Регульований перетворювач напруги XH-M403

Сьогодні в мене огляд трохи дивного пристрою, і через певні обставини він буде коротким — у ньому буде не все, що ви звикли бачити. Але так уже склалося, можливо, це й на краще.


Взагалі цей товар я бачив в іншого продавця ще, мабуть, рік тому. Запропонував написати огляд, але чомусь продавець відмовився, і тепер підозрюю, що зробив він це не просто так.

Насамперед мене зацікавив такий формат перетворювача: він простий і завдяки цій простоті добре підійшов би радіоаматорам-початківцям. Насправді він виявився простішим, ніж я думав спочатку, але про все по черзі.

Перетворювач упакований у невелику коробочку, всередині якої є шматок спіненого поліетилену. Видно, що коробочці трохи дісталося в дорозі.


Опис зі сторінки товару
Модель виробу: XH-M403
Вхідна напруга: DC5-36V
Вихідна напруга: DC1.3V-32V
Максимальний струм: 8А (рекомендований тривалий струм — 5A)
Максимальна потужність: 200 Вт
ККД перетворення: 0,94
Частота перемикання: 180 кГц
Інші функції: вимірювання струму, захист від короткого замикання
Розмір: 78 х 63 х 40 мм
Відображення вихідної напруги в реальному часі без виявлення.
Точність відображення низької напруги — 0,1 В

Зацікавив він мене своєю конструкцією: усе гранично лаконічно й просто — одна "крутилка" і два індикатори.


Спочатку, коли я побачив цей перетворювач (приблизно рік тому), то вирішив, що за керування відповідає енкодер. Зараз це досить модно й часто трапляється, адже справді практично. Але насправді все керування здійснюється просто одним змінним резистором.
Індикатори великі: висота символів — 14 мм, і в деяких ситуаціях це перевага, особливо якщо у вас поганий зір.
Розміри плати — 78х63 мм, висота — 35 мм без урахування ручки, що виступає, і 55 мм загалом.


До речі, змінний резистор мене по-своєму зацікавив. Річ у тім, що, крім трьох виводів самого резистора, у нього є ще чотири широкі виводи для кріплення на платі. Раніше я, здається, таких не зустрічав.
Конструкція жорстка, і, на мій погляд, це теж непогано.


Монтаж відносно акуратний, плата не перевантажена й чиста. Флюс є лише біля виводів змінного резистора — судячи з усього, його припаяли останнім.


1, 2. На вході й виході встановлено дві якісні клемні колодки з "ліфтовим" механізмом. На платі клемні колодки позначені ієрогліфами, але простіше визначити, де яка, за вимірювальним шунтом — він розташований біля виходу плати.
3. Силовий вузол — це ШІМ-контролер і діодна збірка MBR20100CT, встановлені на окремі радіатори, дросель і пара конденсаторів 470мкФ 50В.
4. ШІМ-контролер XL4016 — такий самий стоїть на відомій платі з максимальним струмом 10А. Тут заявлені реальні характеристики: 5А тривалого струму й 8А короткочасного.
Діодна збірка й контролер ізольовані від радіаторів слюдяними прокладками, термопасти немає.


Але приблизно половину плати займає ще й вимірювальна частина.


Ампервольтметр побудований на базі N76E003AT20, поруч — ОП LM358, лівіше також видно HC164, що керує індикаторами, і комутатор CD4051. Призначення останнього тут я не зрозумів, але склалося враження, що мікросхема ампервольтметра має один вимірювальний вхід, а комутатор почергово подає на нього напругу з шунта (після ОП) і з виходу плати.


На платі є також другий перетворювач — для живлення вимірювальної частини й індикації. Загалом усе зроблено непогано й навіть у чомусь продумано.


Оскільки на вході встановлено DC-DC, споживаний струм залежить від напруги живлення: за 12 вольт він становить 30мА, а за 36 — помітно менше, лише 14мА.


Одразу вирішив перевірити, як перетворювач поводиться під навантаженням, і, як виявилося, недарма. Річ у тім, що напруга під різним навантаженням дуже дивно плаває. Спочатку я подумав, що це «шурхотить» змінний резистор або я якось зачепив плату, тому повторив тест тричі й щоразу отримував приблизно ту саму картину.

Масштаб графіка спеціально збільшено для наочності: вихідна напруга — 5 вольт, струм — до 8А.


Перевірив при 12 вольтах — картина майже повністю повторилася.


Максимально тестував до 19 вольт, оскільки навантаження має потужність 150Вт. Відповідно, це максимум, за якого я міг перевірити струм до 8А.


При 19 вольтах довелося знизити поріг спрацьовування захисту електронного навантаження до 18 вольт, інакше воно спрацьовувало через просідання напруги.


Так, зі стабілізацією напруги картина сумна, тож далі я вирішив просто перевірити точність вимірювання напруги та струму.
Тут я зіткнувся ще з однією проблемою: виявилося, що точно встановити вихідну напругу дуже складно, і річ навіть не в тому, що використано звичайний, а не багатообертовий змінний резистор, проблема в самому регулюванні. Річ у тім, що, наприклад, кручу ручку вправо — напруга зростає і в якийсь момент стає вищою, ніж треба. Звісно, починаю крутити назад, але для цього треба повернути ручку на досить значний кут, і знову «промахуюся». У результаті замість того, щоб встановити 5 вольт, у мене виходило або 4.9, або 5.2, або якось інакше, але тільки не рівно 5. Складнощів додавали також інерційність і низька частота вимірювань вольтметра. Загалом людям зі слабкими нервами користуватися категорично не рекомендую.

Прогнав напругу по всьому діапазону — від мінімальних 1.25В до максимуму, якого вдалося досягти при вхідних 36. За напруги вище 7-8 вольт стала помітною похибка, а за вищих напруг вона стала зовсім очевидною.


Але оскільки схема примітивна, для калібрування на платі є два зовсім прості підлаштувальні резистори — для струму й напруги відповідно.
За замовчуванням вони стоять у середньому положенні, тож думаю, що калібрувати їх навіть не намагалися.


Взявши маленьку викрутку й виставивши на виході максимальну напругу, підлаштував покази вольтметра під ті, що відображав мультиметр. І тут є ще одне зауваження: підлаштування дуже грубе, навіть порівняно невеликий кут повороту підлаштувального резистора змінює покази на 0.5-1 вольт.

І все ж таки вдалося досить точно відкалібрувати.


Зі струмом картина була приблизно така сама, як і з напругою.


Тут калібрувати незрівнянно простіше, регулювання плавніше, тож нормального результату я досяг буквально за пів хвилини. Калібрував за максимального струму.


Поки бавився з калібруванням вольтметра й амперметра, перетворювач помітно нагрівся, і я подумав, що непогано було б перевірити, наскільки в нього плаває вихідна напруга залежно від температури. Для цього охолодив його, потім виставив на виході приблизно 12 вольт, навантажив струмом 5А (максимальний тривалий режим) і став чекати.
Майже через 40 хвилин отримав ось такий кумедний графік. Кумедний він тим, що напруга не просто знижувалася в міру нагрівання — це я ще зрозумів би, — але потім вона почала зростати, а далі знову знижуватися...


Погрівши його так майже 40 хвилин, виставив на виході 20 вольт за того самого струму (потужність близько 100Вт) і поганяв ще хвилин 10, паралельно вимірюючи температуру.
У мене вийшло, що за вхідної напруги 36 вольт, струму навантаження 5А та вихідної напруги 12 і 20 вольт найбільше нагрівався ШІМ-контролер: температура радіатора становила близько 95 і 105 градусів. Сам корпус контролера, звісно, мав помітно вищу температуру, але підлізти до нього було дуже незручно.


А далі розповідь обривається, бо все закінчилося тим, що ШІМ-контролер пробило наскрізь. Сталося це за цілком невинних обставин. Я порався з мультиметром і платою, вимірював струм, а потім під'єднав мультиметр паралельно до виходу плати, але забув переставити щупи на самому мультиметрі. Подав живлення на плату (коли під'єднував щупи, вона була знеструмлена) — і контролер вирушив у країну вічного полювання.
Тепер на виході плати завжди те саме, що й на вході.


Підсумки.
Перетворювач має купу недоліків: окрім того, що в ньому пробило ШІМ-контролер, він має дуже грубе регулювання напруги, не має регульованого обмеження струму, а напруга змінюється як від струму навантаження, так і від нагрівання. До вимірювання рівня пульсацій, як ви розумієте, я не дістався.
Не бачу сенсу його ремонтувати й, найімовірніше, пущу на запчастини.

І все ж, на мій погляд, із такої конструкції можна було б зробити цукерку, і я не розумію, чому ніхто з виробників про це не подумав.
Часто трапляються ситуації, коли людині не потрібні ні підключення до комп’ютера, ні всілякі сервісні можливості, вимірювання струму, потужності тощо. А потрібні просто два великі індикатори без зайвої інформації — лише струм, напруга й мінімум органів керування.
Рішення ж лежить на поверхні, і спочатку я думав, що тут приблизно так і зроблено. Беремо таку плату, додаємо мікроконтролер, змінний резистор міняємо на енкодер і реалізуємо таку логіку —
1. Обертання енкодера — зміна вибраного параметра
2. Коротке натискання — вибір регулювання струму або напруги
3. Тривале натискання — увімкнення/вимкнення виходу
4. Для встановлення струму/напруги застосовуємо прогресивне регулювання, коли крок зміни залежить від швидкості обертання енкодера. Параметр, який регулюємо, підсвічуємо яскравіше.
Ось і все, часто більшого й не треба. Причому, найімовірніше, це навіть ніяк не вплине на ціну, адже чип ампервольтметра й комутатор можна прибрати.

Хоча ні, треба. Іноді так і хочеться сказати: шановні виробники, ну покладіть ви в комплект до таких плат світлофільтр для індикатора, адже він коштує копійки, а знайти/підібрати його не завжди є змога.
Ну а в нинішньому вигляді він не вартий своїх грошей, була б хоча б можливість регулювати струм.

Тепер уже точно все, сподіваюся, інформація була корисною.