RK6006H，通用输入电源的可调DCDC转换器。

Riden最近势头正猛，我刚评测完他们的新款RK6012，他们就一口气推出了三款新型号，其中两款已经到我家了，还有一款正在路上。说实话，我完全没想到他们会这么快推出这么多新款转换器。
不过公平地说，我首先希望他们能推出RD6036，另外也很期待他们自己的电子负载。

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在开始正式评测之前，先列出这家公司已测试过的产品。
DPH5005
DPS8005
DPS5020
RD6006
RD6012
RD6018
RD6006P
RD6012P
RD6024
RK6006
RK6006外壳和电源
RD6030
外壳硅胶保护套
RD 25A线缆套装
用于连接RD60xx系列转换器的RS485隔离模块
RD6018P
RD6012H
RK6012
RD6030-max


他们一次寄来了两款型号：6006H和6018。还有一款正在路上，不过现在已经能知道它是什么型号了，因为包装上列出了整个产品系列，而在路上的正好是最后一款。


配件很简单：转换器、接线端子和保险丝。还有带蓝牙的版本，不过我这台不带。



技术参数说明。
型号：RK6006H/RK6006H-BT
输入电压范围：7-70.00V
最大输入电流：8A
输出电压范围：0-60.00V
输出电流范围：0-6.000A
输出功率范围：0-360.0W
输入电压测量分辨率：0.01V
输出电压设定分辨率：0.01V
输出电流设定分辨率：0.001A
输入电压测量精度：±(1%+5位)
输出电压精度：±(0.3%+3位)
输出电流精度：±(0.5%+5位)
典型输出纹波：100mV VPP①
工作温度范围：-10℃~40℃
恒压模式响应时间：2ms（0.1A-5A负载）
恒压模式负载调整率：≤0.5%或≤100mV（取较大值）
恒流模式负载调整率：≤0.5%或≤100mV（取较大值）
容量测量范围：0-9999.99Ah
能量测量范围：0-9999.99Wh
容量和能量统计误差：±2％
升降压模式
过温保护：系统温度>85℃
屏幕亮度设置：0-5（共6档）
屏幕：1.54英寸240*240彩色高清显示屏
散热风扇启动条件：输入电流>5A或输出电流>5A或系统温度>55℃
散热风扇关闭条件：输出电流<4.9A且系统温度<45℃
重量（含包装）：约0.17kg
产品尺寸：79*43*55mm
支持USB通信：是
支持蓝牙通信：仅RK6006H-BT支持
注意：本设备不含温度传感器线缆
①：纹波测量方法：示波器设为X1档、交流耦合、20MHz带宽，在输出端并联一个0.1uF电容进行测量
②例如：输入电压为24V时，最大输出电压为20.8V\

前面板除了标识之外，与之前的版本完全一样。
我很喜欢他们后来改用橡胶按键这件事，因为那些在量产设备中使用薄膜按键的工程师，地狱里专门给他们留了口锅。




布局实在太紧凑了，我真不知道他们是怎么把本质上功率更低的RD6012H塞进这么小的机身里的。顺便说一下，Riden型号中的H表示通用电源，P则表示更高精度和混合电路设计。

他们决定不改变拓扑结构：先是一个升压DCDC，后面接一个可调降压DCDC。 我当然可以说说为什么不用通用型H桥，不过看来这样设计更好。至于Sepic，我就不写了，这类转换器走这条路行不通。
但无论如何，它们的电路设计已经很成熟，何必改动呢。



要查看内部结构，先取下上层电路板。



输入、输出以及中间级的电容都各用了两只330 µF、80 V的电容。



我也很想看看电路板的背面，这里做工很整齐，输入保险丝也装在这里，规格为10 A。
左下方还能看到一个用于降低输出纹波的电感。



升压部分采用了一颗相当有意思的芯片LM5122。我查了查基于这颗芯片生产的产品，得说，即便是小型转换器，价格也轻轻松松要15-20美元，而且还只是个升压器。
简单来说，它是一款高效率、采用同步整流的升压DC-DC转换器。

输出端附近还有第二个保险丝，规格同样是10 A，不过这次装在保险丝座里，这也很合理，毕竟它更容易烧断。



控制模块的布局也没宽松多少，这里有控制器、电源和控制电路，还有USB接口。


1. 微控制器和辅助电源电路
2. UART-USB转换电路。核心是CH340转换器，旁边是X122U31数字隔离芯片。



降压DC-DC的控制板做得实在太紧凑了，真的是能塞的都塞进去了 :)
我猜这里用的是他们经典的TL594。



拆下散热器后，可以看到下面有五只晶体管和一只二极管。所有这些元件上都涂了导热膏，所以它们就是功率级。
电感下面还藏着一只小巧可爱的二极管，按标记来看是20 A、100 V，不过我理解这只是短时电流。也就是说，他们把一颗大芯片塞进了小封装里，当然不可能长时间通过这么大的电流，但短时间内完全没问题。



第一次测试时，我用一台老RD6006P给这台新设备供电，因为它测得更准。
屏幕和6012、6006的几乎一样，不过有个细节：顶部还多了一个电压表，用来显示中间电压，也就是升压级之后、降压级之前的电压，测试时很方便。



菜单前三个页面没什么新东西，顶多是多了一个启用升压级的选项，这也很正常。
第四个页面就有意思多了。首先，这里可以设置欠压保护，这个功能非常实用，尤其是用电池供电时。
不过页面底部还藏着另一个选项：SCP。我还没测试它（等测6018时再试），但很好奇这到底是什么。原来它是Short Circuit Protection，也就是短路保护。
简单来说，通常电源会直接进入CC模式，但有时我们希望电流超过设定值时设备能直接关断。这就是这个功能的作用。而且厂商在某处的说明中提到，该模式使用了一个不依赖软件测量的运放电路。也就是说，这项保护应该响应非常快。

好了，现在又要把示波器之类的拿出来吗？ 说实话，有点懒，不过下篇评测里我会试着测一下响应速度。



接下来就是测试了。

测试一：评估输入电压测量精度。
我在输入电压为10、20、30、40、50、60 V时进行了测试，6006上对应的是VIN这一项。

总体来说精度还可以，有时刚好为零，有时误差约为±0.05 V。这里也可以看看它的耗电量，得说相对来说不算小，不过当时升压功能是开启的。




测试二：空载时的电压设定和测量精度。

按照常见的1-2-5序列，在0.01～61 V范围内进行测试。最后一项我直接设到了最大值，而不是50 V。

在我看来表现相当不错，虽然有一点偏差，但我觉得用普通的廉价万用表根本测不出来：）




测试三：电流设定和测量精度。

同样按照1-2-5序列，在0.001～6 A范围内进行测试。

小电流时精度当然差一些，这也可以理解，不过对于家用级别的转换器来说，我觉得已经很不错了。
我唯一不太满意的，大概是转换器自身的测量精度：1～2 mA时它完全检测不到，5 mA则显示为3 mA，之后情况才逐渐好转。




测试四：输出电压随负载变化的情况。

这项测试也很常规，我分别在3.3、5、12和24 V下进行测试，对比空载和6 A电流时的差值。

总的来说，测得的压降约为40～45 mV。我觉得这是接线端子的原因。RD系列采用了截面积相当大的端子，并且直接连接到功率板上；而这里用的是接线端子排，所以小幅压降会更明显。




测试五：输入与输出之间的最小压差。

这项测试需要关闭内置升压转换器，但实际操作并不简单：要关闭它，必须在菜单中切换模式，然后将转换器彻底重启。



和往常一样，我分别使用两种输入电压（24和48 V），以及两种负载电流（3和6 A）进行测试。

输入为24 V时，测得的最小压差分别为2.45和2.7 V。
输入为48 V时，分别为4.5和4.83 V。

值得一提的是，依然能看到一个典型特点：输入电压越低，压差也越小。




不过，更有意思的是测试开启升压DCDC时转换器的表现。测试做了很多，所以我会省略其中一部分。

厂家在产品说明和预告中都宣称输入电流最高为8 A。实际来说，这意味着要获得满功率，输入电压至少得达到360÷8=45 V。因此我从48 V开始测试，然后逐步降低电压，直到转换器关机。

下面的照片两张一组排列，左边是RK6006H，右边是为它供电的RD6012P。

最终在输入电压为48、46、42、39、36和33 V时，得到了6组结果。
没错，如你所见，我把电压降到了远低于标称的45 V，即使考虑余量也是如此，而输入电流则升到了11 A以上。

强烈不建议这样折腾，尤其是输入端只装了一个10 A保险丝。



输入电压降到33.5～33.8 V时，转换器开始撑不住了，升压部分不断关闭，所以输出电压和功率也跟着波动。
稍微提高一点电压，一切又恢复正常了，



我怀疑这是RD6012P的保护机制在起作用，所以决定换RD6030测试，它肯定不会在这种电流下触发保护。
但最终得到的结果基本相同。此外，我至少遇到过两次过热保护动作，不过这里有个小细节：转换器是屏幕朝上放着的，风扇被挡住了，因此没有得到正常散热。
无论如何，这台转换器还是扛住了我的折腾，甚至还试图反抗：）




不过，更有意思的是，看看转换器在空载时最低能在多低的输入电压下继续工作。
我逐步降低输入电压，结果它在输入电压为1 V时关机，让我大吃一惊。没错，确实如此；把电压升到1.1 V后，它又重新启动了。虽然输入电流相当大，但它确实能正常工作。
输入电压为1.1、1.2、1.5、2、3和5 V时的结果。 输入电压为2 V时，转换器工作得相当正常，至少升压功能确实把输出电压提高到了设定的68 V。

当然，我不建议做这类实验，并强烈建议使用电池供电时设置限值，不过它确实让我吃了一惊。



再做一个小测试，看看输入电压为12 V和24 V时，输出端能提供多大功率。
输入为12 V时，我测得最大负载功率为108 W；输入为24 V时，接近230 W。结果相当不错，不过还是提醒一下，最好不要让它过载。

总的来说，输入端的保护阈值设得有些奇怪。标称电流是8 A，我却能达到12 A；不过在这次测试中，转换器大约在10 A时就关断了。可能这与输入电压有关，也可能取决于负载功率增加得是否平缓。




第六项测试：评估纹波。

以下是在输入48 V、输出12 V时测得的结果，分别为空载以及电流为2、4和6 A的情况。
厂家标称纹波峰峰值不超过100 mV，我测得的结果大约只有40 mV。



这里输入电压同样是48 V，但负载电流始终为6 A，变化的是输出电压：5、25、36和48 V。

纹波幅度明显增大了，不过即使在最差的工况下，也不超过55–60 mV。



低频部分没什么特别值得看的，虽然有时也会有些细节，但这里看到的只是平均而均匀的频谱，所以我也没有疑问。




第七项测试：瞬态响应。

测试上电过程（0–5 V）以及关断过程（5–0、25–0和48–0 V）。

上电时没有任何过冲，关断时也没有，不过可以看出，完全放电所需的时间与初始设定电压有很大关系。
5 V时为0.7秒，25 V时为3.2秒，48 V时为6.5秒。



1、2. 接入/断开负载时的响应。输出设为12 V，始终接有一个30 Ω电阻，并联接入（或断开）一个3.3 Ω电阻，因此这里测试的是电流从0.4 A跃变到4 A，以及从4 A降至0.4 A时的响应。
3、4. 从CV模式切换到CC模式，再切换回来。电压为14 V，负载电流为4.5 A，限流设为3 A。

从CC切换到CV时有轻微过冲，除此之外我没有什么不满意的地方。




第八项测试：测量不同工况下的效率。
我测试了输入电压为36、48和60 V，负载电流为最大值，输出电压为5、12、24、36、48和60 V时的效率。当然，测试时启用了升压模式。




数据实在太多，所以我把它们整理成了一张表。



第九项测试：检查温升情况。

测试时，转换器由RD6012P电源供电，输出端接有电子负载。
电源电压设为48 V，这个电压接近满功率工作所要求的最低值，同时也是品牌电源最常见的电压。



之前摆弄这个转换器时，我还注意到，即使空载，它摸起来也明显发热。不过空载功耗倒不算特别高，大约为1.4–1.7 W。 也许只是我的错觉，也许某个部件在测试后还没来得及冷却，不过保险起见，先看看测试开始时的热成像图。



根据内部温度传感器的读数，运行20分钟后，转换器升温到了72度。之前测试时，风扇基本被堵住了，它的温度超过85度也能正常工作，所以72度可以说绰绰有余。

由于技术原因，我没法靠近晶体管，只能这样测了。
电感温度约为55-60度，发热最严重的是保险丝，约72度；接线端子输入侧附近的某个部件也有约68度。其他地方没有发现明显的高温。



按理接下来应该演示软件，不过说实话，我实在看不出有必要第100次展示同样的截图。据我所知，新版本的区别主要是增加了对新型号转换器的支持，可能还会加入一些针对特定型号的功能。

总结。
我当然没太担心测试会出问题，不过这次Riden确实超出了我的预期。
精度方面我没什么意见，纹波也不错，只有标称值的1/1.5-1/2；最大输入电流也一样，标称是8 A，转换器却能在输入电流达到10-10.5 A时稳定工作，因此输入电压达到36 V时，输出端就能提供满功率。
顺便说一下，这样一来，输入电压范围刚好覆盖10S锂电池的电压，比如某些平衡车上的电池。不过电池快放完电时，最好还是降低功率。
它具备欠压保护功能，还可以设置触发延迟，这确实很实用，能避免误触发。
它还有输出短路保护功能，下次我会测试一下。

总的来说，这款转换器挺有意思。控制方式确实不怎么样，比如从0.01 V的调节步进切换到1 V的步进时，变化相当大。不过这只是习惯问题，而且控制器件的数量也有限。
除此之外，用来做独立可调电源确实很不错，尤其考虑到它的体积。