Не надто вдалий USB-зарядний пристрій (блок живлення)

Про цей зарядний пристрій хотів написати давно, але все ніяк не доходили руки, хоча й на нього є на що подивитися.
Отримав я його від одного досить відомого магазину, який після мого звіту зняв його з продажу, і, на мій погляд, правильно зробив. Власне, тому я й не даю посилання на товар. Можливо, він трапиться вам в інших магазинах, тож вважаю, що цей огляд усе одно буде корисним.

Отримав я цей зарядний пристрій (хоча, звісно, правильніше сказати — блок живлення) у звичайному пакеті із застібкою, без жодних блістерів і коробок.


Не назвав би його зовсім маленьким: мені траплялися значно більші варіанти з не набагато меншим заявленим струмом.


Заявлений вихідний струм — 3000 мА, що досить непогано для більшості застосувань. Наприклад, можна заряджати планшет і смартфон.
Зарядний пристрій має два вихідні порти з позначками iPad і Galaxy, тобто для пристроїв Apple і Samsung.
Зверху розташований світлодіодний індикатор роботи, який світиться завжди, незалежно від режиму роботи.


Але оскільки зовні для мене зазвичай нічого цікавого немає, я, звісно ж, вирішив його розібрати. Робиться це відносно просто: підважуємо невелику щілину між половинками корпусу, а потім за допомогою викрутки роз'єднуємо їх. Блок живлення склеєний, але відкрився досить легко.


На перший погляд усе досить акуратно, принаймні нічого неприємного не помітив.



Плату виготовлено акуратно. Щоправда, світлодіод лежить просто на роз'ємах USB, але для захисту на них наклеїли ізоляційну плівку.


Плату також спаяно цілком нормально. Є невеликі огріхи, але загалом — тверда четвірка. Зняв один бал за місцями грубувате паяння та відсутність захисних прорізів у текстоліті.


Ось що мене трохи здивувало й навіть змусило зробити окремий знімок: дроти до плати мають силіконову ізоляцію і без проблем витримують температуру жала паяльника. До того ж вони дуже гнучкі — купити б собі такого дроту окремо від блока живлення.


Розгляньмо плату детальніше.
1. Вхідних конденсаторів два, з'єднані паралельно; сумарна ємність — близько 10 мкФ, для 15 Вт замало. Вхідного фільтра немає, зате є запобіжник :)
2. Мікросхема в корпусі DIP. Даташит на неї я не шукав, але пам'ятаю, що вже десь її зустрічав, і вона навіть відповідала потужності блока живлення. Зате помітив досить незвичний діодний міст в оригінальному виконанні — раніше такі мені якось не траплялися.
3. Трансформатор невеликий, заявлені 15 Вт для нього справді максимальні, запасу немає :(
4. Але попри все це міжобмотковий конденсатор правильного типу, до того ж є зворотний зв'язок через оптрон — іноді навіть на цьому економлять.
5. Вихідних діодів два, з'єднані паралельно, ємність вихідного конденсатора — лише 1000 мкФ, для струму 3 А цього замало. Крім того, вихідного фільтра немає.
6. А от зворотний зв'язок реалізовано не дуже добре, економію видно одразу. Замість нормальної схеми з TL431 використали звичайний стабілітрон.


До речі, вхідний конденсатор розділили на два менші не просто так: між ними сховався невеликий дросель для зменшення завад.


Мікросхема має зовнішній шунт для вимірювання струму, що свідчить про наявність щонайменше захисту від короткого замикання на виході. І цей захист справді працює.
Біля вихідних роз'ємів встановлено подільники напруги. Вони потрібні, щоб пристрій, який заряджається, знав, який струм він може взяти від зарядного пристрою.


Про всяк випадок, та й просто для загальної інформації, накреслив принципову схему цього блока живлення. Нічого нового, що відрізняло б його від інших блоків живлення, я не побачив. Хіба що давно вже не траплялися блоки живлення зі стабілітроном замість спеціальної мікросхеми для стабілізації вихідної напруги.


Перевірка загалом більш ніж стандартна для моїх оглядів. Під час тесту використовувалися:
Електронне навантаження
Осцилограф
Мультиметр
Термометр
Папірець і ручка.

1. Перший тест без навантаження: вихідна напруга трохи завищена, норма — до 5,25 В. Хоча таке трапляється досить часто.
2. Другий тест — струм навантаження 1 А, рівень пульсацій помітно зріс, вихідна напруга цілком у нормі.


1. Струм навантаження 2 А. Рівень пульсацій — близько 0,7 В, це дуже багато. Осцилограф навіть довелося перемкнути в режим 0.2В на поділку, а не 0.1, як у попередньому тесті.
2. Струм навантаження — 2.5 Ампера, рівень пульсацій такий самий, як у попередньому тесті, вихідна напруга в нормі.


Далі планував виставити 3 Ампера, але температура вихідних діодів перевалила за 100 градусів, і я зупинив тест.
За результатами тесту склав таблицю. Інтервал між тестовими вимірюваннями становив 20 хвилин, увесь тест тривав 1 годину.
Як видно з таблиці, температура вихідних діодів і конденсатора сягнула досить високих значень, тому довго експлуатувати пристрій у такому режимі не рекомендується. Через це тест було зупинено.


Іноді запитують, чому взагалі виходять з ладу блоки живлення. Нижче — фото двох блоків живлення на 5 Вольт і 2 Ампера. Вони вийшли з ладу з інтервалом приблизно в пів години. Середній — від планшета Текласт, до цього він нормально працював кілька місяців, а потім раптово згорів із невеликими спецефектами. Планшет у цей час заряджався і був увімкнений. Але оскільки планшет був потрібен, я дістав із полиці ще один зарядний пристрій, який також без проблем пройшов тести й нормально працював (праворуч). Через пів години ситуація повторилася, тож довелося заряджати планшет від лабораторного блока живлення.

Дуже часто блоки живлення виходять з ладу через:
1. Перегрів силового трансформатора: магнітна проникність осердя падає вище критичної температури.
2. Некоректну роботу самого ШІМ-контролера, особливо в режимі перевантаження або КЗ.
3. Зменшення ємності конденсаторів унаслідок старіння.


Цей блок живлення працює вже понад пів року, але його довелося трохи доопрацювати. До ШІМ-контролера припаяв металеву пластинку, яка виконує роль радіатора, а внизу й угорі корпусу просвердлив вентиляційні отвори. У такому варіанті проблем немає, хоча, думаю, якщо використовувати його зі струмом до 2 Ампера, то працюватиме й без доопрацювання.


Загалом, що можна сказати про цей пристрій. Таке відчуття, що взялися зробити добре, але потім раптом закінчилися гроші й вирішили зробити дешево. Тобто місцями зроблено нормально, але помітні явні сліди економії. Та й заявлений струм у 3 Ампера дещо оптимістичний: я б не ризикував і навантажував максимум до 2 Ампера.

На цьому все, ось такий вийшов невеликий, але сумний огляд.