Ще пара мультистандартних модулів DC-DC перетворювачів напруги від YZXstudio

Мені до рук потрапили ще два перетворювачі від відомої китайської фірми YZXstudio. Один простіший і дешевший, другий, відповідно, дорожчий і в "топовій" конфігурації. Причому другий — не просто DC-DC перетворювач, а універсальний реверсивний перетворювач. Але, думаю, краще про все прочитати в огляді.


Для початку дякую моєму постійному читачеві Володимиру, який надіслав мені цю пару модулів для тестування й огляду.
Їх придбали у фірмовому магазині YZXstudio DIY. При цьому модулі дуже відрізняються один від одного: один із них — найдешевший у лінійці YZXstudio, а другий — найдорожчий. Тож тим цікавіше порівняти їх і з’ясувати, за що платять чотириразову різницю в ціні.



Конструктивно модулі дуже схожі: пара контактів для підключення та USB-роз’єми, розмір дуже компактний.


Ні, звісно, якщо придивитися, то різницю видно навіть неозброєним оком: угорі ZC822 вартістю близько 5 доларів, унизу ZC826, який коштує 20 доларів.


При цьому в першого модуля два роз’єми — USB-A і USB-C, а в другого лише USB-C. Так, ось така несправедливість: до дорожчого не під’єднати звичні кабелі.


Крім того, ці два модулі доповнюють попередній огляд, у якому брала участь модель ZC823.


Перш ніж перейти до опису й тестів, трохи розповім про продукцію цієї фірми, окрім її відомих тестерів.

Плати, про які сьогодні йтиметься, входять до складу конструктора для складання універсального зарядного пристрою, що складається з:
1. Корпусу
2. Крос-плати. До речі, на ній встановлений якийсь контролер, призначення якого мені так і не вдалося з’ясувати.
3. Передньої та задньої панелей
4. Додаткового роз’єму для підключення зовнішнього акумулятора (опційно).


На крос-плату можна встановити чотири варіанти плат перетворювачів:
1. ZC822
2. ZC826
3. ZC823
4. ZC823P

Перші дві показані в сьогоднішньому огляді, третю я тестував раніше, а нещодавно з’явилася потужніша модель ZC823P потужністю до 100 Вт. ZC823 видавала до 60 Вт. Різниця в ціні між ними дуже мала, тож якщо потрібна ZC823, краще одразу брати модель з індексом Р.


Загалом обираєте потрібну конфігурацію, припаюєте плати до крос-плати, вставляєте її в корпус і отримуєте готовий виріб. На AliExpress є варіант готового пристрою в такому корпусі — посилання.


Є й альтернативні варіанти від того самого виробника, причому вже зібрані. Наприклад, версія потужністю 100+60 Вт, яка є потужнішим варіантом попередньої, на 100+27 Вт. Вона є на AliExpress, ціна трохи вища, ніж на Taobao, — близько 45 доларів. Посилання.


Є ще один зручний пристрій від того самого виробника: він виконаний у вигляді кабелю й дає змогу автоматично подавати перетворювачу команду на отримання напруги 15 або 20 В. Посилання.


Тепер про самі плати.
Спочатку ZC822, ціна $5.45, посилання на Taobao,
Заявлені характеристики
вхідна напруга DC 10–24 В
вихід PD 27w і USB 27W.
максимальна вихідна потужність 12 В, 2,5 А, 27 Вт
Вхідна напруга завжди має перевищувати потрібну вихідну щонайменше на кілька вольт.

Плата побудована на контролері IP6528, уся силова частина «схована» в контролері, зовні — лише силовий дросель і шунти для вимірювання струму. На платі видно пару силових транзисторів, але вони не беруть участі безпосередньо в перетворенні й лише комутують живлення на відповідні виходи. Шунтів також два з цієї причини: кожен вихід має незалежний контроль, але активним може бути лише один вихід. На вході встановлено самовідновлюваний запобіжник на струм 3 Ампери.


Підтримуються майже всі протоколи, але якщо щодо QC 20 Вольт я не мав особливих сподівань, то відсутність Huawei SCP дещо здивувала: зазвичай цей стандарт підтримується без проблем.


Іноді автоматичне визначення може бути неточним або не відображати реального стану справ, тому про всяк випадок я перевіряю кожен протокол окремо.
1. QC2.0, підтримується, але лише до 12 Вольт включно.
2, 3. QC3.0, підтримується в діапазоні 3.7-12.3 Вольта
4. Huawei FCP, підтримується, дає змогу встановити 9 Вольт.
5. Huawei SCP, не підтримується, напруга не змінюється.
6. Samsung AFC, підтримується режим 9 Вольт.
7. PD. Підтримується протокол 3.0, але потужність справді лише до 27 Ватт.
8, 9. У протоколі PD 3.0 можна змінювати вихідну напругу з кроком 20мВ. Наприклад, я без проблем спочатку встановив 7.2 Вольта, а потім підняв до 7.26. Шкода, що потужність замала.


Як я писав, плата має два виходи — USB-A і USB-C. У першому варіанті підтримуються всі визначені раніше протоколи, крім PD. Крім того, окремо зазначено, що Samsung AFC 12 Вольт не підтримується; попередній тестер не вміє працювати з цим протоколом.
Під час підключення через кабель USB-C активується підтримка Power Delivery, але чомусь відображається як 9 Ватт...


Підключаємо перетворювач до регульованого блока живлення, а до виходу — електронне навантаження. Далі тестуємо під навантаженням і визначаємо реальну вихідну потужність.


У всіх тестах вхідна напруга становила 20 Вольт.
Спочатку QC, вихідна напруга — 5 Вольт. Зі збільшенням струму напруга також трохи зростає, досягаючи 5.2 Вольта за максимального струму 3.8 Ампера.


За вихідної напруги 9 Вольт картина приблизно така сама, але вимкнення відбувається вже за струму близько 3,1 Ампера.


Максимальна вихідна напруга — усе знову повторюється, але захист спрацьовує вже за струму 2.4 Ампера.

У всіх експериментах вимкнення миттєве, напруга залишається в нормальних межах, а струм скрізь перевищує заявлений.


Тести FCP, AFC і Power Delivery дали практично ті самі результати, тому сховаю їх під спойлер.


Результати вимірювання ККД: вхідна напруга 24 В, вихідна — 5, 9 і 12 В. По горизонталі поділки відповідають кроку струму 0,5 А, для 12 В останнє значення — 2,4 А.


Нагрівання за напруги 5 В і струму 3 А, а також за напруги 12 В і струму 2 А. Нагрів помірний, температура дроселя (він розташований зі зворотного боку плати) — близько 55–60 градусів.


Пульсації за вихідної напруги 5 В: без навантаження, а також за струму 1, 2 і 3 А. У найгіршому режимі основний розмах пульсацій становить близько 40 мВ, але є дуже короткі імпульси з розмахом до 160 мВ. Пульсації вимірювали безпосередньо на вихідному конденсаторі перетворювача; після кабелю до навантаження розмах імпульсної складової має бути помітно меншим.


Тест за вихідної напруги 12 В — відповідно, також без навантаження та за струму 1, 2 і 2,4 А.
Тут розмах основних пульсацій сягає 50 мВ, імпульсних — 250 мВ.



А ось і друга платка — ZC826. Коштує $21.50, посилання на Taobao, є вона й на AliExpress, але там коштує 43 долари.

Діапазон вхідних напруг плати не вказаний, але заявлено, що вона має нормально працювати від 12 В і вище. Я перевіряв до напруги 20 В.
Вихідна напруга — до 20 В, струм — 3 А, тобто до 60 Вт у режимах QC і PD.

Тут плата набагато складніша: видно контролер, додаткову мікросхему, чотири потужні транзистори, ємні керамічні конденсатори, а також одноразовий запобіжник на струм 6 А.


Усім керує контролер IP2716, вихід якого підключений до універсального ШІМ-контролера SC8802, який, своєю чергою, керує чотирма польовими транзисторами.
За контроль струму відповідає пара шунтів опором 7 мОм, причому один стоїть на вході, а другий — на виході перетворювача. На іншому боці плати, крім дроселя, встановлено пару конденсаторів 220 мкФ 35 В, зашунтованих ємними керамічними конденсаторами.


Я недарма вище написав, що застосовано універсальний ШІМ-контролер. Точніше, цей контролер працює за схемотехнікою універсального перетворювача, тобто йому абсолютно байдуже, підвищувати напругу чи знижувати. Але ще важливіше те, що цей перетворювач симетричний, адже може працювати в обидва боки, і розробник скористався цією функцією, хоча про це я розповім трохи пізніше.
Якщо дуже спростити, силова частина має такий вигляд, як на цій блок-схемі.


Ті, хто читає мої огляди, можливо, скажуть: десь ми це вже бачили. І не помиляться: саме за таким принципом працює універсальний перетворювач з мого огляду плати на базі LTC3780.


Повного опису підтримуваних протоколів у мене немає, але він є в даташиті на контролер.


Той випадок, коли USB-тестер підсвітив зеленим усе.


А ось детальніша перевірка підтримки протоколів.
1. QC2.0, підтримується повністю
2, 3. QC3.0, підтримується повністю
4. Huawei FCP, підтримується повністю
5,6 Huawei SCP, підтримується повністю
7. Samsung AFC, підтримується режим 9 В.
8, 9. PD. Підтримується протокол 2.0, вихідна потужність — до 60 Вт.
Щодо двох останніх пунктів є дивина: за даними з даташита контролер уміє працювати з PD 3.0, але тестер визначив лише режим 2.0. Різницю між цими режимами я показував вище: за аналогією з QC 2.0 і 3.0, у PD 3.0 можна змінювати вихідну напругу з кроком 20 мВ, а в 2.0 — лише 5/9/12/15/20 В.


Перевірка моїм старим тестером також показала, що підтримується лише PD 2.0 з потужністю до 60 Вт, а крім того, не підтримується режим Samsung AFC 12 В. На фото, на жаль, погано видно: це позначено червоним кольором.

До речі, нарешті купив собі кабель USB Type-C/Type-C саме для таких перевірок, бо старий тестер має лише гнізда Type-C. Заодно перевірив сам кабель — у ньому є всі необхідні лінії передавання даних. Кабель завдовжки 1.5м обійшовся в офлайні всього в півтора долара :)


Істотна перевага плати в тому, що за відсутності навантаження вона переходить у режим низького споживання, і вхідний струм при цьому становить менш як 1 мА. Якщо під’єднати навантаження, навіть звичайнісінький USB-тестер, плата впевнено запускається й далі не вимикається, доки не зняти навантаження.


Той самий стенд, що й під час тестування попередньої плати, але оскільки очікується, що струм споживання в неї буде більшим, провід живлення був коротшим. Крім того, під час тестування ККД напруга вимірювалася безпосередньо на контактах плати перетворювача.


Тестування роботи в різних режимах. Вхідна напруга — 12 В, якщо не зазначено інше. Спочатку режим QC
Вихідна напруга — 5 В. Плата перейшла в захист за струму навантаження понад 4 А. При цьому напругу не було повністю вимкнено, але перетворювач продовжував працювати, хоча вхідний струм упав майже до нуля.
Зі зростанням струму навантаження напруга підвищується з початкових 5,07 В до 5,12 В за максимального струму, що, втім, цілком вкладається у стандартний допуск 5%.


За напруги 9 і 12 В усе приблизно так само, тому результати під спойлером. Струм спрацьовування захисту також становить 4 А, і напруга теж трохи підвищується зі зростанням струму навантаження.


Як я писав вище, плата має універсальний перетворювач, тому може видавати 20 В навіть за вхідної напруги 12 В. Щоправда, щоб провести тест, мені довелося трохи підвищити вхідну напругу до 15 В, оскільки блок живлення міг видати максимум 5,1 А, а платі було потрібно більше. З підвищенням вхідної напруги вхідний струм зменшується.
У цьому режимі плата без проблем видала 3,4 А, але, думаю, запросто видала б і 4.







Вихідну напругу 15 В перевіряв за вхідної напруги 13 В через зазначені вище обмеження. І знову нічого нового: на виході 4–4,1 А, але вимкнення різке.


Коли я вище проводив тести й отримав обмеження за вхідним струмом, мене все ж цікавило, який максимальний вихідний струм буде за вихідної напруги 20 В. Зрештою я подав на вхід 18 В і запустив тест, щоб це виміряти. Як виявилося, навіть у такому режимі захист спрацьовує за струму 4,2 А, а вихідна потужність при цьому перевищує 80 Вт.


Мабуть, єдиний тест, якого я не провів, — перевірити, що буде, якщо за вхідної напруги 12 В «запросити» 20 В і 3 А. Але подібний тест я провів за вхідної напруги 13 В. Струм навантаження становив близько 3 А, вхідний струм — 5 А. А оскільки під час живлення від акумуляторів це відповідає приблизно 3,25 В на елемент, перетворювач просто не встигне перегрітися: крива розряду не дасть довго працювати в такому режимі.


Основне вимірювання ККД плати проводив у чотирьох режимах: вхідна напруга 12 В, вихідна — 5, 9 і 12 В; вхідна напруга 13 В, вихідна — 20 В. У кожному режимі використовував різні струми навантаження: від 0,5 до 4 А у перших трьох режимах і до 3,2 А за вихідної напруги 20 В.


Заодно провів ще два тести: вхідна напруга 20 В, вихідна — 5 В; вхідна напруга 8 В, вихідна — 15 В. У всіх режимах плата працювала стабільно.


Вимірювання температури плати:
1. Вхідна напруга 13 В, вихідна — 20 В, струм 3 А.
2. Вхідна напруга 12 В, вихідна — 5 В, струм 4 А.

На мій погляд, нагрів був не дуже сильним навіть у найскладнішому режимі, коли на вході 13 В, а вихідна потужність становить 60 Вт.


Пульсації за вхідної напруги 15 В і вихідної 5 В — без навантаження та за струму 1, 2 і 3 А. Максимальне значення становило близько 20 мВ, що дуже добре.


Режим підвищення напруги: на вході ті самі 12 В, а на виході 20 В — без навантаження та за струму 0,5, 1,0 і 1,5 А. Тут пульсації значно вищі: близько 120 мВ основних і до 700 мВ імпульсних. Забагато, але, як я писав вище, кабель до навантаження непогано їх згладжує — точніше, це робить паразитний RC-фільтр, утворений кабелем і ємністю на вході пристрою.


Вхідна напруга 24 В, вихідна — 5, 9, 12 і 20 В за струму 3 А. Загалом претензія лише до режиму 5 В, решта цілком нормально.



Я кілька разів писав про живлення цієї плати від акумуляторів. Крім того, виробник навіть радить свою плату захисту 4S — і все це не просто так, «до слова».
Для початку: на сторінці товару зазначено, що плата не має захисту від роботи за зниженої вхідної напруги. Насправді вона спокійно працює навіть від 5–7 В, тож у разі живлення від акумуляторів за це відповідає плата захисту.
Але це ще не все. Вище я зазначив, що перетворювач зворотний, тобто на вихід плати можна подати 5 В, і вона заряджатиме під’єднаний акумулятор.
Відповідного акумулятора під рукою не знайшлося, тож я взяв старенький свинцевий на 12 В, а на вихід плати подав 5 В.


Живлення подавалося від регульованого блока живлення через іншу плату, яка видавала потрібні 5 В. Струм у колі 5 В при цьому становив 2,6 А, але через значне падіння напруги на кабелі живлення на вході ZC826 було лише 4,48 В.
Проблема була саме в кабелі, адже аналогічні результати я отримував і під час живлення плати від пари USB-зарядних пристроїв.


Але тут я згадав, що в описі було зазначено: якщо під’єднати цю плату до зарядного пристрою Power Delivery, автоматично буде запитано режим 20 Вольт 3 Ампери, тож довелося взяти плату зарядного пристрою ZC823 і перевірити з нею.
У результаті вийшла така схема: блок живлення 24 Вольта, плата ZC823, яка вміє працювати в режимі PD 20 Вольт 3 Ампери, кабель, плата ZC826.


І справді, плата, яку я оглядаю, подала команду встановити для неї 20 Вольт і почала споживати 2.7 Ампера, але вже за напруги 20 Вольт, тож на заряджання йшло близько 50 Ватт. За напруги 15-16 Вольт струм у колі акумулятора становить близько 3.2 Ампера, а за нижчої напруги (розряджений акумулятор) струм буде більшим, оскільки обмеження діє на вході, а не на виході.


Після завершення заряджання плата має вимкнути струм, а світлодіод змінити колір із синього на червоний. Але оскільки завершення заряджання визначається за спадом струму, а акумулятор явно не той, на який розраховували, плата просто довела напругу до 16.73 Вольта й більше нічого не робила.


Тепер висновки. Почну з простішої плати — ZC822.
Плата проста, недорога і, попри це, нормально працює, підтримуючи велику кількість протоколів. Засмучує лише не надто велика потужність — усього 27 Ватт, але як доповнення до інших плат цілком годиться: можна зарядити планшет, телефон чи ще щось. До того ж вона вміє працювати не лише з QC, а й з PD, чого звичайні плати не вміють.

І «топова» ZC826.
Тут, звісно, одразу відзначу підтримку майже всіх відомих протоколів, велику потужність, універсальне живлення і, мабуть, головну функцію — можливість роботи в режимі павербанка. Коли під’єднано батарею 4S, плата може не лише живитися від неї, а й заряджати її, причому з потужністю до 50 Ватт. Я б радив встановити акумулятори великої ємності, але з’єднати їх за схемою 4S2P: тоді батарея працювала б за оптимального навантаження, а її ємність була б пристойною.
З недоліків, на мій погляд, лише ціна та дивна відсутність підтримки протоколу PD 3.0.

Коротко кажучи, обидві плати цікаві, якісно виготовлені й мають якісні компоненти. Обидві вміють працювати з великою кількістю протоколів, але належать до зовсім різних цінових категорій. А завдяки конструкції обидві можна використовувати в складі одного пристрою.

Якщо плануєте замовляти з Тао через посередника Юйбей, про якого я частково розповідав у статті «як купувати на тао», мені буде приємно, якщо ви зареєструєтеся там за моїм посиланням.

На цьому все, сподіваюся, огляд був корисним.