Багатоканальний DC-DC перетворювач Pico PSU ATX і трохи про його застосування

Я, звісно, розумію, що писати зараз про такий перетворювач — це все одно, що робити огляд труби для паровоза: цікаво, але нікому не потрібно.
Але я міркував так: якщо така штука знадобилася мені, то чому вона не може стати в пригоді комусь іншому.

Замовив я цей перетворювач на розпродажі 25 серпня, одразу перевірив його роботу, підтвердив отримання, а потім закинув у шухляду й кілька місяців навіть про нього не згадував.
Та ось дійшли руки й до цієї плати. Далі буде опис плати й трохи про її застосування.

Як я написав у заголовку, під час розпродажу вона дісталася мені за десять із половиною баксів. Купити її я думав давно, а тут цілком приємна ціна — замовив.
Здивувало, що продавець надіслав її з трек-номером. Останнім часом продавці якось частіше стали заощаджувати.
Приїхала в такій собі акуратній коробочці, та ще й в антистатичному пакетику. Зовнішній вигляд — на 5 балів.

Комплект складається з платки й кабелю з роз’ємами.


Технічні характеристики зі сторінки продавця.


Оскільки в комплекті немає жодних інструкцій тощо, одразу перейду до плати.
Взагалі, таку плату вже оглядали до мене, тож навряд чи я розповім про неї щось нове, та й в інтернеті про неї багато написано.


Конструктивно це стандартний 24-контактний роз’єм живлення ATX і плата, припаяна безпосередньо до його контактів.
На платі є роз’єм для під’єднання додаткових кабелів, а також виносний роз’єм живлення самої плати.
На одному з боків розміщені великогабаритні елементи: пара дроселів і чотири конденсатори.


В описі вказана потужність аж 160 Вт. Насправді все набагато простіше.
Якщо порахувати потужність за таблицею характеристик, вийде близько 80 Вт.
Але й це ще не все. Якщо зазирнути глибше й подивитися на структурну схему пристрою, стає зрозуміло, що канал 12 В проходить «наскрізь», а вихідний струм у цьому каналі обмежений лише можливостями транзистора, який його вмикає.
А потужність власне перетворювача дорівнює (5х5)+(3.3х5)+(5х1)+(12х0.03)= 47 Вт.
Напруга 12 В подається на вихід через ключовий транзистор.
Чергові 5 В забезпечує додатковий стабілізатор, який працює постійно.
3.3, 5.0 і -12 В вмикаються разом із каналом 12 В.
Окремо є мікросхема, яка формує сигнал про те, що всі напруги в нормі.


Дроселі дуже компактні, але водночас виготовлені досить якісно.
Встановлено два типи конденсаторів: 100мкФ 16 В і 150мкФ 10 В.
Імовірно, перші два стоять у колі живлення самої плати, а два інші — у каналах 5 і 3.3 В.


Дроселі виготовлені незвично порівняно з дроселями дешевих плат перетворювачів.
Річ у тім, що в обмотці використано не звичайний круглий дріт, а плоский.
В імпульсних трансформаторах, що працюють за великих струмів, обмотку іноді роблять із товстої фольги — це помітно покращує характеристики й зменшує втрати.
Тут застосовано схожий принцип.


Зате на другому боці плати все заповнено «під зав’язку», щільність компонування дуже висока.
Тут розміщені всі ШІМ-контролери та силові транзистори.


1, «серцем» плати є двоканальний перетворювач ISL6440IAZ із можливістю керування синхронним випрямлячем, який також уміє формувати сигнал PG (Power Good).
2. Знизу плати також розташований дросель перетворювача чергових 5 В, імовірно, бо іншого застосування для нього я не знайшов. :)
До речі, що цікаво: я не побачив ШІМ-контролера, який видає ці 5 В; можливо, вони якось «зав’язані» на основний ШІМ-контролер.
Поруч розташовані чотири польові транзистори перетворювача, двома з них точно керує перший канал ШІМ-контролера.
3. Ще пара транзисторів перетворювача другого каналу.
4. Монітор живлення. WT751002, ця мікросхема стежить за правильністю вихідних напруг і формує сигнал PG PowerGood, який уже надходить на плату комп’ютера. Найімовірніше, сигнал PG основного ШІМ-контролера не використовувався; трохи незрозуміло, але, мабуть, у розробників були на це причини.


Трохи про застосований ШІМ-контролер.
В оригінальному даташиті наведено схему для напруг 1.8 і 3.3 В, у цьому варіанті він видає 3.3 і 5 В.


Схемотехніка цього ШІМ-контролера дає змогу реалізувати синхронне випрямлення.
Таке рішення дає змогу помітно підвищити ККД перетворювача.
У стандартному DC-DC перетворювачі, а в цьому випадку це Step-down, використовуються транзистор, діод і дросель.
У варіанті із синхронним випрямленням паралельно діоду встановлено польовий транзистор, який відкривається на час, коли має бути відкритий діод.
Таке рішення застосовується в багатофазних ШІМ-контролерах материнських плат і не тільки. Шкода, що простих ШІМ-контролерів, які реалізують цю функцію, мало.

На схемі показано відмінність звичайного перетворювача від перетворювача із синхронним випрямленням.
Нехай вас не бентежить, що вимикач, який імітує транзистор, стоїть паралельно діоду, а на схемі вище діода немає. Діод «вбудований» у польовий транзистор. Формально це побічний ефект, але іноді його можна використати з користю.


Повний список мікросхем і транзисторів, установлених на платі.
isl6440 — двоканальний ШІМ-контролер
WT751002 — монітор живлення, формувач сигналу Power Good.
FDS6679AZ — P-канальний польовий транзистор, -30 В, -13 А, 9 мОм
AP4438CG — N-канальний польовий транзистор, 30 В, 11.8 А, 11.5 мОм.
AP92U03GM — N-канальний польовий транзистор, 30 В, 90 А, 4 мОм.

Усі даташити одним архівом, раптом стануть у пригоді.

У комплекті дали кабель, який одним кінцем під’єднується до плати перетворювача, а з іншого боку має три роз’єми: один для додаткового живлення материнської плати, два — для підключення жорстких дисків або приводів CD/DVD.
Живлення на плату подається через стандартний роз’єм 5.5 мм, виведений на дротах. Найчастіше це зроблено для того, щоб закріпити цей роз’єм на задній стінці пристрою й під’єднати до нього блок живлення зі стандартним штекером.


З платою начебто трохи розібралися, тепер можна перейти до того, для чого її придбали.
Я захотів доопрацювати старенький комп’ютер. Він цілком робочий, усередині встановлено перероблений блок живлення ATX, материнську плату з Atom і 2 ГБ ОЗП.
Використовувати його планую як заміну ще застарілішому комп’ютеру, який працює як мінісервер. Той зібраний на материнській платі D201GLY2, із процесором Celeron 220 і 1 ГБ ОЗП.

Уже встановлений блок живлення доволі хороший, я б навіть сказав, чудовий: це Astec на 145 Вт, але з ним не виходить установити два жорсткі диски :(


З цікавості виміряв потужність, яку споживає цей комп’ютер під час роботи з платою перетворювача. Вийшло близько 25 Вт.


Окрім плати перетворювача, я використовував і плату блока живлення, про яку вже робив огляд.


Щоправда, плату блока живлення я все-таки вирішив трохи доопрацювати.

Подальший опис процесу використання плати перетворювача.

Загалом у мене вийшов такий собі мінікомп’ютер, а точніше — сховище файлів.
Щоправда, його ще треба допиляти, та й вигляд кустарний, але він працює, і працює цілком непогано. Залишилося розв’язати проблему з вентилятором.
На передній панелі три кнопки: велика використовується стандартно, як кнопка ввімкнення, дві маленькі — кнопка скидання, якщо натиснути їх одночасно. Також задіяні два штатні світлодіоди: зелений — живлення, червоний — жорсткий диск.


Ззаду стандартні роз’єми. Особливо мені був потрібен COM-порт, адже до нього під’єднаний датчик Dallas для контролю температури в місці, де встановлено комп’ютер.


Отже, підсумки.
Переваги
Перетворювач працює бездоганно.
Нагрівання є, але в допустимих межах.
До доставки й пакування претензій не виникло.
Низька ціна.

Недоліки
Хіба що дроти до жорстких дисків і материнської плати трохи тонкуваті.

Моя думка. Плата сподобалася. Я хвилювався, що виникнуть проблеми з двома жорсткими дисками (навантаження на канал 5 В зростає), але все пройшло чудово. Зате блок живлення трохи «дзвенить» у режимі очікування, але оскільки комп’ютер працює 24/7, для мене це було не принципово. Звісно, зараз це рішення вже здається застарілим, але на базі такого перетворювача + блока живлення + плати miniITX + пари жорстких дисків і корпусу від супутникового тюнера можна зібрати невеликий NAS. Продуктивності навіть дисків на 5400 об/хв вистачає з головою.
Старий комп’ютер мав мережеву карту на 100 Мбіт, у нового — гігабітна, але навряд чи я використовуватиму її можливості.
Загалом поки все чудово, за винятком того, що треба продумати краще охолодження, адже в спеку можуть початися проблеми.

Сподіваюся, огляд був цікавим. Чекаю на запитання й поради в коментарях.