- Цена: $33.50
Здравствуйте, уважаемые муськовчане! Этот обзор является логическим продолжением моего предыдущего обзора, где я делал лабораторный блок питания на 32В 5А из DPS3005. Опять будем делать лабораторный блок питания, компактный, и, по возможности, бюджетный. На этот раз будем повышать ставки вольты до 50В, и, соответственно, использовать для этого уже модуль DPS5005. Да, эти DPS преобразователи уже неоднократно обозревались, и на муське (начиная ещё с DP50V5A, ну и далее DPS5005 50V/5A (версия c USB/BT), DPS5005 с трансформатором, лабораторный БП на DPS5005, да и в других местах, и, наверное, уже всё что можно, было сказано. Но всё-таки за время эксплуатации я накопил довольно много конструктивных решений по лабораторнику на его основе, которые все вместе ещё не публиковались. И я подумал, что кому-то они будут интересны, и решил поделиться ими с вами. В общем, запасайтесь чаем, печеньками, терпением. Предупреждение: трафик! (будет много текста и фоток). Кого это не пугает — добро пожаловать под кат.
Мне давно понравились эти преобразователи от Ruideng Technologies, еще с их 1й версии DP20V2A. С тех пор я их уже все попробовал, за исключением понижающе-повышающих DPH и новейшего RD6006. И все оставили у меня приятное впечатление, а так же общение с их производителем. Но вернемся к модулю DPS5005. Итак, этот преобразователь, как видно из его названия, может выдавать напряжение 0-50В с точностью 0.01В и ток 0-5.1А с точностью 0.001А. Такие характеристики довольно хороши, чтобы сделать на его основе лабораторный блок питания, при этом компактный, и что не менее важно – довольно бюджетный (некоторые ссылки содержат цены — это либо за которые я покупал, либо которые были на момент написания обзора).
Итак, начнем с преобразователя DPS5005.
Модуль прибыл в такой пенопластовой коробочке.
Сам преобразователь был запакован в такую пластиковую коробочку
с вспененным полиэтиленом внутри:
Простынь с инструкцией уже не вкладывают, а предлагают скачать по ссылке или QR-коду. Что, в общем-то, разумно.
Таких преобразователей существует 3 варианта: без коммуникации – самый дешевый вариант, с коммуникацией через USB модуль – дороже, и преобразователь с коммуникацией с 2 модулями: USB и Bluetooth – самый дорогой. Имейте ввиду, что если вы возьмёте вариант без коммуникации, то потом, если вдруг захочется коммуникацию — то её уже никак не прикрутишь. А вот если взять промежуточный вариант только с USB модулем, то потом к нему можно будет ещё прикупить Bluetooth модуль. Я сразу выбрал по максимуму – с обоими модулями.
Преобразователь представляет собой сэндвич, спаянный из 3х плат, помещенных в пластиковый корпус. Условно их можно разделить на плату индикации, управления и силовую, но это условно. Этот сэндвич защелкивается в корпусе 4 защелками. Т.к. конструкция плотная и компактная, то отщелкнуть защелки не такая простая задача, и нужно соблюдать осторожность, чтобы не выломать ничего. Но если всё делать аккуратно и внимательно – все получится. Итак, небольшое вскрытие. Вид со стороны радиатора:
Справа коммуникационный порт. Подключать разъём к нему весьма неудобно – нужно использовать пинцет или что-то подобное.
Вид сзади со снятым разъёмом:
Силовой транзистор хоть и представлен довольно мощным MOSFET-ом 2SJ652 (P-канал 60В 28А), но меня удивило, что он уступает по мощности IRF5210 (P-канал 100В 40А) MOSFET-у, который используется в менее мощном 160 ваттном модуле DPS3005. К тому же напряжение в 60В, практически не оставляет запаса, хотя сопротивление канала у 2SJ652 почти в 2 раза меньше, чем у IRF5210 (38мОм против 60мОм), так что, наверное, это имеет смысл. А вот сдвоенный, с общим катодом, высоковольтный Trench MOS ограничительный диод Шоттки VF40100C (100В, 20А/на диод), размещенный рядом на том же радиаторе, уже гораздо мощнее используемого на DPS3005 диода RB085T-60:
Вверху слева есть AO4264E (N-канал 60В 13.5А) MOSFET в корпусе SO-8, который отсутствует в DPS3005:
Так же как и на DPS3005, здесь, рядом с силовым разъёмом на плате управления видна микросхема DC/DC конвертера XL7005A с входным напряжением от 5В до 80В и рабочей частотой 150 кГц.
И аналогично DPS3005, здесь слева виднеется Step-Up конвертер SDB628 (2В-24В, 1.2МГц 2А) (обозначен как B6288G) и операционный усилитель LM321MF (обозначен как A63A), а вот N-канальный MOSFET 2N7002, который есть на DPS3005, здесь отсутствует (я так понимаю, вместо него поставили AO4264E).
И диоды Шоттки SS14 (1A 40В) и SS110 (100В 1А).
Выходной электролит 220 мкФ 50В и рядом предохранитель F1 на 20А
Входная цепь представлена двумя электролитами 330 мкФ 63В:
Индикатор 1.44'':
По сравнению с предыдущей версией — DP50V5A – заметны существенные отличия, что указывает на то, что производитель не стоит на месте, а совершенствует свои модули со временем.
Мощность, конечно, несколько не дотягивает, но попробуем решить это охлаждением. К сожалению, обзор на этот БП я нигде не нашел. Конечно, очень хотелось бы увидеть обзор на него от многоуважаемого kirich-а, а пока придется как-то «вывозить» самому.
Внешний вид:
По габаритам и элементной базе очень сильно напоминает БП WX-DC2416 36V 180W, который я использовал в своём предыдущем лабораторнике. Сравнение модулей:
Из явных отличий: загрубили входной фильтр, выкинув все Y-конденсаторы и один X-конденсатор и, соответственно, вывод на заземление – видимо такие БП и так никто не заземлял, так что решили это исключить уже на уровне схемотехники. ШИМ-контроллер вынесли на отдельный субмодуль и залили компаундом, по аналогии с WX-DC2440 24V 300W:
субмодуль отдельно:
Народ подозревает, что там ШИМ-контроллер UC3845.
Межобмоточный конденсатор — правильный Y-конденсатор:
Выпрямительные диоды – 2 сдвоенные сборки диодов Шоттки MBR20200CT:
Входной электролит: 100мкФ х 400В, что для заявленных 200W, думаю, маловато. Выходная цепь: 3 электролита 470мкФ х 63В и дроссель:
Тут производитель не стал экономить по мелочам, ставя 50В конденсаторы, как это часто бывает в 48В БП. Индуктивность дросселя мой транзистор-тестер не определил. Пришлось измерять нормальным LC-метром – индуктивность оказалась 2.3 мкГн – неудивительно, что не определил.
В качестве силового MOSFET-а, как и во всех подобных БП, установлен аналог 20N60C3 – версия в изолированном корпусе – FCPF20N60 (N-канал 600В 20А):
Схему данного БП в интернете найти не удалось.
Этот БП я, предварительно немного погонял на разных режимах и посмотрел осциллограммы.
На холостом ходу потребляет всего 1.82W, но коэф. мощности не очень хороший – всего 0.38:
При токе на нагрузку 1.65A, БП потребляет 88.84W, что даёт КПД ~89% и частота пульсаций уже перешла в килогерцы:
При токе на нагрузку 3.31A — потребляет уже 179.2W, что даёт КПД почти 89% и частота пульсаций повысилась:
Ну и при токе на нагрузку 4.09A потребляет уже 216.8W, что даёт примерно тот же КПД, а частота пульсаций, думаю, превысила возможности осциллографа:
Народ пишет, что у них этот БП и 5A выдавал, да и продавцы часто такую картинку демонстрируют:
Но у меня он уходил в защиту при 4.11A. Значит, будем повышать порог срабатывания. Но сначала, чтобы DPS-ка работала на весь диапазон напряжений, надо напряжение этому БП поднять где-то до 55В. Для этого смотрим обвеску регулируемого стабилитрона TL431, используемого в роли источника опорного напряжения:
Схема этой обвязки будет выглядеть так:
Где Vref = 2.495V – это опорное напряжение у TL431. R1= 100k, R2= (27k·6.8k)/(27k+6.8k) = 5.43k – резисторы делителя, а Vo – напряжение, которое требуется получить на БП. Получаем Vo = 19.41·Vref = 48.43V. Если требуется напряжение 55V, то, если не менять R1, нужно взять R2= 4.75k. Я решил менять в схеме только 1 резистор, а т.к. R2 состоит из 2х параллельных резисторов 27k и 6.8k, то я решил заменить 27k на 16k, что даст R2= 4.77k. Тогда итоговое напряжение будет 54.78V, по факту получилось 54.37V. Если будет возможность, то лучше ставить прецизионные SMD резисторы, маркируемыми 4 цифрами. Далее, будем повышать ток. Вся защита здесь организована тремя 2512 резисторами R13-R15 0.47Ом в параллель в стоке транзистора:
Если хочется ставить резисторы так же более-менее одинакового номинала, то ставьте один 0.39Ом и два по 0.36Ом. Но я опять захотел пойти по пути наименьших изменений и оставил один резистор 0.47Ом, а остальные два заменил на 0.33Ом, что по моим расчётам даст ограничение тока ~5.13А. Попутно заменил входной электролит на 220мкФ х 400В ($1.18):
Конденсаторы оказались довольно неплохими, и это был максимальный размер, который я смог уместить, не выходя за габариты платы:
Этой ёмкости, по большому счету, тоже недостаточно, поэтому посмотрел свои старые компьютерные блоки питания, и нашел там как раз конденсатор таких же габаритов, но заявленный на 270 мкФ (по факту бы как раз 250 было):
но во время демонтажа нечаянно оторвал одну ножку, и хотя я её потом припаял и даже вроде ёмкость нормальную показывало, но ставить его уже нельзя.
Ну и раз уж я пошел улучшать, то решил уже поменять и выходные электролиты на бóльшую ёмкость:
Брал здесь (63v680uf 2pcs, $1.50*2).
Ну и традиционно, по рекомендации Кирича, решил добавить керамику на выходные электролиты. Допаял эти 10 мкФ, ($1.37). Если будите тоже менять выходные электролиты, то ножки им сильно не подрезайте, а немного подогните, т.к. у меня потом керамические конденсаторы не дотягивались и пришлось проволочки допаивать.
Ну и т.к. я планировал размещать вентилятор охлаждения в районе ШИМ и оптопары, то конденсатор C6 не давал мне этого сделать. Пришлось его выпаять.
Народ советует увеличить ему ёмкость. Но т.к. большей ёмкости у меня не нашлось, то пришлось удлинить ему ноги, ну и допаять в параллель керамический конденсатор на 10 мкФ, чтобы повысить ёмкость:
Брал здесь (10uf 100pcs, $1.73).
Оптопара тоже мешает, и пришлось её выпаять, максимально отогнуть ноги вперед, чтобы отодвинуть её саму назад, и впаять обратно. Поскольку теперь она располагается уже не над щелью, то щель удлинил пилкой от лобзика. Конденсатор положил. В общем, получилось как-то так:
Дальше, поскольку нагрузочный резистор R23 на 2.2k все рано сильно грелся, то решил заменить его на 4 одноваттных резистора 10k. Спаянных в параллель штабелем:
Ну и опять хотелось сделать выход с этого БП напрямую. Поскольку выход здесь уже не счетверенный, как в предыдущем 36В БП, а двойной, то вариант с пружинным аудиоразъёмом уже не очень подходил. Так же хотелось, чтобы это был более-менее быстросъёмный разъём, чтобы его можно было достаточно просто снять и при этом не оставалось больших зияющих отверстий. Бродя по просторам интернета, я наткнулся на такой разъём ($1.07), который мне показался подходящим:
Контакты можно развернуть, чтобы они встали ближе друг к другу, а внутренние гайки перенести внутрь корпуса, чтобы к ним и прикручивать данный разъём:
Дальше нужно отпилить от него только 2 клеммы и сравнять все выступы сзади.
Клеммы выходного разъёма решил заменить на 10 амперные HT5.08 2pin с шагом 5.08мм ($1 10pcs), которые выводят провода вверх:
Дальше нужно было придумать разъёмное соединение, чтобы можно было вынимать разъём, не раскручивая корпус. Так что вариант прикручивания к штатным болтам отпадал. Проще всего, конечно, было бы сделать параллельные отводы сверху, но, поскольку разъём разделяемый, то это будет не очень практично. Пришлось придумывать вариант с нижним отводом. Я у себя обнаружил такие латунные ламели, не помню уже откуда:
И решил припаять их снизу разъёма. Они достаточно тонкие, чтобы разъём поднять незначительно. Чтобы контакт с разъёмом был лучше, я в большом отверстии сделал небольшой пропил по ширине нижнего вывода разъёма, и немного скруглил края, чтобы уменьшить вероятность кз:
В качестве контактов решил использовать 4.8мм клеммы, которые припаял к ламелям:
И всё это припаял снизу разъёма (здесь показан немного не тот разъём):
Предполагается, что внешняя клемма будет входить в него так:
Ну и обрезаем всё лишнее и впаиваем этот разъём в плату:
Далее, чтобы контакты были прижаты, я натянул на разъём термоусадку, потом подумал и натянул ещё одну (здесь уже вставлен правильный разъём):
Далее – примерка. Предполагается, что дальше разъём будет вставляться примерно так:
Как видно болт плюсовой клеммы будет упираться в дроссель. Вначале думал этот дроссель просто сдвинуть, но потом подумал, раз уж дроссель всё равно выпаивать, то может увеличить ему индуктивность. Да и провод хотелось потолще – дроссель был намотан проводом диаметром 1мм, а на таком феррите индуктивность больше не получить. И тут мне попалась на глаза половинка от какого-то ферритового колечка – решил намотать на нём, тем более изгиб решает проблему с болтом, и ничего переносить не придется. Чтобы не получить межвитковое – обернул феррит каптоновым скотчем в 1 слой. Провод у меня был 1.2 мм, получилось так:
В итоге, после термоусадки получился такой «червячок»:
У нового дросселя индуктивность оказалась 6.14 мкГн, т.е. повысилась почти в 3 раза. Ну и окончательный вариант стал иметь такой вид:
Здесь видно, что нагрузочный резистор R23 пришлось ещё раз поменять, т.к. даже 4 одноваттных резистора тоже сильно грелись, хотя расчеты показывали, что на них должно было выделяться меньше ватта. В итоге после нескольких экспериментов остановился на варианте из 2х 3W резисторов на 1.5k, спаянных последовательно и поднятых максимально высоко. Резисторы брал здесь ($0.88 10pcs).
Термограмма с тепловизора до перепайки резистора (через час работы)
показывала ~125˚C, что, на мой взгляд, несколько многовато. А вот после перепайки нагрузочного резистора температура упала уже до приемлемых 80˚C:
Также на термограмме мне не понравилась ещё одна горячая точка ~117˚C:
Это резистор R16 на 27 Ом, как я понял – снаббер:
Решил заменить на одноваттные резисторы 2512, но т.к. на 27 Ом такого резистора у меня не нашлось, то заменил на 20 Ом ($1.09 50pcs) и 7.5 Ом($1.11 50pcs), спаянные последовательно. Вначале думал спаять их домиком, но они довольно широкие, и были бы довольно близко к радиатору и могли коротнуть. Пришлось паять их вертикально, параллельно радиатору в одну шеренгу и соединить сверху проволочной перемычкой. И ещё мне не понравился термистор на входе, который разогревался до ~110˚C:
Хотя вроде так и должно быть, я всё же решил заменить его на более мощный NTC 5D-15 ($0.99 10pcs) и поднять повыше, чтобы меньше грел находящийся радом электролит. Дальше, подключил к этому БП модуль DPS и посмотрел на разных режимах мощности термограмму. Поскольку охлаждение было пассивным, то съемку производил в экспресс режиме. Ориентировался на мощность, выдаваемую модулем DPS, а так же через ваттметр смотрел мощность потребления из сети. 152.6W выдаёт, потребляет 173.6W (т.е. на БП+DPS рассеивался 21W):
202.5W выдаёт, потребляет 232.6W:
252.5W выдаёт, потребляет 292.7W:
Результатами тестов остался доволен, и дальше нужно всё это размещать уже в корпусе. Корпус опять распечатал на 3D принтере. За основу взял мой корпус из предыдущего обзора – благо габариты остались практически те же, но внутреннее расположение пришлось немного изменить. Например, 12В блок питания для вентилятора из-за сильно увеличившихся размеров входного электролита уже не помещался на прежнем месте и его пришлось перенести в район выходных клемм. А так же пустое гнездо под USB Bluetooth адаптер давно просилось сделать из него полноценное USB с питанием, и в этот раз я решил заморочиться. Чтобы не догружать итак перегруженный первичный БП, навешиванием на него дополнительной DC/DC понижайки, я тоже решил запитать USB гнездо от отдельного AC-DC модуля. Многие такие USB гнезда запитывают параллельно выходным клеммам от DPS, что, безусловно, даёт некоторое удобство регулирования тока и напряжения на гнезде, но зато есть риск спалить подключенное USB устройство, подав туда большое напряжение. Поэтому я решил не рисковать. В качестве AC-DC адаптера, из-за сильно ограниченного внутреннего объёма я выбрал самый маленький (и, соответственно, маломощный), модуль, который нашел:
который я извлёк из этого USB AC адаптера ($0.60). И то его пришлось ещё обрезать, перепаяв выходные диоды и конденсатор, чтобы поместился:
Место я ему нашел только над трансформатором первичного БП. Хотя с одной стороны этот трансформатор будет его греть, но с другой стороны – он будет попадать под прямой поток от вентилятора, что должно этот нагрев нивелировать. Т.к. выходная мощность этого лабораторника уже больше 250W (что почти в 2 раза больше моего предыдущего), то вентилятор ему потребуется уже мощнее. Но габариты корпуса не позволяют размещать в привычном месте вентилятор больше 40мм. В итоге, я обратил внимание на 40мм вентиляторы для видеокарт. У меня их оказалось 3 типа, примерно одинаковые по мощности, но слегка различающиеся лопастями:
Я выбрал средний, брал здесь ($0.63). Рассматривал ещё такой вариант ($1.6 3pcs), примерно такой же по мощности, но остановился на предыдущем.
Корпус с крышкой распечатал на 3D-принтере: около 17 часов и 150г пластика и готово:
В этот раз решил ацетоновую баню не использовать. Ну и начинаем размещать внутри. Вначале вентилятор и гайки для бокового разъёма (который с первичного БП):
Обычно в БП вентиляторы ставят на вытяжку, но, мне показалось, что в такой конфигурации физичнее будет поставить его на нагнетание воздуха. Далее ставим два AC-DC модуля: для USB и 12V, подключенные через провода МГТФ:
12V модуль брал здесь ($0.72). Комбо разъём IEC320 с кнопкой здесь ($0.95), к которому коммутировался с помощью 4.8 мм клемм ($1.44), спаянных и обтянутых термоусадкой. Ну и под такой разъём нужны соответствующие сетевые провода: 60см ($0.9), или 1.2м ($1.04), или 1.5м ($1.18).
USB гнездо решил делать отключаемым. Проще всего, конечно, отключать 5В – обычно так и поступают, но мне не хотелось, чтобы 5В модуль был постоянно включен, поэтому пошел по сложному пути – отключения 220В. От разъёма IEC320 сделал отвод и в разрыв вставил LP00068955837172 30 шт. G64 7x7x12 мм 6 Pin кнопку с фиксацией. Вообще-то она не предназначена для коммутации 220В, но я рискнул, и пока вроде работает нормально. Ну посмотрим насколько её хватит. Отвод сделал мимо сетевой кнопки, поэтому 5В можно получить, не включая сам лабораторник – достаточно вставить вилку в розетку. Ну и хотелось индикации включения. В качестве индикатора припаял на 5В контакт светодиод последовательно с 1.5k резистором:
Далее разместил 4мм сдвоенный терминал ($0.8) и модули USB и Bluetooth к DPS как и прошлый раз – перпендикулярно друг другу:
В комплекте идет только 1 коммуникационный провод, подразумевая, что одновременно можно подключать только 1 модуль. Обращаю ваше внимание на расцветку этого провода – она совсем не вписывается в привычную логику. Если внимательно посмотреть, то видно, что:
А макетка такая:
Вначале я припаял эту плату к 1й и 16й ножкам микросхемы USB модуля кусками жестких проводов:
Мне показалась эта идея хорошей, но в дальнейшем опыт показал, что не очень – в корпусе на макетку давил DPS и это приводило к отрыву ножек микросхемы. В итоге плату повесил на мягкие гибкие провода. И ещё неплохо было бы видеть индикацию работы. И если на модуль Bluetooth светодиод поставлен, то на USB модуле не поставили ни одного светодиода. Пришлось искать схему подключения CH340G:
Поставил светодиод — D3 последовательно с резистором 1.5к. Раньше я этот светодиод размещал на USB модуле, а потом тянул к нему световод. И если к Bluetooth модулю световод вести близко (и индикацию его работы я опять вывел световодом), то к USB модулю далеко и неудобно. Поэтому в этот раз я светодиод USB модуля решил вынести на проводах к отверстию, а там уже зафиксировать коротким куском световода. Светодиод работает сразу при подключении питания по USB:
Далее размещаем первичный БП:
Ну и, наконец, сам модуль DPS и боковой терминал с первичного БП:
Обратите внимание: в USB модуле пришлось сделать небольшой пропил (обведено красным кружком), чтобы он не срывал SMD-конденсатор C1 с модуля Bluetooth, при таком расположении. Закрываем крышкой – оно же донышко.
Вид сбоку:
Вид сзади:
Мне давно понравились эти преобразователи от Ruideng Technologies, еще с их 1й версии DP20V2A. С тех пор я их уже все попробовал, за исключением понижающе-повышающих DPH и новейшего RD6006. И все оставили у меня приятное впечатление, а так же общение с их производителем. Но вернемся к модулю DPS5005. Итак, этот преобразователь, как видно из его названия, может выдавать напряжение 0-50В с точностью 0.01В и ток 0-5.1А с точностью 0.001А. Такие характеристики довольно хороши, чтобы сделать на его основе лабораторный блок питания, при этом компактный, и что не менее важно – довольно бюджетный (некоторые ссылки содержат цены — это либо за которые я покупал, либо которые были на момент написания обзора).
Итак, начнем с преобразователя DPS5005.
Распаковка:
Модуль прибыл в такой пенопластовой коробочке.
Сам преобразователь был запакован в такую пластиковую коробочку
с вспененным полиэтиленом внутри:
Простынь с инструкцией уже не вкладывают, а предлагают скачать по ссылке или QR-коду. Что, в общем-то, разумно.
Таких преобразователей существует 3 варианта: без коммуникации – самый дешевый вариант, с коммуникацией через USB модуль – дороже, и преобразователь с коммуникацией с 2 модулями: USB и Bluetooth – самый дорогой. Имейте ввиду, что если вы возьмёте вариант без коммуникации, то потом, если вдруг захочется коммуникацию — то её уже никак не прикрутишь. А вот если взять промежуточный вариант только с USB модулем, то потом к нему можно будет ещё прикупить Bluetooth модуль. Я сразу выбрал по максимуму – с обоими модулями.
Преобразователь представляет собой сэндвич, спаянный из 3х плат, помещенных в пластиковый корпус. Условно их можно разделить на плату индикации, управления и силовую, но это условно. Этот сэндвич защелкивается в корпусе 4 защелками. Т.к. конструкция плотная и компактная, то отщелкнуть защелки не такая простая задача, и нужно соблюдать осторожность, чтобы не выломать ничего. Но если всё делать аккуратно и внимательно – все получится. Итак, небольшое вскрытие. Вид со стороны радиатора:
Справа коммуникационный порт. Подключать разъём к нему весьма неудобно – нужно использовать пинцет или что-то подобное.
Вид сзади со снятым разъёмом:
Силовой транзистор хоть и представлен довольно мощным MOSFET-ом 2SJ652 (P-канал 60В 28А), но меня удивило, что он уступает по мощности IRF5210 (P-канал 100В 40А) MOSFET-у, который используется в менее мощном 160 ваттном модуле DPS3005. К тому же напряжение в 60В, практически не оставляет запаса, хотя сопротивление канала у 2SJ652 почти в 2 раза меньше, чем у IRF5210 (38мОм против 60мОм), так что, наверное, это имеет смысл. А вот сдвоенный, с общим катодом, высоковольтный Trench MOS ограничительный диод Шоттки VF40100C (100В, 20А/на диод), размещенный рядом на том же радиаторе, уже гораздо мощнее используемого на DPS3005 диода RB085T-60:
Вверху слева есть AO4264E (N-канал 60В 13.5А) MOSFET в корпусе SO-8, который отсутствует в DPS3005:
Так же как и на DPS3005, здесь, рядом с силовым разъёмом на плате управления видна микросхема DC/DC конвертера XL7005A с входным напряжением от 5В до 80В и рабочей частотой 150 кГц.
И аналогично DPS3005, здесь слева виднеется Step-Up конвертер SDB628 (2В-24В, 1.2МГц 2А) (обозначен как B6288G) и операционный усилитель LM321MF (обозначен как A63A), а вот N-канальный MOSFET 2N7002, который есть на DPS3005, здесь отсутствует (я так понимаю, вместо него поставили AO4264E).
И диоды Шоттки SS14 (1A 40В) и SS110 (100В 1А).
Выходной электролит 220 мкФ 50В и рядом предохранитель F1 на 20А
Входная цепь представлена двумя электролитами 330 мкФ 63В:
Индикатор 1.44'':
По сравнению с предыдущей версией — DP50V5A – заметны существенные отличия, что указывает на то, что производитель не стоит на месте, а совершенствует свои модули со временем.
Выбор и доработка первичного БП.
Для изготовления лабораторника в качестве первичного БП раньше использовал 48В этот, но потом подумал, что он избыточен по мощности, цене и габаритам и думал уже делать 48В из пары «народных» БП 24В, соединенных последовательно, но тут китайцы вовремя подсуетились и заделали БП на 48В AC/DC 48В 4A (WX-DC4816 DC48V-4)(был за $11.36). Альтернативные ссылка1(был за $11.66), ссылка2, ссылка3, ссылка4.Мощность, конечно, несколько не дотягивает, но попробуем решить это охлаждением. К сожалению, обзор на этот БП я нигде не нашел. Конечно, очень хотелось бы увидеть обзор на него от многоуважаемого kirich-а, а пока придется как-то «вывозить» самому.
Внешний вид:
По габаритам и элементной базе очень сильно напоминает БП WX-DC2416 36V 180W, который я использовал в своём предыдущем лабораторнике. Сравнение модулей:
Из явных отличий: загрубили входной фильтр, выкинув все Y-конденсаторы и один X-конденсатор и, соответственно, вывод на заземление – видимо такие БП и так никто не заземлял, так что решили это исключить уже на уровне схемотехники. ШИМ-контроллер вынесли на отдельный субмодуль и залили компаундом, по аналогии с WX-DC2440 24V 300W:
субмодуль отдельно:
Народ подозревает, что там ШИМ-контроллер UC3845.
Межобмоточный конденсатор — правильный Y-конденсатор:
Выпрямительные диоды – 2 сдвоенные сборки диодов Шоттки MBR20200CT:
Входной электролит: 100мкФ х 400В, что для заявленных 200W, думаю, маловато. Выходная цепь: 3 электролита 470мкФ х 63В и дроссель:
Тут производитель не стал экономить по мелочам, ставя 50В конденсаторы, как это часто бывает в 48В БП. Индуктивность дросселя мой транзистор-тестер не определил. Пришлось измерять нормальным LC-метром – индуктивность оказалась 2.3 мкГн – неудивительно, что не определил.
В качестве силового MOSFET-а, как и во всех подобных БП, установлен аналог 20N60C3 – версия в изолированном корпусе – FCPF20N60 (N-канал 600В 20А):
Схему данного БП в интернете найти не удалось.
Этот БП я, предварительно немного погонял на разных режимах и посмотрел осциллограммы.
На холостом ходу потребляет всего 1.82W, но коэф. мощности не очень хороший – всего 0.38:
При токе на нагрузку 1.65A, БП потребляет 88.84W, что даёт КПД ~89% и частота пульсаций уже перешла в килогерцы:
При токе на нагрузку 3.31A — потребляет уже 179.2W, что даёт КПД почти 89% и частота пульсаций повысилась:
Ну и при токе на нагрузку 4.09A потребляет уже 216.8W, что даёт примерно тот же КПД, а частота пульсаций, думаю, превысила возможности осциллографа:
Народ пишет, что у них этот БП и 5A выдавал, да и продавцы часто такую картинку демонстрируют:
Но у меня он уходил в защиту при 4.11A. Значит, будем повышать порог срабатывания. Но сначала, чтобы DPS-ка работала на весь диапазон напряжений, надо напряжение этому БП поднять где-то до 55В. Для этого смотрим обвеску регулируемого стабилитрона TL431, используемого в роли источника опорного напряжения:
Схема этой обвязки будет выглядеть так:
Где Vref = 2.495V – это опорное напряжение у TL431. R1= 100k, R2= (27k·6.8k)/(27k+6.8k) = 5.43k – резисторы делителя, а Vo – напряжение, которое требуется получить на БП. Получаем Vo = 19.41·Vref = 48.43V. Если требуется напряжение 55V, то, если не менять R1, нужно взять R2= 4.75k. Я решил менять в схеме только 1 резистор, а т.к. R2 состоит из 2х параллельных резисторов 27k и 6.8k, то я решил заменить 27k на 16k, что даст R2= 4.77k. Тогда итоговое напряжение будет 54.78V, по факту получилось 54.37V. Если будет возможность, то лучше ставить прецизионные SMD резисторы, маркируемыми 4 цифрами. Далее, будем повышать ток. Вся защита здесь организована тремя 2512 резисторами R13-R15 0.47Ом в параллель в стоке транзистора:
Если хочется ставить резисторы так же более-менее одинакового номинала, то ставьте один 0.39Ом и два по 0.36Ом. Но я опять захотел пойти по пути наименьших изменений и оставил один резистор 0.47Ом, а остальные два заменил на 0.33Ом, что по моим расчётам даст ограничение тока ~5.13А. Попутно заменил входной электролит на 220мкФ х 400В ($1.18):
Конденсаторы оказались довольно неплохими, и это был максимальный размер, который я смог уместить, не выходя за габариты платы:
Этой ёмкости, по большому счету, тоже недостаточно, поэтому посмотрел свои старые компьютерные блоки питания, и нашел там как раз конденсатор таких же габаритов, но заявленный на 270 мкФ (по факту бы как раз 250 было):
но во время демонтажа нечаянно оторвал одну ножку, и хотя я её потом припаял и даже вроде ёмкость нормальную показывало, но ставить его уже нельзя.
Ну и раз уж я пошел улучшать, то решил уже поменять и выходные электролиты на бóльшую ёмкость:
Брал здесь (63v680uf 2pcs, $1.50*2).
Ну и традиционно, по рекомендации Кирича, решил добавить керамику на выходные электролиты. Допаял эти 10 мкФ, ($1.37). Если будите тоже менять выходные электролиты, то ножки им сильно не подрезайте, а немного подогните, т.к. у меня потом керамические конденсаторы не дотягивались и пришлось проволочки допаивать.
Ну и т.к. я планировал размещать вентилятор охлаждения в районе ШИМ и оптопары, то конденсатор C6 не давал мне этого сделать. Пришлось его выпаять.
Народ советует увеличить ему ёмкость. Но т.к. большей ёмкости у меня не нашлось, то пришлось удлинить ему ноги, ну и допаять в параллель керамический конденсатор на 10 мкФ, чтобы повысить ёмкость:
Брал здесь (10uf 100pcs, $1.73).
Оптопара тоже мешает, и пришлось её выпаять, максимально отогнуть ноги вперед, чтобы отодвинуть её саму назад, и впаять обратно. Поскольку теперь она располагается уже не над щелью, то щель удлинил пилкой от лобзика. Конденсатор положил. В общем, получилось как-то так:
Дальше, поскольку нагрузочный резистор R23 на 2.2k все рано сильно грелся, то решил заменить его на 4 одноваттных резистора 10k. Спаянных в параллель штабелем:
Ну и опять хотелось сделать выход с этого БП напрямую. Поскольку выход здесь уже не счетверенный, как в предыдущем 36В БП, а двойной, то вариант с пружинным аудиоразъёмом уже не очень подходил. Так же хотелось, чтобы это был более-менее быстросъёмный разъём, чтобы его можно было достаточно просто снять и при этом не оставалось больших зияющих отверстий. Бродя по просторам интернета, я наткнулся на такой разъём ($1.07), который мне показался подходящим:
Контакты можно развернуть, чтобы они встали ближе друг к другу, а внутренние гайки перенести внутрь корпуса, чтобы к ним и прикручивать данный разъём:
Дальше нужно отпилить от него только 2 клеммы и сравнять все выступы сзади.
Клеммы выходного разъёма решил заменить на 10 амперные HT5.08 2pin с шагом 5.08мм ($1 10pcs), которые выводят провода вверх:
Дальше нужно было придумать разъёмное соединение, чтобы можно было вынимать разъём, не раскручивая корпус. Так что вариант прикручивания к штатным болтам отпадал. Проще всего, конечно, было бы сделать параллельные отводы сверху, но, поскольку разъём разделяемый, то это будет не очень практично. Пришлось придумывать вариант с нижним отводом. Я у себя обнаружил такие латунные ламели, не помню уже откуда:
И решил припаять их снизу разъёма. Они достаточно тонкие, чтобы разъём поднять незначительно. Чтобы контакт с разъёмом был лучше, я в большом отверстии сделал небольшой пропил по ширине нижнего вывода разъёма, и немного скруглил края, чтобы уменьшить вероятность кз:
В качестве контактов решил использовать 4.8мм клеммы, которые припаял к ламелям:
И всё это припаял снизу разъёма (здесь показан немного не тот разъём):
Предполагается, что внешняя клемма будет входить в него так:
Ну и обрезаем всё лишнее и впаиваем этот разъём в плату:
Далее, чтобы контакты были прижаты, я натянул на разъём термоусадку, потом подумал и натянул ещё одну (здесь уже вставлен правильный разъём):
Далее – примерка. Предполагается, что дальше разъём будет вставляться примерно так:
Как видно болт плюсовой клеммы будет упираться в дроссель. Вначале думал этот дроссель просто сдвинуть, но потом подумал, раз уж дроссель всё равно выпаивать, то может увеличить ему индуктивность. Да и провод хотелось потолще – дроссель был намотан проводом диаметром 1мм, а на таком феррите индуктивность больше не получить. И тут мне попалась на глаза половинка от какого-то ферритового колечка – решил намотать на нём, тем более изгиб решает проблему с болтом, и ничего переносить не придется. Чтобы не получить межвитковое – обернул феррит каптоновым скотчем в 1 слой. Провод у меня был 1.2 мм, получилось так:
В итоге, после термоусадки получился такой «червячок»:
У нового дросселя индуктивность оказалась 6.14 мкГн, т.е. повысилась почти в 3 раза. Ну и окончательный вариант стал иметь такой вид:
Здесь видно, что нагрузочный резистор R23 пришлось ещё раз поменять, т.к. даже 4 одноваттных резистора тоже сильно грелись, хотя расчеты показывали, что на них должно было выделяться меньше ватта. В итоге после нескольких экспериментов остановился на варианте из 2х 3W резисторов на 1.5k, спаянных последовательно и поднятых максимально высоко. Резисторы брал здесь ($0.88 10pcs).
Термограмма с тепловизора до перепайки резистора (через час работы)
показывала ~125˚C, что, на мой взгляд, несколько многовато. А вот после перепайки нагрузочного резистора температура упала уже до приемлемых 80˚C:
Также на термограмме мне не понравилась ещё одна горячая точка ~117˚C:
Это резистор R16 на 27 Ом, как я понял – снаббер:
Решил заменить на одноваттные резисторы 2512, но т.к. на 27 Ом такого резистора у меня не нашлось, то заменил на 20 Ом ($1.09 50pcs) и 7.5 Ом($1.11 50pcs), спаянные последовательно. Вначале думал спаять их домиком, но они довольно широкие, и были бы довольно близко к радиатору и могли коротнуть. Пришлось паять их вертикально, параллельно радиатору в одну шеренгу и соединить сверху проволочной перемычкой. И ещё мне не понравился термистор на входе, который разогревался до ~110˚C:
Хотя вроде так и должно быть, я всё же решил заменить его на более мощный NTC 5D-15 ($0.99 10pcs) и поднять повыше, чтобы меньше грел находящийся радом электролит. Дальше, подключил к этому БП модуль DPS и посмотрел на разных режимах мощности термограмму. Поскольку охлаждение было пассивным, то съемку производил в экспресс режиме. Ориентировался на мощность, выдаваемую модулем DPS, а так же через ваттметр смотрел мощность потребления из сети. 152.6W выдаёт, потребляет 173.6W (т.е. на БП+DPS рассеивался 21W):
202.5W выдаёт, потребляет 232.6W:
252.5W выдаёт, потребляет 292.7W:
Результатами тестов остался доволен, и дальше нужно всё это размещать уже в корпусе. Корпус опять распечатал на 3D принтере. За основу взял мой корпус из предыдущего обзора – благо габариты остались практически те же, но внутреннее расположение пришлось немного изменить. Например, 12В блок питания для вентилятора из-за сильно увеличившихся размеров входного электролита уже не помещался на прежнем месте и его пришлось перенести в район выходных клемм. А так же пустое гнездо под USB Bluetooth адаптер давно просилось сделать из него полноценное USB с питанием, и в этот раз я решил заморочиться. Чтобы не догружать итак перегруженный первичный БП, навешиванием на него дополнительной DC/DC понижайки, я тоже решил запитать USB гнездо от отдельного AC-DC модуля. Многие такие USB гнезда запитывают параллельно выходным клеммам от DPS, что, безусловно, даёт некоторое удобство регулирования тока и напряжения на гнезде, но зато есть риск спалить подключенное USB устройство, подав туда большое напряжение. Поэтому я решил не рисковать. В качестве AC-DC адаптера, из-за сильно ограниченного внутреннего объёма я выбрал самый маленький (и, соответственно, маломощный), модуль, который нашел:
который я извлёк из этого USB AC адаптера ($0.60). И то его пришлось ещё обрезать, перепаяв выходные диоды и конденсатор, чтобы поместился:
Место я ему нашел только над трансформатором первичного БП. Хотя с одной стороны этот трансформатор будет его греть, но с другой стороны – он будет попадать под прямой поток от вентилятора, что должно этот нагрев нивелировать. Т.к. выходная мощность этого лабораторника уже больше 250W (что почти в 2 раза больше моего предыдущего), то вентилятор ему потребуется уже мощнее. Но габариты корпуса не позволяют размещать в привычном месте вентилятор больше 40мм. В итоге, я обратил внимание на 40мм вентиляторы для видеокарт. У меня их оказалось 3 типа, примерно одинаковые по мощности, но слегка различающиеся лопастями:
Я выбрал средний, брал здесь ($0.63). Рассматривал ещё такой вариант ($1.6 3pcs), примерно такой же по мощности, но остановился на предыдущем.
Корпус с крышкой распечатал на 3D-принтере: около 17 часов и 150г пластика и готово:
В этот раз решил ацетоновую баню не использовать. Ну и начинаем размещать внутри. Вначале вентилятор и гайки для бокового разъёма (который с первичного БП):
Обычно в БП вентиляторы ставят на вытяжку, но, мне показалось, что в такой конфигурации физичнее будет поставить его на нагнетание воздуха. Далее ставим два AC-DC модуля: для USB и 12V, подключенные через провода МГТФ:
12V модуль брал здесь ($0.72). Комбо разъём IEC320 с кнопкой здесь ($0.95), к которому коммутировался с помощью 4.8 мм клемм ($1.44), спаянных и обтянутых термоусадкой. Ну и под такой разъём нужны соответствующие сетевые провода: 60см ($0.9), или 1.2м ($1.04), или 1.5м ($1.18).
USB гнездо решил делать отключаемым. Проще всего, конечно, отключать 5В – обычно так и поступают, но мне не хотелось, чтобы 5В модуль был постоянно включен, поэтому пошел по сложному пути – отключения 220В. От разъёма IEC320 сделал отвод и в разрыв вставил LP00068955837172 30 шт. G64 7x7x12 мм 6 Pin кнопку с фиксацией. Вообще-то она не предназначена для коммутации 220В, но я рискнул, и пока вроде работает нормально. Ну посмотрим насколько её хватит. Отвод сделал мимо сетевой кнопки, поэтому 5В можно получить, не включая сам лабораторник – достаточно вставить вилку в розетку. Ну и хотелось индикации включения. В качестве индикатора припаял на 5В контакт светодиод последовательно с 1.5k резистором:
Далее разместил 4мм сдвоенный терминал ($0.8) и модули USB и Bluetooth к DPS как и прошлый раз – перпендикулярно друг другу:
В комплекте идет только 1 коммуникационный провод, подразумевая, что одновременно можно подключать только 1 модуль. Обращаю ваше внимание на расцветку этого провода – она совсем не вписывается в привычную логику. Если внимательно посмотреть, то видно, что:
- Ground – красный
- Rx – черный
- Tx – желтый
- Vcc(3.3V) – зеленый
- Ground – зеленый
- Rx – желтый
- Tx – черный
- Vcc(3.3V) – красный
- Ground – черный
- Rx – зеленый
- Tx – желтый
- Vcc(3.3V) – красный
А макетка такая:
Вначале я припаял эту плату к 1й и 16й ножкам микросхемы USB модуля кусками жестких проводов:
Мне показалась эта идея хорошей, но в дальнейшем опыт показал, что не очень – в корпусе на макетку давил DPS и это приводило к отрыву ножек микросхемы. В итоге плату повесил на мягкие гибкие провода. И ещё неплохо было бы видеть индикацию работы. И если на модуль Bluetooth светодиод поставлен, то на USB модуле не поставили ни одного светодиода. Пришлось искать схему подключения CH340G:
Поставил светодиод — D3 последовательно с резистором 1.5к. Раньше я этот светодиод размещал на USB модуле, а потом тянул к нему световод. И если к Bluetooth модулю световод вести близко (и индикацию его работы я опять вывел световодом), то к USB модулю далеко и неудобно. Поэтому в этот раз я светодиод USB модуля решил вынести на проводах к отверстию, а там уже зафиксировать коротким куском световода. Светодиод работает сразу при подключении питания по USB:
Далее размещаем первичный БП:
Ну и, наконец, сам модуль DPS и боковой терминал с первичного БП:
Обратите внимание: в USB модуле пришлось сделать небольшой пропил (обведено красным кружком), чтобы он не срывал SMD-конденсатор C1 с модуля Bluetooth, при таком расположении. Закрываем крышкой – оно же донышко.
Вид сбоку:
Вид сзади:
Работа и тестирование лабораторника.
Как работать через коммуникационные порты уже много было описано ранее у аналогичных DPS (например, lexus---08 сделал подробное описание), да и в моём предыдущем обзоре тоже было. С тех пор мало что изменилось. Так что особо подробно я описывать не буду, но всё же необходимый минимум несколькими штрихами опишу.
Вначале нужно скачать их программу отсюда или отсюда. На данный момент файл DPS5005 file (2017.07.03).zip. Распаковать, запустить и установить.
Возможно, ещё понадобятся драйвера CH341SER. Продавец рекомендует, прежде чем заказывать блок с коммуникацией, вначале скачать и протестировать эту прогу на предмет нормально ли она запустится на вашем компе. Проге требуется операционная система Windows 7 или выше.
При работе через USB-модуль, при подключении через micro-USB кабель к компу, в системе устанавливается виртуальный COM-порт, его и нужно указать в проге и нажать Connect.
Для работы через Bluetooth, действий нужно несколько больше. Во-первых, нужно наличие самого Bluetooth на компе. А поскольку не все компьютеры им оснащены, то я прикупил себе Bluetooth 4.0. USB адаптер ($1.49). LMP version 6 (Link Manager Protocol) показала, что это действительно Bluetooth 4.0:
После включения Bluetooth, при поиске блютуза вы должны обнаружить Bluetooth-устройство, содержащее что-то типа DPS в своем имени.
Потом нужно ввести код для сопряжения устройств.
По умолчанию – это 1234.
После чего в систему устанавливаются 2 виртуальных COM-порта: Исходящий и Входящий. И устройство перейдет в статус Сопряжено. В проге DPS5005 PC Software V1.3 нужно выбрать Исходящий COM-порт, как правило, верхний. Если порт выбран правильно, то в окошке Управление устройствами Bluetooth пойдет прогрессбар:
и устройство перейдет в статус Подключено:
После этого нажать Connect. Светодиод Bluetooth-модуля перестанет моргать, а станет гореть постоянно.
Важно! Т.к., после установления связи преобразователя с компом, клавиатура управления на самом DPS5005 блокируется, то перед закрытием программы, обязательно необходимо нажать кнопку Disconnect, иначе преобразователь останется в заблокированном состоянии, которое нельзя снять без повторного подключения программы либо перезагрузки преобразователя.
К сожалению, поскольку здесь версия софта 1.3, то в отличии от того же DPS8005, эта версия не поддерживает экспорт данных в Excel:
Зато экспорт поддерживает мобильное приложение. Так что теперь несколько слов об управлении через мобильное приложение. Оно поддерживает Bluetooth связь андроид-устройств (требуется Android 5.0 и выше) с такими преобразователями (естественно, только communication version). В файле DPS5005 file (2017.07.03).zip уже содержатся файлы мобильного приложения. Первая версия: DPS_V1.0,0_Android APP .apk, и более свежая версия: DPS(H) Series Android APP _V1.0.3_jiagu_at34-07.18.apk. Конечно, предпочтительнее использовать более свежую версию. Также, скачать её можно отсюда: https://www.mediafire.com/folder/i5iu0dw7rrwpx/DPS_power_supply_APP. Файл DPS(H)Series Android APP _V1.0.3_jiagu_at34-07.18.apk, или сделать поиск DPS(H) на Google play.
Запускаем, оно попросит следующие разрешения:
После его установки:
Появится значок: 
При запуске появится картинка:
Далее будет такой интерфейс:
Информация о версии:
Насколько я понял, это приложение подходит и для DPS и для DPH.
При запуске оно попросит включить Bluetooth, если не включен, и не запустится, если отклонить:
Итак, включив наш лабораторник, выбираем Bluetooth-устройство на смартфоне/планшете. Очевидно, что нас интересует RuiDengDPS. Вводим код 1234:
Нам сообщают, что установилась связь с RuiDengDPS, и даже с каким конкретно DPS – с DPS5005. Он же начинает высвечиваться в верхнем левом углу:
Светодиод Bluetooth-модуля перестаёт моргать, и начинает гореть постоянно. И теперь у нас появился сверху график, а кнопка снизу стала красной. Жмём на красную кнопку.
В этом приложении, так же как и в компьютерном, клавиатура будет всегда заблокирована и отключить блокировку нельзя. Подключение и работа в этом приложении, в общем-то, интуитивно понятна. Если захочется больших подробностей, то можете посмотреть мой предыдущий обзор, т.к. работа в приложении практически ничем не отличается, то я здесь подробностей уже дублировать не буду.
Пока тестировал этот лабораторник, душа у меня была неспокойна – всё переживал, что первичный БП, рассчитанный максимум на 200W (китайских ватт!!!), у меня выдаёт больше 250W, а потребляет и того все 300. В общем, решил я снизить этот когнитивный диссонанс, подобрав, похожий БП, но помощнее. Ближайший, по похожести оказался WX-DC2425, как раз на 250W. Но модели представлены только на 24В и на 36В. На 48В, к сожалению, найти не удалось. Ну что ж, пришлось брать ближайший на 36В ($13.41) и пытаться получить с него 55В. Могу сказать, что переделка прошла успешно, но пока я заказывал, ждал, переделывал, я всё это время гонял свой получившийся лабораторник на максимальной мощности. В общем, больше месяца он у меня проработал на максималках, и перенёс это более чем достойно. Даже температурные измерения не выявили нигде критических показателей. Единственный дискомфорт, который у меня вызвала его эксплуатация — это довольно много шума от вентилятора на частоте ~1кГц. Видимо из-за плотного прилегания, корпус выступает как своеобразный резонатор. Но это, пожалуй, единственный недостаток, больше ни к чему нареканий нет. Так что переделка лабораторника под более мощный первичный БП уже не имела особого смысла, но раз уж я эту работу проделал, то помещу её под спойлер, чтобы не так утомлять. А то и так много инфы свалилось на тех, кто досюда дочитал.
переделка 250W БП (инфа для истинных маньяков).
По сравнению с аналогичным 36V, но менее мощным БП WX-DC2416, этот на 1см длиннее, ширина такая же:
Трансформатор оказался неожиданно низким — всего 21мм, а у WX-DC2416 – высота транса была 33мм:
Электронные компоненты практически такие же, как и у WX-DC2416: диодный мост GBU608 (6.0A 800V):
силовой MOSFET 20N60C3:
Диодные сборки — 2шт. MBR20200CT:
выходные электролиты — такие же 470 мкФ 50В, но 4шт. Нагрузочный резистор более правильный – 2.2k (на WX-DC2416 стоял 1k и дико грелся):
Входной электролит всего 120 мкФ 400В, что для заявленных 250W, думаю, маловато. Флюс практически не отмыт:
На холостую потребляет где-то 1.2W. Нагрузку в 7А держит, и даже 9А кратковременно давал.
Для повышения выдаваемого напряжения нужно модифицировать делитель напряжения для TL431:
или более детально:
Принципиальная схема:
Где Vref = 2.495V – это опорное напряжение у TL431. R1= 20k, R2= 1100+390 = 1.49k – резисторы делителя, а Vo – напряжение, которое требуется получить на БП. Получаем Vo = 14.42·Vref = 35.99V. Если требуется напряжение 55V, то, если не менять R1, нужно взять R2= 950 Ом. Я решил менять в схеме только 1 резистор, а т.к. R2 состоит из 2х последовательно соединённых резисторов 1100 и 390, то я решил заменить 1100 Ом на 560 Ом, что даст как раз R2= 950 Ом. По факту, напряжение получилось 54.9V, правда, возник один нюанс, о котором скажу ниже. Я подумал, что повышение напряжения почти на 20V трансформатор может не потянуть и решил домотать ему пару витков во вторичную обмотку. Выпаял трансформатор и попытался его разобрать. Я понял, что он хорошо проклеен и без разрушения магнитопровода его разобрать не получится. По большому счёту, его в таких случаях варят часов 5-6 в кипятке, и тогда вроде удаётся его разобрать, но тогда пришлось бы перематывать все обмотки, т.к. они придут в негодность. Решил опять поступить по наименьшему изменению. Вторичная обмотка намотана здесь 4 проводами 0.5мм, и я решил поступить так же. Взял 4 провода по 0.5мм длинной 25см, выровнял и расположил их параллельно друг другу на каптоновом скотче. И сверху им же обернул в один слой – получилась узкая 4 проводная жила. Дальше я протиснул её между магнитопроводом и обмоткой трансформатора по направлению намотки вторичной обмотки – получилось сделать 2 витка:
Спаиваю её с верхним выводом вторичной обмотки, предварительно надев термоусадку:
Затягиваю термоусадку, обрезаю лишнее и залуживаю:
Впаиваю трансформатор назад в плату:
Ну т.к. напряжение будет превышать 50V, то выходные электролиты заменил на 470 мкФ 63V ($0.91 6pcs) (заодно и нагрузочный резистор поменял на 2.4k):
Характеристики их оказались довольно неплохие, практически соответствовали заявленным. Измерил на двух транзистор-тестерах:
Ну и входной электролит тоже заменил на 220мкФ х 400В ($1.18).
Т.к. мой осциллограф ограничен 50V на входе, то чтобы посмотреть осциллограмму и не спалить его, я вначале закоротил только резистор 390 Ом делителя напряжения у TL431, т.е. R2 стал равным 1.1k, что дало напряжение ~48V. Осциллограмма на холостом ходу:
Осциллограмма при нагрузке в 1.58А, потребляет при этом 87W (т.е. кпд ~87%):
Осциллограмма при нагрузке в 6.1А, потребляет при этом 336W (т.е. кпд ~87%):
В общем, думаю, шумы приемлемые. И это я ещё керамику на выходные электролиты не вешал.
Ну а теперь анонсированный нюанс: когда я перепаял делитель на напряжение 55V (т.е. R2= 950 Ом), то БП при включении стал уходить в непрерывный перезапуск. Причем перезапуск был даже когда я делал R2= 1k. Начал разбираться – оказалось слишком большое напряжение ШИМ, после всех моих переделок. Пришлось понижать его путем впаивания резистора 9.1 Ом последовательно в разрыв в цепь отвода питания от трансформатора. Более красиво было бы поднять ножку трансформатора и припаять её через резистор, но для этого пришлось бы опять выпаивать весь трансформатор. Так что было решено перерезать дорожку и напаять резистор сверху:
После этого БП начал стабильно запускаться и работать. Но как я уже сказал, переделка данного БП на 55V оказалась невостребованной. Но если у кого-то есть сильный интерес сделать лабораторник из этого БП – пишите.
Трансформатор оказался неожиданно низким — всего 21мм, а у WX-DC2416 – высота транса была 33мм:
Электронные компоненты практически такие же, как и у WX-DC2416: диодный мост GBU608 (6.0A 800V):
силовой MOSFET 20N60C3:
Диодные сборки — 2шт. MBR20200CT:
выходные электролиты — такие же 470 мкФ 50В, но 4шт. Нагрузочный резистор более правильный – 2.2k (на WX-DC2416 стоял 1k и дико грелся):
Входной электролит всего 120 мкФ 400В, что для заявленных 250W, думаю, маловато. Флюс практически не отмыт:
На холостую потребляет где-то 1.2W. Нагрузку в 7А держит, и даже 9А кратковременно давал.
Для повышения выдаваемого напряжения нужно модифицировать делитель напряжения для TL431:
или более детально:
Принципиальная схема:
Где Vref = 2.495V – это опорное напряжение у TL431. R1= 20k, R2= 1100+390 = 1.49k – резисторы делителя, а Vo – напряжение, которое требуется получить на БП. Получаем Vo = 14.42·Vref = 35.99V. Если требуется напряжение 55V, то, если не менять R1, нужно взять R2= 950 Ом. Я решил менять в схеме только 1 резистор, а т.к. R2 состоит из 2х последовательно соединённых резисторов 1100 и 390, то я решил заменить 1100 Ом на 560 Ом, что даст как раз R2= 950 Ом. По факту, напряжение получилось 54.9V, правда, возник один нюанс, о котором скажу ниже. Я подумал, что повышение напряжения почти на 20V трансформатор может не потянуть и решил домотать ему пару витков во вторичную обмотку. Выпаял трансформатор и попытался его разобрать. Я понял, что он хорошо проклеен и без разрушения магнитопровода его разобрать не получится. По большому счёту, его в таких случаях варят часов 5-6 в кипятке, и тогда вроде удаётся его разобрать, но тогда пришлось бы перематывать все обмотки, т.к. они придут в негодность. Решил опять поступить по наименьшему изменению. Вторичная обмотка намотана здесь 4 проводами 0.5мм, и я решил поступить так же. Взял 4 провода по 0.5мм длинной 25см, выровнял и расположил их параллельно друг другу на каптоновом скотче. И сверху им же обернул в один слой – получилась узкая 4 проводная жила. Дальше я протиснул её между магнитопроводом и обмоткой трансформатора по направлению намотки вторичной обмотки – получилось сделать 2 витка:
Спаиваю её с верхним выводом вторичной обмотки, предварительно надев термоусадку:
Затягиваю термоусадку, обрезаю лишнее и залуживаю:
Впаиваю трансформатор назад в плату:
Ну т.к. напряжение будет превышать 50V, то выходные электролиты заменил на 470 мкФ 63V ($0.91 6pcs) (заодно и нагрузочный резистор поменял на 2.4k):
Характеристики их оказались довольно неплохие, практически соответствовали заявленным. Измерил на двух транзистор-тестерах:
Ну и входной электролит тоже заменил на 220мкФ х 400В ($1.18).
Т.к. мой осциллограф ограничен 50V на входе, то чтобы посмотреть осциллограмму и не спалить его, я вначале закоротил только резистор 390 Ом делителя напряжения у TL431, т.е. R2 стал равным 1.1k, что дало напряжение ~48V. Осциллограмма на холостом ходу:
Осциллограмма при нагрузке в 1.58А, потребляет при этом 87W (т.е. кпд ~87%):
Осциллограмма при нагрузке в 6.1А, потребляет при этом 336W (т.е. кпд ~87%):
В общем, думаю, шумы приемлемые. И это я ещё керамику на выходные электролиты не вешал.
Ну а теперь анонсированный нюанс: когда я перепаял делитель на напряжение 55V (т.е. R2= 950 Ом), то БП при включении стал уходить в непрерывный перезапуск. Причем перезапуск был даже когда я делал R2= 1k. Начал разбираться – оказалось слишком большое напряжение ШИМ, после всех моих переделок. Пришлось понижать его путем впаивания резистора 9.1 Ом последовательно в разрыв в цепь отвода питания от трансформатора. Более красиво было бы поднять ножку трансформатора и припаять её через резистор, но для этого пришлось бы опять выпаивать весь трансформатор. Так что было решено перерезать дорожку и напаять резистор сверху:
После этого БП начал стабильно запускаться и работать. Но как я уже сказал, переделка данного БП на 55V оказалась невостребованной. Но если у кого-то есть сильный интерес сделать лабораторник из этого БП – пишите.
Опять можно сказать, что получился очень компактный симпатичный и довольно бюджетный лабораторный блок питания, да ещё с возможностью внешнего управления с компьютера, смартфона/планшета. Особенно удобна коммуникация через Bluetooth — не нужно проводов. Редко какой БП может этим похвастаться.
P.S. пытался опубликовать на 3D модель корпуса на thingiverse, но в последнее время он у меня не открывается, да и многие пишут, что у них тоже. Так что предлагайте варианты, где её опубликовать (если есть к ней интерес).
