В связи с большим распространением различных мобильных устройств, а соответственно блоков питания и внешних аккумуляторов, использующих для соединения стандартный USB разъем, появился целый класс электронных нагрузок предназначенных для их тестирования.
Фактически эти нагрузки имеют очень много общего с обычными, но из-за особенностей применения могут иметь некоторые функции которых нет у обычных, но при этом они могут не уметь то, что умеют их "старшие собратья".
Напоминаю, чтобы быть постоянно в курсе новых тем в блоге, рекомендую подписаться на мой инстаграмм, где я буду выкладывать уведомления о всех новых темах и возможно писать просто о чем-то интересном - ссылка на аккаунт
Также подписаться на обновления и новые статьи можно в телеграм канале - https://t.me/KirichBlog
Чаще всего их применяют для:
1. Тестирования нагрузочной способности блоков питания (зарядных).
2. Оценки емкости внешних аккумуляторов (повербанков)
Объединяет обычные и USB нагрузки то, что у обоих есть силовой узел, состоящий из мощного транзистора, узел контроля тока и конечно радиатор, зачастую с вентилятором. Из-за этого многие критерии выбора USB нагрузки совпадают с таковыми у обычных, сюда входит как ток, так и напряжение, мощность.
Ключевая особенность USB нагрузок собственно и состоит в том, что они имеют "на борту" соответствующие разъемы и это является одним из критериев выбора.
Есть модели где на плате установлены только гнезда, соответственно к ним источники подключаются при помощи стандартных USB кабелей. При этом обычно стоит как минимум два типа разъемов: MicroUSB и USB Type-C, но иногда попадается и "отмирающий" MiniUSB.
Второй тип подключения, это когда на плате находится штекер USB-A, тогда нагрузка может быть подключена непосредственно к блоку питания.
Если вы используете в работе устройства от ZKEtech, то к ним можно докупить USB адаптер. Данный адаптер не блещет разнообразием разъемов, но имеет пару ключевых особенностей:
Четырехпроводное подключение
Возможность измерения тока в режиме мониторинга, т.е. можно следить за током который потребляет другая нагрузка, например смартфон.
Но если вам понравилась какая-то нагрузка, но она не имеет подходящих разъемов, то это не проблема так как существуют специальные платы-адаптеры, они могут использоваться как в цельном виде, так и быть разделенными на составные части для более удобного использования.
Еще один немаловажный фактор, это поддержка электронной нагрузкой возможности управления современными протоколами быстрого заряда, например Quick Charge и Power Delivery. Данная функция встречается довольно редко, особенно Power delivery, но даже для такого случая существуют варианты решения, например использовать один из разъемов для подключения USB тестера или триггера переключения протоколов, причем первый вариант предпочтительнее, хотя и дороже.
Кроме того тестер или триггер протоколов может быть включен и последовательно с входом нагрузки.
И последний решающий фактор выбора - мощность.
Для большинства бытовых применений достаточно 10-35Вт, если нужно устройство позволяющее тестировать любые существующие на текущий момент USB блоки питания, то надо уже 100Вт, данная мощность максимальна для протокола Power Delivery, но если устройство берется "на вырост", тогда лучше смотреть на еще более мощные модели, 150-180Вт и более.
Самым простым, и в какой-то степени самым правильным, вариантом являются резистивная нагрузка. Конечно здесь нельзя плавно регулировать ток, а вся индикация сводится к паре светодиодов, но даже в таком виде их вполне можно использовать как для тестирования USB зарядных, так и для оценки емкости повербанков.
В первом случае можно использовать нагрузку саму по себе, переключая величину тока, во втором скорее всего потребуется USB тестер, ну или по крайней мере секундомер.
Из недостатков - отсутствие стабилизации тока (ток зависит от напряжения), тестируемое напряжение только до 5 вольт (при большем будет перегрев), нет никаких сервисных возможностей.
Преимущества - цена.
Нагрузку можно сделать своими руками из нескольких резисторов, но проще обратить внимание на готовые изделия и ниже показаны два варианта, они отличаются диапазоном и дискретностью установки, первая имеет три ступени 1, 2 и 3А, вторая позволяет выставить от 0.25 до 4А с шагом 0.25А, токи для обоих вариантов указаны для напряжения 5В.
Так как при токе в 4А и напряжении 5В мощность достигает 20Вт, то производитель задумался об охлаждении и выпустил модель с вентилятором, но популярностью они не пользовались, потому как если немного доплатить, можно уже купить электронную.
Части описанных выше недостатков лишена регулируемая USB нагрузка JUWEI , она позволяет плавно изменять ток до 3А и имеет максимальную мощность 15 Вт в диапазоне напряжений от 3.7 до 13В.
Более интересным и функциональным устройством является JUWEI JW-D2LCDS-35W, здесь добавлена удобная регулировка при помощи двух переменных резисторов (грубо и точно), много вариантов разъемов для подключения, дисплей с отображением как тока/напряжения по входу, так и напряжения на линиях данных USB порта, а также подсчет емкости в Ач, но кроме этого мощность составляет уже вполне серьезные 35Вт в диапазоне от 3 до 21В.
По сути она является неким гибридом собственно нагрузки и USB тестера, можно сказать даже по другому, производитель взял электронную нагрузки и прикрутил к ней USB тестер, потому фактически это устройство два в одном.
Очень хорошо на рынке подобных устройств известна фирма Rui Deng, она производит как нагрузки, так и тестеры, преобразователи напряжения, при этом продукция отличается стабильным качеством.
Самыми простыми у неё являются модели LD25 и LD35, они имеют несколько вариантов подключения, простой светодиодный дисплей и переменный резистор для установки тока. На дисплей выводится измеренное значение тока и напряжения, а также рассчитанная потребляемая мощность.
Но если смотреть на продукцию Rui Deng, то есть пара более функциональным моделей, HD25 и HD35, они очень похожи на предыдущие, но дополнительно поддерживают управление протоколами QC2.0 5 В, 9 В, 12 В, 20 в, QC3.0, FCP, AFC9V, а цена не сильно выше.
Отличие между моделями в максимальном токе (4 и 5А), мощности, 25 и 35 ватт соответственно и поддержке управления протоколами быстрого заряда. При одинаковых внешних размерах 35Вт версии могут рассеивать больше мощность, потому как на них установлен более производительный вентилятор.
Разница в цене устройств не сильно большая и HD35 выглядит предпочтительнее.
Не так давно появилась подобная нагрузка, но от другого производителя, суть та же самая что у HD25, HD35.
Еще более интересным решением выглядит USB нагрузка DTU-CCL01, она также имеет несколько вариантов разъемов для подключения, встроенный триггер протоколов и мощность до 35Вт при напряжении до 30В и токе до 3А, но гораздо более информативный экран.
Снизу установлена алюминиевая пластина, она не участвует в охлаждении, но призвана защищать электронные компоненты платы от повреждения.
Поддерживается много протоколов быстрого заряда, да и вообще нагрузка довольно функциональна, имеет возможность измерения сопротивления кабелей, защиту от перегрузки и программную калибровку измерения тока, но установка тока производится как и у более простых, при помощи двух резисторов (грубо/точно).
Иногда в построении различных устройств китайские разработчики немного увлекаются и получаются целые тестовые стенды "все в одном", как пример - Juwei Atorch Q7-T.
Данная модель имеет характеристики сходные с моделями показанными выше, мощность 30Вт при токе до 2.8А и напряжении до 24В, много различных вариантов подключения, установку тока при помощи пары "крутилок".
Устройство "гибридное" и состоит по сути из нескольких модулей, одним из которых является аналог USB тестера UM24C. Об этом говорит меню с большим количеством настроек и высокая точность измерения тока и напряжения. Поддерживается определение различных протоколов быстрого заряда, но управление ими отсутствует.
Зато у данного устройства есть и своя "изюминка", в отличие от предыдущих здесь один из модулей это приемник для работы с беспроводными зарядными устройствами.
Но и это не все, так как за измерение отвечает аналог тестера UM24C, а "на борту" есть еще и Bluetooth, то при установке соответствующей программы данный тестер (нагрузкой это устройство уже сложно назвать) можно контролировать измерения при помощи компьютера или смартфона.
Прибор интересный, имеет неплохую точность измерения, большой функционал, но к сожалению не может управлять функцией быстрого заряда.
Впрочем сейчас эта нагрузка вроде как не производится и ей на смену пришла новинка - UD18L, также есть управление протоколами, подключение к смартфону.
Также появились и другие новинки, 65 ватт но в очень компактном размере - ссылка.
Но вообще с данной нагрузкой есть неудобство, хоть у нее и заявляется PD 60W, но переключать протоколы она не умеет, потому производитель предлагает использовать триггер.
А вот здесь заявляется аж 100 ватт, хотя честно говоря меня терзают сильные сомнения что она долго их выдержит.
Но больше данная нагрузка интересна своими особенностями, изначально она продавалась в комплекте к тестерам CT3 и CT-3A, и в комплекте вы можете наблюдать странный шлейфик.
Сама нагрузка тоже не такая простая как предыдущие, имеется и микроконтроллер.
А вся хитрость заключается в том, что она подключается к USB тестеру, образуя единое устройство.
А вот эта USB нагрузка хоть и выглядит как предыдущие, но в действительности сильно отличается от них функционально. Это устройство от известного производителя ZKEtech, модель EBD-USB+, которое к сожалению уже не производится, но возможно попадется где нибудь на вторичном рынке.
В плане характеристик здесь все те же 35Вт, 4А, 0.4-21В, но внимательный читатель для начала обратит внимание на то, что нижний диапазон напряжений начинается от 0.4В, эта нагрузка питается отдельно (через разъем MicroUSB), потому может не только измерять малые напряжения, а и использоваться для тестирования емкости аккумуляторов.
Еще более внимательные читатели заметят, что у EBD-USB+ нет ни ручек для регулировки тока, ни кнопок для управления режимами, ни даже экрана. Объясняется это очень просто, все управление производится от компьютера при помощи специализированного ПО, причем оно универсально для почти всех устройств (исключение серия EBC-X) и данная особенность является основной "фишкой", так как позволяет иметь гораздо больший функционал.
Здесь, как и у других моделей ZKEtech, можно задавать пороги отключения для тестирования аккумуляторов, имеется автотест для проверки блоков питания, калибровка и конечно возможность строить графики с сохранением их в файл формата csv.
А кроме этого прямо из ПО поддерживается управление протоколами быстрого заряда.
К сожалению выбор разъемов для подключения ограничен только типом USB-A, но при необходимости можно докупить небольшую плату-адаптер и тем самым получить как microUSB, так и более новый USB Type-C.
Показанные ранее нагрузки отличаются функционалом, конструкцией, наличием дисплея, органов регулировки, но их объединяет одно, мощность ограничена на уровне 30-35Вт. Для тех, кому этого мало, производятся и гораздо более мощные USB электронные нагрузки, хотя в данном случае эта функция является скорее вспомогательной.
Как пример, пара относительно недорогих моделей Atorch, они отличаются только размерами радиатора и соответственно максимальной мощностью в 150 и 180Вт соответственно, ссылка на 150 ватт модель.
Обе нагрузки имеют большой экран на который выводятся как измеренные параметры, так и сервисная информация и расчетные данные (мощность, емкость).
Для тестирования USB блоков питания и внешних аккумуляторов есть три вида разъемов - MicroUSB, MiniUSB и USB Type-C, встроенного триггера протоколов нет, но есть USB-A для подключения внешнего триггера. Кроме этого есть отдельные клеммы для подключения к мощным источникам.
Управление классическое, при помощи двух переменных резисторов (грубо/точно) и одной кнопки.
Но конечно показанная нагрузка уже давно устарела, потому если денег не очень много, лучше купить более новый вариант, хотя на текущий момент и он устарел, но здесь хотя бы четырехпроводное подключение, более продвинутое ПО и т.п.
Ну конечно возможность подключения к ПК и построение графиков разряда. Вообще по моему за свои деньги топ.
Как еще один признак принадлежности к более серьезным моделям - четыре режима работы (CC, CV, CR, CP), возможность подключения внешнего датчика температуры и много настроек порогов защиты и автоотключения.
Ну или кому совсем скучно и хочется чего-то... оригинального, то у Atorch есть и такой вариант
Если в планах использовать нагрузку не только для USB устройств и маломощных (до 150 ватт) источников, то подойдет DL24MP или DL24EW, обзор второй у меня есть. У данных нагрузок рассеиваемая мощность распределяется по нескольким транзисторам и имеется балансировка ток. Также к каждой из них можно подключить дополнительные модули.
На самом деле нельзя однозначно сказать что одна USB нагрузка хорошая, а другая плохая, все определяется лишь задачами, которые поставлены перед ней и суммой которую вы готовы потратить.
Например даже самая простая нагрузка с резисторами, в комплекте с USB тестером, позволит протестировать зарядные устройства или повербанки с выходом 5 вольт, тем более что можно использовать несколько штук включив их параллельно.
Более удобны устройства со встроенным индикатором, плавной регулировкой и различными сервисными возможностями, например продукция Rui Deng или DTU-CCL01, но в свете распространения зарядных с функцией Power Delivery они также могут потребовать применения дополнительного триггера протоколов.
Особняком стоит вариант от фирмы ZKEtech - EBD-USB+, при относительно скромных технических характеристиках это устройство имеет очень продвинутое ПО, которое к тому же поддерживает управление несколькими нагрузками одновременно и позволяет собрать даже многоканальный стенд.
Ну а если функция поддержки USB нужна больше как дополнение, то лучше обратить внимание на модели 150/180Вт, которые можно использовать и как полноценные электронные нагрузки.
https://www.kirich.blog/stati/informaciya-dlya-nachinayuschih/1199-kak-vybrat-usb-nagruzku.html
