Промисловий блок живлення PS-220/24-1,5 від Новатек-Електро

На продовження серії оглядів продукції фірми Новатек-Електро я замовив для огляду кілька їхніх пристроїв. Пристрої будуть різні, але почати хотів би з того, що для мене більш профільне, — звісно, це блок живлення.
Огляд, розбирання, тести й висновки — усе як завжди.


Посилання в заголовку веде на український сайт, хотів додати посилання на російську версію сайту, але, на жаль, там немає цих блоків живлення. Зате знайшов їх на розетці за 2500 грн і prom.ua за 2250, а також на якомусь російському сайті і навіть у Білорусі.

Звісно, багато хто одразу звернув увагу на ціну. Так, погоджуюся, вона чимала, але й пристрій явно не побутового класу. Втім, особисто мені він був цікавий просто як блок живлення від вітчизняного виробника.

Пакування максимально просте: звичайний пакет із застібкою та паперова інструкція.


В інструкції є вся необхідна інформація про всю лінійку блоків живлення, що випускаються, а також гарантійні зобов’язання, де зазначено, що виробник гарантує безвідмовну роботу виробу протягом 3 років. Зауважте: йдеться саме про гарантію працездатності.



Повна версія інструкції доступна за посиланням, я ж наводитиму лише найнеобхідніші фрагменти.

До серії входять п’ять моделей, які відрізняються переважно вихідною напругою та струмом: 5, 12, 24, 36 і 48 вольт та відповідно 7, 3, 1.5, 1 і 0.75 А. Для огляду замовили середню версію — 24 вольти, 1.5 ампера.


Насамперед впадає в око брутальність виконання. Блок живлення в повністю металевому корпусі, причому не зі суміші «фольги з картоном», а з цілком нормального й досить товстого металу.
Зверху розташовані два світлодіоди індикації роботи та отвір для підлаштувального резистора встановлення вихідної напруги.
Після подавання живлення одразу загоряється синій світлодіод «мережа», а за деякий час вмикається і зелений, який сигналізує, що блок живлення запустився й живлення подано на вихід. Світлодіод «мережа» явно під’єднаний паралельно до мережі, оскільки помітно мерехтить із частотою мережі.




Клемники якісні, ліфтового типу. Незвичним виявилося те, що клемник під’єднання вхідного живлення розташований не зверху, а знизу. Вихідний клемник чотириконтактний, тобто по два контакти на полюс. Виходу «живлення ОК» тут немає, хоча, на мій погляд, він не завадив би.

У нижній частині боковин є гвинти, але чомусь їхні головки не втоплені, а звичайні, тому ширина корпусу виходить більшою, ніж могла б бути. Але, можливо, ці гвинти виконують роль дистанційних прокладок і не дають поставити щось впритул до боковин.
Не менш брутально виглядає і металевий фіксатор для рейки, притиснутий товстою пружиною.


Ширина корпусу з урахуванням виступних головок гвинтів становить 70 мм, що відповідає чотирьом стандартним юнітам. При цьому блок живлення помітно вищий за стандартний модуль, але для різноманітних промислових пристроїв це нормально.


Габаритні розміри блока живлення


Перед тестами блок живлення розібрали для огляду, і тут його конструкція мене дещо здивувала.
Річ у тім, що блок складається з чотирьох друкованих плат, а бокові частини корпусу виконують роль радіаторів. Усі міжплатні з’єднання виконані роз’ємними, що помітно спростило огляд.
Крім того, кришка також виготовлена з металу завтовшки близько 1 мм.


На верхній платі розміщені: запобіжник, варистор, термістор, супресор, багатообертовий резистор, роз’єми, операційний підсилювач, а також конденсатори X і Y та інша дрібнота.


Компонування досить щільне.


Викручую бічні гвинти. До речі, затягнуті вони були справді «від душі» — зроблено на совість.

Ось такий вигляд має блок у майже повністю розібраному стані.


Оригінально реалізовано поділ на вузли: на одній платі розміщені вхідний діодний міст, фільтрувальний конденсатор, високовольтний транзистор і схема керування.


Вхідний конденсатор на 100 мкФ, хоча заявлена потужність блока живлення — лише 36 Вт. Поруч — логічна мікросхема на 6 буферних підсилювачів і оптрон.
Тут же невеликий діодний міст і транзистор BD437.
Але основна частина компонентів розміщена знизу плати, причому боковина корпусу зроблена не просто з алюмінію, а ще й профрезерована по периметру.


Високовольтний транзистор в ізольованому корпусі.


Судячи з того, що я бачу, схемотехніка побудована на основі автогенератора.


Трохи ближче. До речі, маркування одного з компонентів чомусь дзеркальне.


А ось трансформатор, вихідну діодну збірку та вихідні конденсатори винесено на другу плату. На мій особистий погляд, це досить дивне конструктивне рішення, адже в подібних колах заведено за можливості зменшувати довжину провідників, а тут вони ще й проходять через перехідну плату.


Тут я не став знімати плату, оскільки знизу розташована лише діодна збірка, прикручена до другої боковини корпусу.
Вихідні конденсатори мають чималу ємність: пара Hitano по 2200 мкФ перед вихідним дроселем і один Samwha WL на 1000 мкФ після дроселя.


Збираємо все назад і переходимо до тестів.

Під’єднав дроти, подав живлення й здивувався вдруге. На виході без навантаження — 24 вольти, цього, власне, й очікував, але споживання близько 7–9 Вт неабияк здивувало, особливо після сучасних БЖ із «зеленим» контролером.
Є припущення, що таке споживання без навантаження зумовлене діапазоном робочих температур, який починається від -30 градусів. Те саме стосується й вихідних конденсаторів збільшеної ємності.
Діапазон регулювання напруги — приблизно від 22 до 30 вольт.


Але є й незрозуміла дивина. Якщо викрутити підлаштувальний резистор у бік зменшення напруги, вона потім усе одно продовжує падати: наприклад, почавши з 22.7, поступово доходить до 22.0 і далі поволі знижується.
Якщо під’єднати до виходу невелике навантаження, наприклад резистор на 1–1.5 кОм, напруга знижується до 20.7 вольта, але якщо від’єднати резистор, вона знову підвищується, а потім знову починає поступово падати.

Гаразд, погрався й виставив на виході 24 вольти для подальших тестів.


Окрім розширеного температурного діапазону, блоки живлення мають ще одну ключову особливість: їх можна з’єднувати паралельно з однотипними.
У паспорті виробу є схема підключення та пояснення щодо налаштування блоків для роботи в такому режимі.


Пояснюється ця особливість досить просто: у цих блоків живлення немає жорсткого захисту від перевантаження, і зі збільшенням струму навантаження понад певне значення вони починають знижувати вихідну напругу.
У паспорті наведено графік залежності вихідної напруги від струму навантаження, з якого видно, що напруга має почати знижуватися, коли струм навантаження перевищить 100% від максимального.

Ця особливість дає змогу використовувати ці блоки живлення як зарядний пристрій для акумуляторів — про це також написано в інструкції.


Під’єдную блок живлення до електронного навантаження, і тут він знову зміг мене здивувати. Вище я показував графік, з якого випливало, що блок мав почати знижувати напругу, якщо струм навантаження перевищить 1.5 А. Але в моєму випадку напруга почала знижуватися, коли струм перевищив 3.3 А, тобто майже вдвічі більше за заявлені 1.5 А.
Фактично блок живлення видавав на виході 77 Вт замість 36.

Цей момент мене здивував, і я зв’язався з виробником. Виявилося, що така поведінка нормальна —
обмеження струму понад 1,6–1,7 А спрацьовуватиме за напруги мережі 135 В. За звичайної напруги 220–240 В струм обмеження становить близько 3–3,5 А.

На мою думку, це некоректно: треба було або навести графіки для двох напруг, щоб користувач розумів, що струм залежить від вхідної напруги, або встановити вимірювальний резистор на виході БЖ, а не на вході — тоді струм не залежав би від вхідної напруги.

Блок працював стабільно аж до вихідної напруги близько 0,8 вольта, щоправда, за напруги нижче 5 вольт починав пищати. Також помітна невелика залежність вихідної напруги від температури: після прогрівання вона зросла на 0,02 вольта, або приблизно на 0,1%.


Відповідно, було виміряно й ККД блока, причому і тут не обійшлося без особливостей. Якщо уважно подивитися на графік, видно момент, коли ККД різко зростає.
Вимірювання проводилися в діапазоні 0,25–5,0 А з кроком 0,25 А. На ділянці 3,25–3,50 А вихідна напруга БЖ почала знижуватися.


Мене зацікавив момент різкого зростання ККД, тож я окремо перевірив діапазон 0,2–1,7 А з кроком 0,1 А, і стало чітко видно, що на ділянці 0,9–1,0 А ККД різко зростає.
Думаю, ця особливість пов’язана з тим, що велике споживання без навантаження — це, найімовірніше, «фіча», а не «баг». Тобто за малого навантаження блок примусово гріє сам себе, а за великого достатньо звичайних втрат на діодній збірці, транзисторі тощо.


У режимі простою блок живлення може споживати без навантаження близько 9 Вт, при цьому температура корпусу з боку високовольтного транзистора сягає 57–60 градусів. І це просто коли він лежить на столі, без встановлення в щит.


Вимірювання розмаху пульсацій на виході блока живлення.
Спочатку — з розгорткою 5 мкс на поділку в режимах без навантаження та за струмів 1, 2, 3, 4 і 5 А,

Для мого випадку (температура +25, напруга мережі 230 вольт) виробник заявляє розмах до 30 мВ п-п. У мене результати були кращими, тим паче що допустимі 30 мВ вказані для струму 1,5 А. Але вже під час перевірки бентежили «гойдання», через які осцилографу було складно синхронізуватися.


І ось коли я перевів розгортку осцилографа в режим 10 мс/поділку, то зрозумів і причину «гойдань». У такому режимі відображення видно, що загальний розмах пульсацій на низькій частоті становить до 100 мВ за струму навантаження 2 ампери та до 130 мВ за більших струмів навантаження. Також на двох нижніх скриншотах, зроблених за струмів 4 і 5 А (БЖ у режимі обмеження струму), видно, що все це модулюється на ще нижчій частоті.


Крім того, виявилося, що блок живлення має певний перехідний діапазон навантажень, у якому пульсації помітно зростають.
Нижче наведено осцилограми за струмів 0,3, 0,4, 0,5 і 0,6 А. Чітко помітно, що за струму 0,4–0,5 А пульсації легко сягають 250 мВ. При цьому ширина діапазону, у якому це відбувається, залежить від температури й у міру прогрівання звужується; спочатку він може сягати 0,4–0,8 А.
На відміну від попередніх осцилограм, тут довелося встановити вертикальну розгортку 50 мВ/поділку, а не 20, як вище.


Тестове прогрівання проводилося в чотирьох режимах зі струмами навантаження 1, 2, 3 і 3,5 А, кожен етап тривав по 20 хвилин.
Під час тесту зі струмом 3 А блок живлення через 10 хвилин трохи знизив вихідну напругу, тож можна сказати, що в цьому випадку результати наведено для граничного режиму за потужністю.


Основне тепло відводиться через бокові стінки корпусу. Ліва стінка була трохи гарячішою за праву, але в усталеному режимі за струмів понад 2 А різниця становила буквально 1–3 градуси.

Температура (MAX) за струмів навантаження 2, 3 і 3,5 А. Температуру за струму 1 А не наводжу: вона була буквально на кілька градусів нижчою, ніж за 2 А.


Висновки.
За звичкою почну з хорошого. Сподобався ґрунтовний підхід до конструкції, товстий метал, якісне фарбування, корпус працює як радіатор. Також похвалю акуратний монтаж і якісні комплектуючі; конденсатори встановлено з пристойним запасом за ємністю — видно, що пристрій проєктували для надійної роботи за низької температури. Ще сподобалося, що блоки живлення можна легко з’єднувати паралельно для збільшення потужності, а також використовувати навіть для заряджання акумуляторів. Блок явно перевищує заявлену вихідну потужність 36 Вт.

Знайшлися й недоліки. Пульсації — надто великий розмах на низькій частоті, що навіть дивно для блока живлення з такою ємністю на вході. Крім того, я очікував, що блок обмежуватиме вихідний струм на рівні 1,5–1,7 А, але виявилося, що так він поводитиметься лише за зниженої вхідної напруги. Конструкція та схемотехніка блока живлення надто ускладнені, що частково позначилося й на ціні пристрою. Не сподобалося, що без навантаження блок сильно нагрівається: температура бічної стінки, на якій встановлено високовольтний транзистор, у цьому режимі навіть вища, ніж за повного навантаження.

Щодо обмеження струму та паралельної роботи. У мене є огляд блока живлення з подібною функцією, і, на мій погляд, там її реалізовано помітно краще.


Ну і коротко.
Чесно кажучи, очікував більшого і навіть під час тестування якось засмутився. Ні, блок працює і, думаю, працюватиме надійно, але 7-9 Вт тепла без навантаження — це, на мою думку, занадто. Крім того, очікував, що обмеження струму спрацьовуватиме не на рівні 3-3.3 А, а на 1.5-1.6 А — власне, саме це й було показано на графіку в інструкції. Ну і пульсації на НЧ надто великі.


Я зв’язався з виробником і поставив кілька запитань щодо перелічених проблем. Мені відповіли, що блок і має так працювати, до того ж його виробляють уже дуже давно і рекламацій на нього немає. Власне, до надійності роботи в мене претензій немає, а в промисловому сегменті це одна з головних вимог.
Думаю, ситуація гранично проста: на момент розроблення та початку виробництва блок цілком відповідав вимогам, але з часом вимоги стали жорсткішими, тож тепер він їм відповідає лише частково.

На цьому в мене все, сподіваюся, було корисно.