Еще несколько блоков питания, но на этот раз классика как она есть, причем как в плане схемотехники и конструкции, так и в плане бюджетности решения, но все равно надеюсь что будет полезно.
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
Данные блоки питания по праву относятся к классическим, я не знаю сколько подобных моделей было уже изготовлено, но почти умерен что далеко больше нескольких десятков миллионов. Они конечно отличаются друг от друга, но практика показывает, что отличия скорее косметические и в основном касаются компонентов, установленных в них.
Да, это БП на базе TL494, которой уже несколько десятков лет и появились они как минимум во времена появления компьютеров АТ, но большое распространение получили во времена АТХ. Также параллельно они выпускались в упрощенном виде, с одним выходным напряжением, вот о таких моделям мы сегодня и поговорим.
Блоков будет три, но начну с двух, которые приехали раньше. Это модели на 120 и 150 ватт, что для подобной схемотехники считается самым минимумом по мощности, ниже идут обычно обратноходовые, которые проще и дешевле.
Такие блоки питания обычно идут в виде алюминиевого шасси с металлической крышкой, здесь также классическое решение.
Размеры одинаковые, 200х98х42мм.
С торца расположен клеммник, выходы спаренные, имеется защитная крышка с фиксатором. Кстати, любопытно что Минвел практически никогда не делает крышку на клеммниках, почему так, не понимаю, по моему это удобно и повышает безопасность.
Внутри похожи до степени смешения, т.е. когда вы визуально при беглом взгляде не можете их отличить. Я тоже так подумал, но нет, отличия таки есть.
Начну с модели PTA-120W-12V, ссылка на товар
Компоновка самая обычная, вообще ничего нового.
На входе предохранитель, фильтр и термистор, также конечно есть и переключатель сетевого напряжения.
Пара конденсаторов с заявленной емкостью в 220мкФ.
Транзисторы типовые 13007, Установлены через пасту, но как-то мне показалось что прилегают плохо, возможно из-за относительно мягкого корпуса, но это мы позже проверим по температуре.
На выходе диодная сборка на 20А 100 вольт, силовой дроссель, четыре конденсатора 1000мкФ 16 вольт. Также отмечу что в нужных местах стоят Y-конденсаторы, а не обычные высоковольтные.
У данной схемотехники есть преимущество, можно ставить выходные конденсаторы на меньшее напряжение, чем у обратноходовых БП, потому здесь 16 вольт для них вполне нормально.
Кроме того, так как здесь применена TL494, которая имеет два усилителя ошибки, то подобные блоки питания в общем-то можно использовать в качестве зарядного устройства без каких либо переделок. Дело в том, что здесь ШИМ контроллер полноценно контролирует ток и напряжение на выходе, и если подключить на выход аккумулятор, то блок должен уйти в режим СС. Правда есть нюанс, надо обязательно проверять выходной ток, чтобы он был немного выше заявленного, так как если будет сильно выше, то БП будет работать с перегрузкой.
Даже компоновка управляющей части плюс минус типовая, видно ШИМ контроллер и ТГР.
Второй блок, PTA-150W-12V, ссылка на товар
Внешне практически такой же.
Тоже есть фильтр, такие же конденсаторы, такие же транзисторы, такая же диодная сборка на выходе, дроссель чуть другой.
Даже узел ШИМ контроллера такой же.
Но на самом деле между этими блоками несколько отличий есть.
1. Разная маркировка и версия платы, хотя как по мне вполне можно было сделать универсальную плату.
2. У 120 ватт БП дискретные диоды входного диодного моста, а у 150 ватт именно диодный мост, опять же, не вижу глобальной разницы, хотя диодный мост здесь чуть мощнее.
1. Трансформаторы имеют одинаковый габарит, но маркировка отличается на одну цифру, думаю что реально они одинаковые.
2. Диодная сборка на выходе 120 ватт прикручена просто к корпусу, а у 150 ватт использован теплораспеределитель, что конечно лучше.
Также отличаются выходные дроссели, во первых разный магнитопровод, а во вторых разное количество витков.
У одного блока вынул плату из корпуса, можно было посмотреть у всех, но не видел в этом большого смысла. Между платой и корпусом проложен изолятор.
Печатная плата гетинакс, но это практически у всех, трассировка в принципе нормальная, хотя одно узкое место я таки нашел.
1. Имеется относительно узкое место между первичной и вторичной стороной, не скажу что в данном случае следует чего-то опасаться, но думаю могли сделать лучше. Вообще это дорожка к переключателю напряжения, и в нашем случае она вообще не нужна, можно просто ее обрезать слева.
2. Также нашел следы ручной пайки, видно что после монтажа платы что-то пошло не так и один вывод ШИМ контроллера пропаяли отдельно. В общем-то это также не является чем-то неординарным, хуже было бы если бы не пропаяли.
Конденсаторы.
1, 2. Входные конденсаторы имеют реальную емкость около 134мкФ при заявленной 220, что дает общую емкость фильтра всего 67мкФ, при рекомендуемой около 100-120 для 120 ватт и 130-150 для 150 ватт моделей. Да, у обоих БП стоят одинаковые конденсаторы, потому для 150 ватт модели емкость занижена примерно вдвое от рекомендуемой.
3. На выходе все нормально, здесь у меня претензий в общем-то и нет.
Дальше привычно собираем стенд и переходим к тестам.
Блоки питания имеют регулировку выходного напряжения, у 120 ватт модели в диапазоне 11.55-14.04, что кстати вполне подходит как напряжение буферного режима для литий-феррум батарей.
Напряжение в разных режимах.
Холодный БП без нагрузки.
1. Холодный БП при 50% нагрузки
2. Тёплый при 100% нагрузки
3. Горячий при 100% нагрузки
4. Горячий без нагрузки.
Результаты отличные, напряжение немного зависит от температуры не зависит от нагрузки. А если учитывать, что для регулируемого БП требования ниже из-за наличия подстроечного резистора, там просто супер.
КПД предсказуемо не очень высокий и составляет около 80-81% почти во всем диапазоне.
Максимальный ток порядка 11 ампер, при 12А БП уже уходит в режим СС, точный ток переходя в режим СС не измерял.
ВЧ пульсации не очень высокие, я бы даже сказал что отличные, первое фото без нагрузки, около 35мВ, дальше при 33, 66 и 100% нагрузки и даже в максимальном режиме размах те же примерно 35-40мВ.
А вот с НЧ пульсациями на частоте 100 Гц ситуация предсказуемо хуже, сказывается маленькая емкость входного конденсатора.
Температура после прогрева при 50% нагрузки.
В общем здесь все отлично, можно сказать что блок холодный, самыми горячими были резисторы в первичной части, но это нормально.
Конечно более интересен тест при полной нагрузке. Здесь также на мой взгляд всё нормально.
Транзисторы - 63 градуса
Трансформатор - 66 градусов
Выходная диодная сборка - 92 градуса
Выходной дроссель - 89 градусов.
На мой взгляд здесь есть даже приличный запас по мощности, что конечно приятно.
Второй блок, на 150 ватт.
Как ни странно, но диапазон перестройки напряжения здесь меньше, и максимум я получил около 13.7 вольта, что в принципе равняется напряжению буферного режима Литий-феррум батарей на 12 вольт.
На старте теста имеем без нагрузки 12.044 вольта.
1. При 50% нагрузки на холодном БП напряжение изменилось всего на 1мВ
2. На теплом БП 100% нагрузки
3. На горячем БП при 100% нагрузки
4. На горячем БП без нагрузки.
Собственно здесь мы также видим картину как и с предыдущей моделью, имеется некоторая зависимость напряжения от температуры и почти отсутствует зависимость от тока нагрузки, вполне нормально.
КПД в диапазоне токов нагрузки 1-13А, при поднятии до 14А БП переходит в режим СС, реальной ток перехода думаю немного ниже, дополнительно не измерял.
Здесь КПД чуть выше и составляет около 83-84%.
ВЧ пульсации побольше чем у 120 ватт версии, но тем не менее находятся в разумных границах и составляют 60-70мВ на макс мощности.
Результаты без нагрузки и при 33, 66 и 100% нагрузки.
С НЧ пульсациями результаты более чем предсказуемы, все таки 67мкФ для 150 ватт БП это мало. При оценке размаха пульсаций всегда обращайте внимание на разрешение, сколько мВ на клетку, здесь 20мВ, выше на скрине было при 10мВ.
Температуры после прогона при 50% нагрузки, опять всё почти холодное.
И при 100% нагрузки.
Трансформатор 75, отлично
Транзисторы 68, просто супер
Диодная сборка - 103, приемлемо
Выходной дроссель 78, отлично.
Третий блок немного задержался в дороге, это PTA-200W-12V, ссылка на товар
Внешне выглядит абсолютно также как предыдущие, идентичны даже размеры.
Да и внутри почти не отличается, как минимум при беглом осмотре. На всякий случай, 200 ватт справа :)
1. По входу также как у 150 ватт модели
2. Конденсаторы также заявлены как 220мкФ, но цвет другой.
3. А вот транзисторы поставили "пожирнее", здесь уже 13009, а не 13007.
4. Маркировка также другая.
1. Силовой дроссель такой же как у 150 ватт модели, но трансформатор явно другой, у 120 и 150 магнитопровод был размером 43х36х11мм, а у 200 ватт уже 44х41х12мм.
2. Диодная сборка также стала побольше, теперь 30А 100 вольт.
3. А вот те самые шунты, которые отвечают за режим СС, и здесь их два, вместо одного у 120 и 150 ватт блоков
4. Конденсаторы по выходу также стоят больше, было 4х1000мкФ, стало 4х2200мкФ, что на мой взгляд даже с большим запасом.
1. Оказалось что и входные конденсаторы имеют емкость близкую к заявленной. При последовательном включении 100мкФ, значит каждый имеет около 200мкФ при заявленной 220. Но должен сразу сказать, что для 200 ватт БП емкость 100мкФ это мало.
2. У выходных вместо ожидаемых 11000 имеем 9130, но это более чем достаточно.
Диапазон регулировки напряжения такой же как у 150 ватт версии.
Выставляем примерно 12 вольт, у меня получилось 12.03. Кстати регулировка у блоков хоть и в не сильно большом диапазоне, но не сказал бы что точная.
1. Холодный БП при токе 8.5А
2. Теплый БП при токе 17А
3. Горячий БП при токе 17А
4. Горячий БП без нагрузки.
Всё полностью идентично предыдущим двум моделям и также без замечаний.
КПД примерно как и у предыдущего, на уровне 83-84%, проверка проходила в диапазоне 1-18А, при 19А блок перешел в режим СС.
ВЧ пульсации без нагрузки и при токе 6, 12 и 18А. Здесь претензий нет, даже при 18А токе (почти 110% нагрузки) полный размах порядка 50-60мВ.
Но пульсации на частоте 100 Гц предсказуемо большие, не помогает даже то что конденсаторы больше емкостью, хотя по сути емкость примерно на столько де больше, насколько и больше мощность, так что все пропорционально.
Нагрев при токе 9А или около 108 ватт мощности.
Даже комментировать нечего, все почти холодное, отлично.
Нагрев при токе 18А или около 216 ватт мощности.
Трансформатор 85, нормально.
Транзисторы 72, отлично
Выходная диодная сборка 115, как-то многовато, может имеет смысл сильнее прижать или пасту получше нанести.
Выходной дроссель 105, тоже многовато.
Думаю что пр 200 ватт мощности температуры чуть снизятся и в принципе это и будет длительным максимумом для данного блока.
Мне категорически не давали покоя пульсации на частоте 100 Гц и я решил проверить, а сильно ли они снизятся если емкость по входу привести к рекомендуемой. потому добавил конденсатор на 100мкФ.
Теперь получается что это БП на 200 ватт с конденсатором по входу также около 200мкФ, припаял прямо на выводы диодного моста. Да, я уже как-то писал, как можно увеличить емкость фильтра путем установки не двух конденсаторов на 200-250 вольт, а одного на 400-450.
Размах пульсаций значительно снизился, слева с родными конденсаторами, справа с емкостью "по книжкам". Токи нагрузки 6, 12 и 18А.
т.е. правильная емкость не даст вам нулевые пульсации или близкие к таковым, но снизит их до некоего предела. Плюс как мы видим, размах пульсаций напрямую зависит от мощности нагрузки. и грубо говоря получается что с добавленным конденсатором пульсации на НЧ примерно такие же как при токе 12А, но с родными конденсаторами
Выше я писал, что подобные блоки питания можно использовать как зарядные устройства. Естественно речь о вариантах на базе TL494 и имеющих обратную связь по току.
Ради эксперимента взял блок на 150 ватт, выкрутил ему напряжение на максимум, оно получилось как раз очень близкое к напряжению буферного режима 4S батареи LiFePO4.
Дальше проверил ток эмулируя разное напряжение батареи. На самом деле при использовании батареи и коротких проводов картина будет еще лучше, потому как при верхних напряжениях ток снижается из-за падения на проводах. т.е. ток здесь определяется не настройками нагрузки, а самим блоком питания, так как нагрузка работает в режиме CV.
Напоминаю еще раз, если проверяем блок питания работающий в режиме CV, то нагрузка работает в режиме СС, если проверяем зарядное в режиме СС, то нагрузка работает в режиме CV!
Но ладно, это не так важно, смотрим.
Если на батарее 14 вольт, то ток равен нулю, оно и понятно, сам блок питания выдает меньше.
При 13 вольт ток составил около 11.4А, если бы провода были короче и толще, то ток был бы выше.
При дальнейшем снижении до 12, а потом до 11 вольт падение уже не влияет и блок полноценно стабилизирует ток, который составил около 15 ампер.
Конечно хотелось бы ток чуть поменьше, потому как под конец заряда в таком варианте мощность составлять порядка 180 ватт, что несколько больше заявленных 150 ватт. Здесь есть несколько путей:
1. Забить болт и пользоваться, потому как БП реально такую мощность может выдавать, а процесс заряда обычно занимает не так и долго.
2. Подкорректировать номинал резистора задания тока
3. Подточить немного токоизмерительный шунт, чтобы у него подросло сопротивление, подтачивать лучше по всей длине. Грубо, если уменьшить его сечение в два раза, то ток упадет в те же два раза.
Первый способ самый простой, второй правильный, третий компромиссный, не требует умения пользоваться паяльником :)
Выводы.
Ну в принципе здесь по моему и так все понятно, блоки типовая классика, при этом бюджетная, что мы можем наблюдать по экономии на входных конденсаторах. Но справедливости ради стоит сказать, что по сути экономия коснулась только именно этих конденсаторов, а так фильтр на входе есть, трансформатор за запасом, перегрева нет, блоки на 120 и 150 вообще условно холодные, да и я бы не сказал что сборка плохая.
Пожалуй нарекание у меня только к НЧ пульсациям, т.е. чувствительные нагрузки типа усилителей от него лучше не питать. А вот всякие зарядные, преобразователи, освещение, да без проблем.
Ну а кто умеет пользоваться паяльником и может найти дома конденсатор типа 68-100мкФ 400 вольт, легко получит результат получше.
Если совсем коротко, относительно неплохие бюджетные блоки питания для всяких нетребовательных задач, такие себе рабочие ослики.
На этом на сегодня все, как всегда буду рад вашим комментариям, и еще раз спасибо Виталию за присланные образцы, а я пошел тестировать другие блоки :)
https://www.kirich.blog/obzory/bloki-pitaniya/1270-tri-klassicheskih-bloka-pitaniya-na-120-150-i-200-vatt.html
