Небольшой обзорчик регулируемого недорогого преобразователя напряжения на 60 вольт 20 ампер, не то чтобы все хорошо, но и чтобы совсем плохо, тоже не скажу, в общем всё на свои деньги.
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
Недавно я писал что данный преобразователь покупался для определенной задачи, в качестве универсального зарядного для тестера батарей, ну и как регулируемый БП, но это уже вторично. Ну а раз он попал ко мне в руки, то решил немного его изучить, тем более эта информация возможно пригодится будущему его пользователю.
Заказывал давно, по моему еще на весенней распродаже, но как-то тогда положил в ящик стола и все не находил времени заняться устройством, куда он собственно и покупался. Кроме этого был куплен еще и блок питания 60 вольт 300 ватт, но о нем скорее всего в другой раз.
Упакован в картонную коробочку и доехал без повреждений.
Собственно комплект состоит из силовой платы и модуля управления/индикации, есть вариант когда продают только плату, там можно прикрутить переменные резисторы, либо выставить напряжение фиксировано, ну и есть вариант с доп WiFi модулем, но для данного применения это не было нужно.
Табличка с техническими характеристиками, в принципе ничего нового здесь нет, ну может какие-то незначительные отличия от других подобных преобразователей.
Силовая плата, все аккуратно, и даже понравилось, единственно сходу заметил странность, как-то много токоизмерительных шунтов...
По входу конденсатор 1000мкФ 80 вольт, и приличных размеров помехоподавляющий дроссель, однако это неплохо.
Узел вспомогательных преобразователей для питания электроники платы, слева выключатель, но смысла особо в нем нет.
Собственно силовая часть, собрана на базе контроллера EG1163, а так как он является понижающим синхронным DCDC, то на радиаторе соответственно пара транзисторов, а не привычные транзистор+диод, это хорошо, так как повышает КПД, особенно на больших токах нагрузки.
Контроллер управления и аналоговая часть, собственно потому некорректно говорить что это силовая плата, потому как на ней есть и силовая часть и собственно управление, по сути это полноценный "умный" DCDC.
Справа переключатель, как я понимаю, для задания фиксированного выходного напряжения, ХЗ зачем оно надо, какой-то оверинженеринг получается, но есть и есть.
Дисплей подключается парой разъемов, причем они имеют абсолютно одинаковый порядок цветов, для упрощения понимания куда что подключать, на платах имеется маркировка R и L.
Теперь к шунтам.
Во первых, как-то они фиговенько припаяны, ощущение что припоя пожалели, потом я их пропаял нормально. Суть тут не сколько в электрическом контакте, сколько в тепловом, потому как они заметно греются и если он плохо припаян, то хуже отводит тепло на плату.
Во вторых, для меня было загадкой, зачем их два, первый на 5мОм и второй из трех по 10мОм.
изначально я подумал что на первом измеряется входной ток для чего нибудь, непонятно чего..
Но даташит говорит что шунт стоит по выходу и соответственно на нем мы видим выходной ток, при этом на плате еще есть шунт, который стоит около выхода и вот на нем точно измеряется выходной ток, вторично...
Была мысль что шунт по входу стоит потому, что есть похожая плату и там есть контроллер МРРТ, соответственно может понадобиться видеть ток до преобразователя. В общем сделали как сделали, главное чтобы работало.
Еще немного о мелочевке.
1. Какой-то диод по входу, может для преобразователя, а может для защиты, не разбирался
2. предохранитель на 30А, стоит так, что врагу не пожелаешь его менять, хотя смотря какому...
3. Один из чипов вспомогательного питания
4. Операционники по выходу
5. На выходе три штуки 470мкФ 80 вольт
6. Какой-то диод или супрессор по выходу, не смотрел.
Собственно дисплей, смотреть здесь даже нечего, это просто дисплей и не более того, ну еще несколько кнопок и энкодер, "мозгов" в нем нет.
Вентилятор, относительно тихий, 5 вольт, размер 40х40х10мм, включается при токе нагрузки более 2А. Радиатор стоит странно, на мой взгляд оптимальнее было его повернуть на 90 градусов.
Снизу платы пусто, только табличка для переключателя.
Размеры платы 110х72х45мм.
Как обычно проверил ток потребления в зависимости от входного напряжения, 55мА при входном 6 вольт и 11мА при 36, дальше меняется не принципиально.
Режимы отображения и управления.
В выключенном состоянии отображает нули в строках напряжения и тока, нижняя строка периодически отображает установленный ток и напряжение, во включенном состоянии верхние строки отображают реальный ток и напряжение на выходе, в нижней сроке мощность.
Управление предельно простое и по своему даже удобное. Во первых, для установки тычем кнопку V/A, сначала предлагает выставить напряжение, повторное нажатие переключает на регулировку тока. Нажатие на энкодер или на кнопку SW переключает дискрету регулировки.
Из удобного, помнит какую дискрету мы регулировали, т.е. если выставляли кратно 1 вольту, то при повторном заходе также будет регулировать кратно 1 вольту, но увы, касается только регулировки напряжения, для регулировки тока придется каждый раз клацать.
Можно вывести на экран значение входного напряжения, для этого надо просто нажать на кнопку SW.
Имеется дополнительное меню настроек, для перехода держим несколько секунд кнопку SW.
1. Защита от пониженного напряжения, в принципе удобная вещь, в некоторых ситуациях, минимально 4.8 вольта, оно стоит по умолчанию
2. Защита от повышенного напряжения, стоит 65 вольт.
3. Ограничение максимального тока, стоит 22А, хотя преобразователь дает выставить максимум 21А
4. Максимальная выходная мощность, весьма полезная опция, если у вас БП например на 300 ватт, то ставим 280 и не переживаем что случайно его перегрузим.
5. Максимальное значение Ач, при котором преобразователь отключит выход.
6. то же самое, но по Втч
7. то же самое, но по времени
8. защита от перегрева самой платы
9. Защита от перегрева по внешнему датчику, около выходного клемника есть белый разъем, туда подключается 10кОм NTC
10. Адрес устройства в сети
11. Опция автоматической активации выхода при подаче питания
12. Параметр который будет регулироваться при вращении энкодера без переходя во всякие меню, по умолчанию напряжение, можно сделать что будет регулировать ток.
Немножко тестов.
Проверка точности задания выходного напряжения.
И скажу что здесь не все так однозначно, я задавал согласно привычным ступеням, 0.01, 0.02, 0.05, 0.1, 0.2 и т.д. В итоге оказалось что:
1. при 0.01 и 0.02 вообще фигня какая-то
2. при напряжении до 0.5 вольта что-то пытается, но так себе
3. более-менее корректно, хоть и чуть заниженно, работает начиная от 0.5 вольта.
4. При всем этом напряжения 0.01, 0.02, 0.05 сам измеряет корректно, как так, ХЗ
В общем точность калибровки могла бы быть и повыше, Руиденг в этом плане конечно получше, но там другая цена и особенно размеры.
Стало любопытно, при каком напряжении точность установки максимальна, обычно китайцы калибруют при 30 или 28 вольт, но в данном случае максимальную точность я получил при 40 вольт.
Данный тест ни о чем особо не говорит, но тем не менее, при входном 61 вольт я максимально без нагрузки смог получить только 58, т.е. падение как минимум 3 вольта, с учетом нагрузки думаю блок питания должен иметь как минимум +5 вольт относительно требуемого выходного.
С током картина примерно похожая что и с напряжением. Малые токи обрабатывает так себе, например до 10-50мА вообще начинает скакать туда-сюда, из-за чего автоматика мультиметра даже не может зафиксироваться на каком-то диапазоне (первое фото)
При 100-200мА уже что-то похожее на реальность, второе и третье фото.
Относительно точно начинает работать при токах более 500мА, дальше я проверял при токах 1, 2, 5, 10 и 12А, на мой взгляд погрешность приемлемая.
Еще когда начинал проверять точность задания тока, то обратил внимание, что ток на выходе есть даже при выключенном выходе, совсем маленький, но есть, на всякий случай проверил напряжение, 0.5мВ, просто небольшая утечка, можно не переживать.
Далее я решил проверить КПД и оценить тепловые режимы, для чего использовался БП на базе преобразователя RD6030 и одна из нагрузок. которые я собираю.
КПД измерялся, а точнее оценивался, потому как на него влияло падение на входных и выходных проводах, которое я не учитывал, ориентируясь только на заданный ток нагрузки и показания ваттметров обоих устройств. Т.е. реальный КПД будет немного выше, соответственно имеем результат из разряда - не хуже указанного.
Проверял при входном 55 вольт, выходных 5, 12, 24, 36 и 48 вольт и токах 10 и 20А.
1. 5 вольт 10А, вход 61.6, выход 48.3, КПД 78.4%
2. 5 вольт 20А, вход 124.3, выход 94.9, КПД 76.3%
3. 12 вольт 10А, вход 132, выход 118.7, КПД 89.9%
4. 12 вольт 20А, вход 266, выход 235.6, КПД 88.5%
5. 24 вольт 10А, вход 252.4, выход 239.3, КПД 94.8%
6. 24 вольт 20А, вход 509.3, выход 476.6, КПД 93.6%
7. 36 вольт 10А, вход 373, выход 359.8, КПД 96.4%
8. 36 вольт 20А, вход 751.8, выход 717.4, КПД 95.4%
9. 48 вольт 10А, вход 493.3, выход 480, КПД 97.3%
10. 48 вольт 20А, вход 994.2, выход 957.8, КПД 96.3%
В общем с КПД все нормально, конечно при малом напряжении и большом токе КПД падет и это нормально, в остальном вполне соответствует КПД синхронной схемы.
Оценка нагрева платы при режимах - 24 вольта 10 и 20А, а также 48 вольт 10 и 20А.
Для начала вверху 24 вольта 10А, внизу 20А, собственно единственный компонент, температура которого мне не понравилась, это шунт на 5мОм около радиатора, температура остальных компонентов вполне нормальная
И при 48 вольт 10 и 20А.
С шунтами картина идентична, потому как их температура зависит от тока нагрузки, подросла температура транзисторов на радиаторах, но тем не менее какого-то сильного нагрева я не заметил.
Да, нагружал не очень долго, но так как тепловая инерционность платы не слишком большая, то температура дальше зименялась не сильно и даже при том что я проверял на мощности под киловатт, а температура транзисторов была около 75 градусов, то вряд ли бы она вылезла за существенное значение.
Оценка пульсаций и переходных процессов. Здесь к блоку питания и нагрузке добавился только осциллограф.
Для начала выходное напряжение 12 вольт, ток нагрузки 0, 7, 14 и 20А, щуп подключен непосредственно к выходу без фильтра, включен режим ограничения 20МГц.
В описании заявлено 100мВ р-р, в реальности пульсации немного выше. Да, есть "иголки", но они в данном случае не критичны, основная же часть имеет 100мВ при 14А и около 150мВ при 20А.
Здесь тока 20А во всех случаях, но напряжение 5, 20, 30 и 48 вольт. При 5 и 48 вольт в принципе нормально, а вот при 20 и 30 пульсации изменили характер и вылезли за заявленные 100мВ, реально ближе к 150мВ. По хорошему я бы добавил по выходу какой-то фильтр.
Здесь правда на результаты теста влияет то, что у всего свои отдельные импульсные блоки питания, у ЛБП, нагрузки и осциллографа, потому возможно взаимное влияние.
Но кроме того меня интересовали и тесты переходных процессов.
1, 2. Включение 5 и 25 вольт, старт оооочень затянут, это видно и на экране самого преобразователя, но что интересно, на экране преобразователя видно также небольшой вылет выше заданного значения, осциллограф при этом никакого вылета не видит.
3, 4. Выключение, здесь вообще капец, с 5 до 0 около 1.5 сек, а с 48 до 0 еще больше, 13 секунд.
Поясню, что тут не так. Сначала по включению. Не все устройства нормально относятся к плавному повышению напряжения питания, например устройства с микроконтроллерами иногда могут некорректно обработать сигнал сброса при подаче питания, потому плавный старт не очень хорошо.
Думаю у разработчиков было что-то не так и они сильно затянули софт-старт для того чтобы убрать возможные проблемы.
По выключению. Обычно напряжение надо снимать резко, а так как на выходе у импульсных преобразователей имеется большая емкость, то ставится специальная цепочка, представляющая из себя стабилизатор тока разряда. Это сильно ускоряет процесс выключения, здесь же ее явно нет, или она ну очень маломощная, потому как 1500мкФ по выходу это не так и много на самом деле.
А так выглядит процесс включения, выключения и включения без нагрузки при выставленном напряжении 25 вольт.
1, 2. переходные процессы при выходном напряжении 12 вольт и режиме когда постоянно подключен резистор 30 Ом и подключается (отключается) резистор 3.3 Ома. При подключении резистора все нормально, при отключении имеется короткий выброс, для большинства устройств не критичный.
3, 4. Переход CV-CC и CC-CV. Здесь напряжение 15 вольт, выставлено ограничение 3 ампера, подключается (отключается) резистивная нагрузка с током 4.5А. В принципе почти все нормально, за исключением того, что при переходе CC-CV сначала напряжение поднимается чуть выше заданного, но потом почти сразу возвращается в нормальное значение.
Но пока я проводил тесты, то заметил странное поведение именно при переходах CC-CV и CV-CC, попробую рассказать.
Во первых, все тесты проводились просто подключением резистора, буквально касанием провода к выходной клемме, а во вторых, это были измерения подряд, т.е. прикоснулся, зафиксировал результат, сделал скрин, перезапустил триггер осциллографа, прикоснулся, зафиксировал, сделал скрин.
Но результаты при одинаковых действиях я получал разные, позже я это еще раз проверю, когда преобразователь будет установлен стационарно и добавлю информацию. Уже когда все подготовил, подумал, а может что-то где-то отходило во время теста, такой шанс я бы не стал исключать.
Итого имеем:
1, 2. Странную ступеньку, а кроме того, если присмотреться, то видно что конечное напряжение на графике разное.
3, 4. Еще более странная картина, это график перехода CC-CV, слева нормальный, но иногда получалось как на графике справа, напряжение при установленных 15 вольт поднималось до 16.
5, 6. Еще более интересная картина открылась когда я растянул картинку, оказалось что переход ступенчатый, сначала напряжение поднимается, потом блок отключает выход (помним что выключение очень плавное), потом переходит в режим CV.
Этим объясняется картина с выбросом. Сняли нагрузку, цепи разряда нет, выброс, ОС отключила ШИМ, напряжение упало, ОС запустила ШИМ и напряжение выставилось как было задано.
Думаю что ситуацию можно если не исправить, то улучшить добавлением либо просто резистора, либо еще лучше простейшего стабилизатора тока для разряда конденсаторов, но конечно ставить его надо до токоизмерительного шунта чтобы он не влиял на показания амперметра.
Ну а теперь выводы.
У меня осталось очень двоякое впечатление, из хорошего, неплохое качество сборки, приличный выходной ток, малый нагрев и соответственно нормальный КПД, достаточный для большого количества задач функционал, низкая цена.
Увы, есть и недостатки, во первых пульсации, могли бы быть и поменьше, отсутствие разрядной цепи, относительно медленная ОС, ну и что я там еще писал в обзоре, уже не вспомню.
По итогу, для целевой задачи, для которой он брался, а именно для заряда аккумуляторов, вполне нормально, также он может работать в качестве просто регулируемого БП, но для условно "грубых" нагрузок.
Если упрощенно, как зарядное нормально, но что-то чувствительное или "нежное" (как пример плата с микроконтроллером и без своего стабилизатора питания) я бы им не питал, для таких применений лучше иметь блок питания на базе RD60хх, а еще лучше RD60ххР, правда ценник там совсем другой. Если же нужен просто регулируемый БП запитать какой нибудь двигатель, магнитолу, зарядить аккумулятор, то нормально, так сказать "подсобный" универсальный блок питания с током до 20А.
Пока у меня все, надеюсь что было полезно и как обычно комментарии приветствуются, тем более как я уже понял, такая плата есть и у других пользователей блога.
https://www.kirich.blog/obzory/bloki-pitaniya/1257-reguliruemyy-preobrazovatel-napryazheniya-xy6020l.html
