключовий транзистор RU3089M, з опором 2.4мОм, який комутує живлення на навантаження. Я якось писав про необхідність такого транзистора: річ у тім, що за правильного підходу подавання струму при перевантаженні виходу треба вимикати не зупиненням ШІМ-контролера, а просто відключенням виходу.


Зі зворотного боку — контролер QCPD WT6636F, у попередній версії застосували WT6615F.


При цьому у варіанті БЖ від On semiconductor підтримки QC 20 вольт теж немає :(, зате є підтримка PD 20В 4.5А




Знизу компонентів більше, схему перемальовувати не став — думаю, у цьому разі це не має великого сенсу.


1. Вхідний діодний міст, а поруч пара резисторів для розряджання X-конденсатора. Якось зустрічав скаргу, що під час вимкнення блока з розетки вилка «щипається». Зазвичай таке трапляється, якщо цих резисторів немає. Тут вони є, причому встановлено їх, як і належить, щонайменше два послідовно (краще було б три), але номінал завеликий — загалом 3МОм.
2. Транзистор синхронного випрямляча AON6220, 100В 48А 6.2мОм — дуже непогано для струму 3А.


Ну і, власне, той самий GaN. Насправді це, звісно, контролер із вбудованим транзистором на основі нітриду галію, а якщо точніше, то в цьому разі маємо високовольтний транзистор за технологією GaN на сапфіровій підкладці.


Контролер SC1933C виробництва Power Integrations має високий ступінь інтеграції та містить:
1. ШІМ-контролер із колами захисту.
2. Високовольтний транзистор
3. Гальванічну розв'язку
4. Кола зворотного зв'язку
5. Вузол керування синхронним випрямлячем.

Цікаво, що виробник, зазначивши всі основні особливості, зокрема компенсацію падіння напруги на кабелі, ніде не наголосив на тому, що високовольтний транзистор виготовлено за технологією GaN.


Навіть на блок-схемі високовольтної частини його позначено просто як Sense FET.


Я вже було подумав, що це знову якийсь обман, але у пресрелізах писали саме про нову технологію, наводячи в описі якраз цей чип і навіть фотографії його нутрощів.


Там же були ще детальніші фото, для гурманів :)
Структура високовольтного транзистора


Вузол «холодної» сторони, тут зворотний зв’язок тощо.


Загалом мені дуже подобається продукція компанії Power Integrations, яка стала широко відомою не лише завдяки популярним контролерам серій ТОР (звичайні блоки живлення), Link switch (компактні малопотужні БЖ), DPA (рішення PoE), які я давно й дуже часто використовую, наприклад, навіть у простих БЖ, опис процесу виготовлення яких я колись публікував: раз, два.


Єдине, що збило мене з пантелику: я не знав, що компанія змінила логотип, бо певний час не купував їхніх чипів. Раніше логотип мав інший вигляд. Цікаво, чи зможе хтось відрізнити, де оригінал, а де підробка :)


Але, як на мене, ще більшої популярності ця компанія набула завдяки тому, що публікує не лише даташити, а й інструкції із застосування, причому на прикладі реальних пристроїв, де показано не тільки схему, а й друковану плату, список компонентів, багато результатів тестування і навіть описано процес виготовлення трансформаторних вузлів! Зрештою, я сам частково навчався саме завдяки цим інструкціям і їхньому ПЗ для розроблення БЖ.
На фото — скриншот однієї з інструкцій із застосування схожого чипа (тут їх більше), але, до речі, повного даташита на чип, застосований в оглянутому БЖ, я так і не знайшов.


На жаль, коректно виміряти температуру компонентів неможливо, адже в початковому вигляді всередину не дістатися, а після розбирання я частково порушив систему охолодження. Але все одно спробував: накрив блок живлення невеликою кришкою, щоб погіршити охолодження, і навантажив струмом 3.3А за напруги 20.3В. Вихідна потужність становила приблизно 67Вт, або 110% від заявленого максимуму.
1. Через 5 хвилин виміряв температуру плати — найгарячішим, звісно, був чип контролера, близько 65 градусів.
2. Поганяв його так ще близько 15 хвилин — контролер нагрівся до 79 градусів.
3. Температура трансформатора при цьому становила 71 градус.

Тест, звісно, не зовсім коректний, але, гадаю, з температурами все гаразд.


І ще одне поширене запитання — про ККД таких блоків живлення. Адже деякі покупці очікують, що він буде неймовірно високим.
Насправді ККД хоч і високий, але, як і очікувалося, не набагато вищий, ніж у звичайних блоків живлення, і сягає 90-91% за потужності, близької до максимальної, при напрузі 12-20В.

Значення по горизонталі відповідають струму навантаження 0.3-3.3А з кроком 0.3А.


Звичайний блок живлення має трохи нижчий ККД — близько 88-91%, але 91% у нього було досягнуто лише за навантаження 100-110% і максимальної напруги.
Як то кажуть, на ці два відсотки й живемо :)


То що ж дає GaN?
Для розробників — кращі параметри компонента, можливість працювати на вищих частотах і за вищих температур.
Для користувача — трохи вищий ККД, що дає змогу робити блоки живлення компактнішими.
Для маркетолога — ну, тут вони, звісно, відірвалися на повну: малюють красиві картинки й обіцяють ККД ледь не понад 100% :)


А якщо говорити по суті, то так, такі БЖ трохи цікавіші за звичайні, але, на мій погляд, не настільки, щоб затівати такі піар-кампанії. Тож якщо ви готові переплатити за компактність, можна купити такий зарядний пристрій; якщо ж треба заощадити — можна взяти звичайний. Не думаю, що різниця буде дуже помітною.

Зрозуміло, що користуватися розібраним блоком незручно, тож збираю його назад.
1. Теплопровідна гумка, звісно, тепер працюватиме гірше, бо не прилягає так щільно, як раніше, але, гадаю, різниця буде невеликою.
2. Припаюю назад мідні екрани.
3. Потім треба щільно обмотати все скотчем. я використав такий самий, як був спочатку. У мене є скотч різної ширини, яким користуюся для ізоляції під час виготовлення трансформаторів.
4. Перевіряю, чи вся конструкція поміщається в корпус і чи закривається кришка. Насправді краще було б прибрати залишки герметика: через них під час складання довелося сильно стискати корпус. Я цього не зробив. А дарма.
5. Наніс клей на шов, а потім стиснув усю конструкцію струбцинами, підклавши комплектні папірці.
6. Щоб пришвидшити процес, вирішив трохи підігріти блок, поставивши смартфон на заряджання. Хоча, звісно, після склеювання краще перевірити вихід за допомогою USB-тестера — раптом «щось пішло не так».


Ось, власне, і все. З клеєм трохи перестарався, і місцями він виліз тонкою смужкою. Але для домашнього користування цілком згодиться, а мені більше й не треба.


Ну а що конкретного можна сказати про блок, який ми оглядали?
З хорошого — якісна елементна база, продумана конструкція, стабільна робота, відсутність перегрівання, підтримка режиму PD з напругою 20.3 В і струмом 3 А, а також реально досяжні 3.3 А протягом тривалого часу, компактний розмір.

З того, що не сподобалося, — трохи дивна робота захисту в режимі QC, та й сам QC підтримує лише до 12 В, невеликий вибір підтримуваних протоколів.
Зовсім незрозуміло, як можна реалізувати PD 20V і водночас не зробити QC 20V. Моя логіка тут безсила. Адже це залежить, по суті, лише від реалізації контролера, оскільки апаратно блок живлення це може.

Якщо коротко, то технічно блок живлення мені сподобався, але, як я писав вище, його цілком можна замінити попередньою версією Q4004, яка коштує дешевше, підтримує більше протоколів, має таку саму потужність, трохи нижчий ККД і більший розмір.

Зараз блок живлення коштує $26.99, під час розпродажу очікується ціна $25.06. Водночас продавець попросив додати посилання на сайт ichoetech, де цей блок живлення можна купити за $28.00 з купоном SAVE20WH, хоча мені незрозумілий сенс цієї дії...

На цьому в мене все, сподіваюся, було корисно.