Mean Well EPP-500-54电源

这款电源我早就想买了，但总是这事那事耽搁，最后它总算到了我手里。先说结论：我挺喜欢这款电源，不过它确实也有一些小小的奇怪之处。

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前段时间我入手了RD6006P混合转换器模块，于是想做一台小巧的可调电源。原则上，我可以自己做个外壳，尺寸适配某款电源，但一来我手头已经有一个外壳，而且是金属的；二来，我想要一个紧凑的方案。

我选择EPP-500-54并非没有理由。其实EPP-400系列的电源也基本够用EPP-400-хх，甚至EPP-300系列也有可能，只是会有些限制EPP-300-хх。但问题在于，这几个系列都没有输出电压超过48 V的型号，而理想情况下我需要65 V。
是啊，不知道为什么，各家品牌都不生产输出电压超过48 V的电源。我本来想买一台采用LLC拓扑、用于功率放大器的电源，结果发现合适的型号价格跟同级别的明纬差不多。

总之，最后我订了两台EPP-500-54……前不久先收到了一台 :)
我在淘宝上订购，原因很简单：在乌克兰，这款电源不仅只能订货购买，价格还贵得离谱。就连俄罗斯的ChipDip，给EPP-500-54标的价格都要实惠得多。

我订了两台电源，另一台以后再说。令人高兴的是，卖家还送了个鼠标垫，挺贴心 :) 不过电源的包装实在可以做得好得多，居然就只裹了一层气泡膜。以这个价格来说，确实有点奇怪。


系列简介，以下内容中的截图均来自数据手册。


这款电源采用开放式结构，不过这对我来说完全不是问题。根据标签，它确实是MeanWell EPP-500-54；而且就连中国人仿冒时也不会把型号名称完整照搬，所以这台应该是正品。


这个系列共有8款型号，数量相当多；其中与其他系列不同的是，它有一款输出电压为54 V的型号。


外观看起来很漂亮，当然是有它自己的风格。不过能看出设计人员努力把所有东西都“塞进”相当紧凑的尺寸里，而且我可以说，他们做到了。


严格来说，它没有外壳，取而代之的是一块L形铝板，同时也充当部分功率元件的散热器。


电源尺寸只有127×76×41 mm，也就是5×3英寸。尺寸图除了标出各项尺寸，还标明了风扇相对于电源的位置。


输入端配有完整的电源滤波器，这很合理，也在意料之中；要是没有，我反而会觉得奇怪。不过有一点不太常见：电源接口是两针的，而且没有接地线的接线位置。看起来，地线是直接接到外壳上的。
顺便说说外壳，准确地说，是铝制底盘。它没有任何安装孔，顶多只能利用固定电路板的四个螺纹柱来安装。


保险丝、一堆电容、电感、热敏电阻，唯独没找到压敏电阻。
电路板上留有安装第二个保险丝的位置，不过这里用跳线代替了。


电路板整体一览。可以看到，除了通过底盘散热，厂商还另外安装了独立散热器。


1. 元件布局非常紧凑。我还注意到有一个继电器，看起来位于启动电流限制电路中；至少它会在通电后几乎立刻动作，并在断电一段时间后才释放。
2. 电源逆变器的晶体管安装在一个独立的小散热器上。
3. 为了提高效率，厂商采用了同步整流，不过在这么高的输出电压下，它带来的提升已经不大了。
4. 两个散热器上都装有温控开关，用于过热保护。


1. 输出端计划通过螺丝端子连接。我想这只是为了与输出电流大得多的低电压型号统一设计。 左侧是风扇接口，右侧是输出电压调节器和一对辅助接口。
2. 输出端装有四只220 µF电容，另外一只很可能是150 µF。我没看标记，不过它比其他电容小。电容耐压为80 V，厂商显然是尽可能把容量做大：如果用63 V电容，可靠性会差一些；而100 V电容体积又会更大。
3. 侧面还有一块小板，负责提供第三路辅助电压：5 V。
4. 本质上这就是大家熟悉的“待机电源”，加上它之后，这台电源就有：
三路输出电压：主输出54 V、用于给风扇供电的12 V，以及用于辅助电路的5 V。
PowerON信号，用于控制主电源的开关。
PowerGood信号，用于通知负载电源已正常启动。
测量信号S+和S-，稍后再说。


输入电容的安装位置导致不拆下来就看不到标记。我懒得拆焊，所以直接测了一下，两个电容总容量约为250 µF，因此它们很可能是120 µF的电容。
顺便测了输出电容的容量，总共950 µF，其中880 µF肯定来自四只220 µF电容，剩下的就是第五只电容的容量了。


数据手册里有一张电源框图，从中只能看出电源有两个独立的转换器，以及一些保护电路；另外，PFC和主逆变器的频率分别为90 kHz和100 kHz。

不过后来我发现框图有错误。比如底部画出的三个光耦中，有一个方向画反了，而且这三个实际上都是晶体管型光耦。
这里还能看到，S+和S-通过电阻连接到输出电路。数据手册里没有进一步说明它们的用途，但我总觉得这两个端子是用于实现四线制负载连接的远端采样端子。
总的来说，文档少得实在让人失望，基本上只有参数表和尺寸图。


接上输入线，通电。
输出电压约为标称的54 V。待机功耗也让人挺满意，只有1.4–1.5 W，对于一台500 W电源来说相当低。
输出电压调节范围约为49–56.7 V。如果还想继续调高，电源就会进入反复启动、停止的状态，这说明OVP保护（输出过压保护）已经触发。


数据手册里还说明了接口的接法。除了输入和输出接口之外，还有：
1. 风扇接口，基本上就是常见的两针接口。
2. 远端采样线和PG输出接口。
3. 待机5 V输出和电源开关控制接口。

后两种接口用的是比较少见的DF11-4DS-2C（配套插头）。我本来甚至想买一个，但价格不便宜，还得订货，最后还是打消了念头，反正不接它们电源也能启动。


如我之前所说，S端子（很可能是Sense的缩写）与输出端相连，两者之间的电阻为13 Ω。


1. 风扇电源接口上有12 V，我理解这是稳压输出。
2. 待机5 V接口上当然是5 V，这路电压只出现在这个接口，不会再引到其他地方。
3、4. PS_ON端子通过上拉电阻接到+5 V，因此不接它电源也能正常启动。要“关掉”主转换器，需要将这个端子接地，此时功耗会降到0.2–0.4 W。


在0到8 A负载范围内进行的测试表明，这台电源表现不错。不过要指出的是，输出电压会自行波动约±5 mV。
下面是电流为0、1、2、4、6和8 A时的测试结果。


我在0.5 A到11 A的负载范围内测量了效率，因此测量点比较多。标称效率为94%，而在最大功率下，实测最高达到95%。
另外还发现，输出电流超过11 A时过载保护会触发，实际大约在11.2–11.3 A；而电源在约550 W功率下也能正常工作，而且持续时间明显超过标称的3秒。


我将示波器探头直接接到输出端子上测量纹波，测得约150 mV峰峰值，低于标称的200 mV。
下面是电流为0、3、6和9 A时的波形。第一张波形中可以清楚看到“绿色模式”，也就是电源进入了低功耗状态。


不过，输出端还有100 Hz的纹波。无论电流是3 A还是9 A，频率都一样，只有幅度不同。 可能是探头受到了干扰，不过这一点我不太确定。


热测试是在电源直接放在桌面上的情况下进行的。如果把它侧着放，温度表现可能会稍好一些，不过我更想评估整体情况。


数据手册中有输出功率与环境温度、是否额外散热以及输入电压之间关系的曲线图。简单来说，在市电电压为230 V时，有两种工作模式：
1. 自然冷却：320 W
2. 强制冷却：500 W。


我在自然冷却、市电电压230 V的条件下，分别以3、6和7 A的输出电流进行测试，对应的负载功率为160、320和375 W，每个阶段持续20分钟。

前两种模式总体来说表现相当不错，但当我把负载提高到7 A时，变压器温度超过了100℃。
D点是PFC二极管，它位于功率晶体管旁边，但我没能测出晶体管的温度。


相同工况下的热成像图。测试过程中我注意到，电流为6 A时，变压器绕组温度为97℃。第三张图中，我把热像仪的焦点正好对准了这个位置，测得温度已经接近115℃。


电源的输出电压会随温度升高而略微上升：
1. 电源冷机、无负载
2. 电源热机、负载为7 A
3. 电源热机、无负载。

另外，卸载后电源的电压还会有一段“回升”：起初是54.050，约20～30秒后升至54.054，随后开始下降。
不过在我看来，电压总体保持得非常稳定。毕竟在54 V电压下，漂移只有40～50 mV，已经很不错了。


其实到这里就可以结束评测了，不过接下来我想介绍一下如何稍微改造这台电源，让它能与RD60xx系列转换器配合使用。


RD6006P要正常工作，输入电压至少需要61+3.6=64.6 V，但正如我前面所说，这台电源的输出电压最高只有56.7 V。
因此需要解决两个问题：
1. 提高最高输出电压，也就是扩大调压范围的上限。
2. 提高过压保护的下限。顺便说一下，说明书中给出的范围是56.7～59.4 V，但我的这台设在最低值 :(

我决定先调整过压保护，但发现事情并没那么简单，尤其是没有电路资料的情况下。电路板上的OVP字样和旁边的电阻在一定程度上误导了我。这个电阻是输出电压分压器的上臂，不过它接在电压稳定反馈回路中。
总之基本找错了方向，不过后来还是稍微派上了点用场。


总之，我明白了必须继续深入排查，于是把电路板从机箱上拆了下来。


这时我才知道，靠近边缘的功率器件是PFC二极管，左边则是它的功率开关管。


电路板下半部分的整体外观。


部分元器件和电路单元：
1. ICE3PCS03，PFC控制器。
2. L6599，主PWM控制器。右侧可以看到三个光耦，型号相同，但其中两个朝向一致，另一个方向相反，这与电源数据手册中的框图不符。
3. MP6922，同步整流控制器。上方还能看到一个7812稳压器，推测负责为风扇供电。
4. LS957B。我查了数据手册，但没能马上找到，猜测它是Power_Good信号整形器。


电路板底部还装有两个电流检测分流电阻，板子正面则有一个运放，用来放大它们的信号。按理说还应该检查一下是否有恒流（CC）模式，但我没有合适的负载，无法在所需电压范围内稳定工作，同时承受约550～600 W的功率。


我很快就找到了负责保护的光耦。其实直接把它短接也不会导致电源关断，但“这不是我们的做法”，更何况后来发现过载保护也接在同一个光耦上。

总之，我发现了两条反馈回路。
1. 上方是负责OVP的电路，标出了分压器的下方电阻，旁边甚至还留有安装第二个电阻的位置。
2. 下方是电压反馈电路中的分压器下方电阻。

最简单的调整方法就是并联一个额外电阻，所以我选择了这种方式。相应地，要提高电压，就得减小分压器下方电阻的阻值。

这块电路板上至少有四个TL431：
1. 主输出反馈
2. 电流反馈
3. OVP
4. 5 V反馈

这确实很容易让人摸不着头脑，尤其是过载保护电路，因为完整的电路链路是这样的：分流器－运放－晶体管－分压器－TL431－光耦。OVP也接到了同一个光耦上。


简单算了一下需要并联在现有电阻上的电阻值，电压反馈电路可以并联一个20 kΩ电阻，OVP电路则需要大约7 kΩ。不过手边没有7 kΩ的电阻，于是装了一个9.1 kΩ的。

结果，电压超过62.7 V时OVP就会动作。我又在9.1 kΩ电阻上并联了一个33 kΩ电阻，动作电压变成了64.32 V。


但我觉得这样还是不够，于是把并联在之前安装的9.1 kΩ电阻上的33 kΩ电阻换成了20 kΩ（总阻值为6.25 kΩ），这样就能把电源输出调到65 V了，不过我不建议这么做。


过程中我虽然一直很小心，但还是不小心用表笔把电源输出端短接到了风扇接口上。好在只弄坏了接口本身。


之前我介绍过转换器和外壳，现在终于到了把它们组装到一起的时候。
1、2. 电源只有两种安装方式：机箱朝向转换器，或者背向转换器。我选了第一种，因为这样机箱还能起到屏蔽作用，散热也会更好。
3、4. 最难的一步是开孔安装交流电源接口。我本想把它竖着装在接线端子的位置，但那样会挡住电源。


额外做好绝缘非常重要。这款电源的问题在于，“热端”部分的元件离电路板边缘很近；如果按我的计划安装电源，这些元件就会紧挨着外壳。
电路板上边缘的情况也差不多。

我用塑料片做了绝缘，这种塑料片常见于各种商品的包装中。


基本上就差不多了，可能还缺个风扇和风扇控制板。不过风扇还在路上，没有风扇的话控制板也派不上用场，改天再说。


通电检查，一切正常 :)
这里我得特别插一句：
当然，所有改装都要由你自行承担风险。另外我把电压提高到了原始值的1.2倍，这实在太高了，我打算把它降到大约60 V（比原始值高10%）。
问题在于，电源通常能轻松承受高出10%的电压，但高出15%就比较吃力了，而高出20%实在太多，最好别冒这个险。


最后说说我的感受吧。我个人很喜欢这款电源，尤其是它体积小、功率大，效率也高，纹波水平可以接受，整体表现也不错。
不太满意的是输出电压的调节范围太小；另外在我看来，变压器的温升也有点高，不过这都算是吹毛求疵了。

如果你觉得价格合适，我推荐购买，不会后悔。要找到更紧凑的成品电源方案可不容易。

我就说到这里，希望这些信息对你有帮助。