Блок питания с 12 на 5 вольт – Импульсный блок питания на два напряжения 5 и 12 вольт 1,2А для электронных самоделок

Импульсный блок питания на два напряжения 5 и 12 вольт 1,2А для электронных самоделок

Привет Муськовчане! Как я обещал в обзоре милливольтметра, хочу рассказать Вам об импульсном блоке питания, с двумя изолированными (друг от друга) напряжениями 5В и 12В. Потребность в таком блоке питания возникает часто, а учитывая небольшие размеры платы, подобный источник питания легко встроить (найти место) в корпус Вашего электронного устройства, самоделки… Давайте протестируем этот ИИП, что бы определится с его «проф. пригодностью».))) Кому интересно — добро пожаловать под Кат… Внимание много фото!!!!


Почему я выбрал такой источник питания?
1. Изолированные друг от друга каналы — часто это очень важно, к примеру, дать питания 12В на плату управления какого-либо силового устройства, а от 5В «запитать» цифровой индикатор (ампервольметр). Если будет гальваническая связь между каналами 5В и 12В, это может привести к неправильной работе, в лучшем случае и большому «бабаху» в худшем…
2. На фото ИИП я увидел, хотя бы какое-то подобие входного фильтра (синфазный дроссель в том числе), для блоков питания нижнего ценового диапазона это редкость, а мне не хочется «гадить» помехами в сеть, т.к в эту же сеть у меня включен осциллограф, который начинает показывать «чужие» помехи при измерении.

3. Небольшой размер — часто бывает, что в ходе сборки появляются дополнительные блоки, которые требуют свое питание, благодаря небольшим размерам найти место для этого ИИП будет не сложно.
Скрин заказа выкладываю под спойлером:

Скрин заказа


Давайте рассмотрим детали ИИП подробнее. Я буду фонариком выделять те части которые описываю, ибо по другому прочитать маркировку деталей сложно…
1. Высоковольтная часть ИИП
Рассмотрим входной каскад и фильтр. См фото:

Как мы видим на фото, что есть предохранитель, термистор (5D9) и синфазный дроссель. Понятно, что фильтр не полный, не хватает как минимум Х конденсатора, без него возможны помехи в питающую сеть. Попробуем его после тестов впаять куда-нибудь. За дросселем идет электролитический конденсатор на 22мкФ 400В. По «феншую» количество микроФарад на входе равняется количеству Вт выдаваемых блоком питания. Соответственно ИИП рассчитан на 22W. Давайте суммируем заявленную мощность 2-х каналов. 5В 1.2А и 12В 1.2А итого 6W+ 14.4W= 20.4W Таким образом емкости входного конденсатора достаточно.
2. Микросхема -драйвер, широко известная TOP223Y, соответственно это обратноходовый импульсный источник питания.

Зная какая стоит микросхема драйвер, мы можем нарисовать схему импульсного источника питания. Упрощенная схема такая (из даташит), только у нас не один, а два независимых канала на выходе:

Что меня удивило, что микросхема стоит на радиаторе через изолирующую прокладку. Зачем это сделали китайцы вообще не понятно, т.к. сам радиатор не имеет электрического контакта со схемой. Понятно, что с прокладкой охлаждение будет хуже. И по хорошему эту прокладку нужно убрать, и посадить микросхему на термопасту. Давайте также проверим соответствие мощности микросхемы-драйвера, мощности самого блока питания. См таблицу из даташит:

Как видим, при универсальном питании наша микросхема дает мощность до 30W, что соответствует мощности ИИП. Тут все нормально.
3. На фото мы видим клампер первичной обмотки импульсного трансформатора и элементы «самопитания» микросхемы драйвера

Клампер выполнен по классической схеме RCD и особенностей не имеет. Диод D2, электролит С3 и резистор R2 это элементы «самопитания» микросхемы TOP.
4. Элементы обратной связи, трансформатор и два Y конденсатора мы видим на следующем фото

Опять же это классика обратноходовых ИИП. В качестве управляемого стабилитрона использована микросхема TL431, гальваническая развязка осуществляется оптотроном 817 серии. За импульсным трансформатором мы видим два Y конденсатора, которые существенно снижают помехи и соединяют «горячую» и «холодные» земли…
5. Выходной каскад представлен диодами на каждый канал, затем выпрямительные конденсаторы и LC фильтры, которые снижает уровень выходных помех. Китайцы не поставили снаббры на диоды и керамику на ножки электролитических конденсаторов, которые могут заметно удлинить «жизнь» электролитов. Но не сложно поставить эти керамические конденсаторы самостоятельно…


Поглядим так же обратную сторону платы источника питания:

Мы видим диодный мост на входе и видим что китайцы сделали технологическую прорезь под импульсным трансформатором, однако толку он нее мало, т.к под Y конденсаторами есть место, где дорожки «горячей» и «холодной» части проходят довольно близко друг от друга.

В общем, исполнение данного ИИП я могу оценить на Три с плюсом (3+) по Советской пятибалльной школьной системе)))
Поставим плату ИИП на латунные втулки и подпаяем входные провода. Даем напряжение осветительной сети. На плате ИИП загорелся красный светодиод сигнализирующий, что на выходе есть напряжение.


Тут мы видим первые странности. Обратите внимания на выходные контакты. Зачем то там китайцы поставили 3 плюса (+), видать что бы запутать пользователя и дезориентировать))))
Зачем это сделано непонятно, тем более что плюсы нарисованы у катода, а не анода… Потому проверяйте полярность мультиметром. Если смотреть на выходные контакты Минус слева, а Плюс справа!!!

Проверяем напряжение на выходах без нагрузки. Напряжение в норме (соответствует)


Ниже на осциллограмме вы можете увидеть помехи на стабилизированном 5В выходе ИИП без нагрузки на выходе. Как мне кажется помехи в пределах допустимого.

Теперь даем нагрузку 1А на выход 5В См фото…

На осциллографе уже не такая идиллия:

Однако напряжение просело совсем немного всего на 7мВ… Одноамперную нагрузку ИИП держит нормально…
Странность №2 На фото видно, что выпрямительные диоды стоящие после импульсного трансформатора в каналах 5В и 12В разные (хотя 1А способны выдержать оба диода)… Потому у меня возникло подозрение, что ток в 12 вольтовом канале вряд ли будет как заявлен в описании на сайте Banggood…

Догадка мгновенно подтвердилась, когда я начал испытания 12 вольтового канала. См фотографию: (подозрения не подтвердились, что бы не было просадки в 12В канале, нужно нагрузить 5В стабилизированный канал)

Уже при токе чуть выше 300мА просадка напряжения на выходе составило более 1 вольта. Чего уж там говорить про заявленный 1 Ампер… Пульсации тоже явно выше заявленных на сайте Banggood… Проблема, как я думаю, в импульсном трансформаторе, судя по его размеру, 20Вт снять с него довольно сложно… Но менять и перематывать трансформатор, ради того, что бы добиться заявленных продавцом значений, я не буду…

Более серьезно протестировать этот блок питания смогу, после того как мне приедет купленная электронная нагрузка…

Но она еще в дороге…

Выводы: Данный ИИП подходит для нетребовательных к чистоте питания, низкотоковых потребителей, таких как различные панельные ампервольметры, зарядные устройства и другие самоделки.

Да я был не прав, прошу прощения у Banggood… Если нагрузить стабилизированный 5 вольтовый канал (благодаря подсказке Aloha_), то просадка в 12В канале не наблюдается… См фото…


Данный Импульсный блок питания по току соответствует приведенным на сайте параметрам.

UPD: Допилинг, доставил конденсатор на вход, пусть не формата Х, но рассчитанный на 630В, емкость небольшая, ну хоть для самоуспокоения, что на входе что-то есть…

Так же впаял 4 керамических смд конденсатора 100n на ножки электролитов, думаю, что лишними не будут…

После того как приедет нагрузка, еще раз протестирую этот ИИП и добавлю обзор.

mysku.ru

Блок питания на два напряжения, иногда может быть полезно, но увы. + Доработка.

В последнее время довольно большое распространение (в узких кругах) получили одноплатные мини компьютеры, например Cubie, Raspberry и т.п.
Но иногда энтузиасты данных устройств делают на них либо хранилища типа NAS, либо торрентокачали, либо еще что нибудь похожее. А для таких применений обычно используют ёмкие 3.5 дюйма жесткие диски, которые в свою очередь требуют два питания, 12 и 5 Вольт.
Вот на такое применение и планировался данный блок питания.

Как я выше дал понять, данный блок питания выдает два напряжения, 5 и 12 Вольт и является встраиваемым, т.е. бескорпусным.

Начну как всегда с того, как это пришло. А пришло это в конверте, запакованное в антистатический пакет.

Блок питания имеет относительно небольшие размеры, длина 125мм, ширина 54мм, высота 25мм.

Первое, что бросилось в глаза при распаковке данного блока питания, это явное отличие от фотографии из магазина. Честно говоря весьма расстроило.
Разъем 220 Вольт установлен прямо на плату.

Фото немного поближе

В принципе можно было обойтись меньшим количеством фотографий, но вдруг кому нибудь придется ремонтировать такой БП, тогда они могут и пригодится.



Так же в комплекте идет кабель для подключения нагрузки.
Судя по кабелю, я могу предположить, что данный блок питания для применения в чем то конкретном, а не как блок питания для самоделок, впрочем одно другому не мешает.

Плата односторонняя с двухсторонним монтажом.
На обратной стороне расположено довольно много компонентов.
Видны крепежные отверстия, расстояние между центрами отверстий составляет 116х47мм
Земляной контакт разъема питания 220 Вольт никуда не подключен.

Более детальные фото платы со стороны дорожек

Опять же, вдруг такие фотографии будут полезны.
Высоковольтная сторона блока питания.
Применен контроллер SP6853

Низковольтная сторона. Видно откушенный, но прилипший вывод диодной сборки.
Вообще пайка средняя, вроде и неплохо, но есть огрехи.
Присутствуют места под установку SMD конденсаторов параллельно выходным электролитам и нагрузочного резистора параллельно 5 вольт выходу.

В качестве силового транзистора применен довольно популярный 4N60.
На фотографии магазина явно просматривается ШИМ контроллер с интегрированным силовым ключом, типа TOP244Y. Как минимум там явно больше трех выводов.

Из маркировки трансформатора я мало что понял. Первая цифра (80) мало похожа на мощность, слишком много, а третья (36) как то мало.

Выходная силовая диодная сборка по напряжению 12 Вольт имеет маркировку B10100G, 10 Ампер 100 Вольт.
Фото не очень, но можно попробовать рассмотреть, выпаивать его я не видел смысла.
Выходной диод по напряжению 5 Вольт — 5 Ампер Шоттки SR540.

Выходные конденсаторы 1000мкФ 25 Вольт (две штуки), с претензией на низкоимпедансные.
С учетом того, что они работают при 12 Вольт, это весьма неплохо.
Правда по 12 Вольт вместо выходного дросселя стоит «специально обученная» перемычка.

По 5 Вольт стоят так же конденсаторы на 25 вольт, только 1000 + 470мкФ.
Но здесь производитель поставил помехоподавляющий дроссель.

Ради интереса измерил ESR группы конденсаторов по 12 Вольт. вышло 8мОм, т.е. каждый по 16.
Средне, но для данного класса БП вполне нормально, особенно с учетом, что в дешевых БП попадаются конденсаторы куда хуже.

По 5 Вольт ситуация похуже, но там и емкость суммарная меньше.

Схема данного блока питания, вроде нигде не напутал.

Ну внешний осмотр закончен, после этого можно перейти к измерениям и испытаниям.
Сначала конечно включение на холостом ходу.
12 Вольт канал завышен, 5 Вольт занижен. Пока это ни о чем не говорит. проверять надо будет под разными нагрузками.
Но как минимум он работает.

Перейдем к дальнейшим испытаниям.

Измерения напряжений под разными токами

В качестве нагрузок будут выступать 10 Ом резисторы. Так удобнее считать ток нагрузки.
Напряжение на выходе 12 Вольт / 10 = ток нагрузки (для каждого резистора).
В данном случае ток нагрузки составляет 1,186 Ампера, выходная мощность БП равна 14 Ватт.
Напряжение на канале 5 Вольт немного просело, хотя я ждал, что оно поднимется.

Подключаем параллельно еще один резистор.
Ток 2.14 Ампера, мощность 23 Ватта.
5 Вольт канал почти не изменился.

Подключил на 5 Вольт канал такой же резистор.
Ток по 12 Вольт каналу — 2.768 Ампера, мощность 38 Ватт.
Ток по каналу 5 Вольт — 0.45 Ампера, мощность 2 Ватта.
Суммарная мощность 40 Ватт.

Для продолжения испытаний я возьму еще одну нагрузку.
Здесь будет использоваться 5 резисторов по 15 Ом, соединенных параллельно, т.е. сопротивление нагрузки будет 3 Ома. Для 5 Вольт канала вполне нормально.

Как и следовало ожидать, на канале 12 Вольт напряжение поднялось, на канале 5 Вольт, снизилось, хотя и не сильно.
Ток по 12 Вольт каналу 2.838 Ампера, мощность 40 ватт.
Ток по 5 Вольт каналу 1.5 Ампера, мощность около 7 Ватт.
Суммарная мощность 47 Ватт.
Дальше нагружать канал 5 Вольт я не вижу смысла. Видно, что 5 Вольт он не выдаст, а 12 Вольт канал будет расти дальше…

После измерения напряжений я перешел к измерениям температуры различных компонентов БП.
Измерения проводились с нагрузками, которыми закончился тест мощности, т.е. на мощности 47 Ватт.

Измерения температур

Я проводил последовательные измерения температур следующих компонентов:
Силовой транзистор
Трансформатор
Выходной диод по 12 Вольт
Выходной диод по 5 Вольт.

В этом порядке и расположены фотографии.
Первое измерение проводилось после цикла испытаний разными токами нагрузки, т.е. БП уже был разогрет.

Силовой транзистор, 42.8 градуса

Трансформатор, 44.4 градуса.

Выходной диод по каналу 12 Вольт, 45.6 градуса

Выходной диод по каналу 5 Вольт, 67.5 градуса, пока это самый горячий компонент.

Погонял примерно с пол часа (вернее пока не устаканилась температура на нагрузочных резисторах).
Силовой транзистор прогрелся до 58.4 градуса, отличный результат.

Трансформатор до 65.3, весьма неплохо.

Выходной диод по каналу 12 Вольт прогрелся куда сильнее, 82.6 градуса, тут скорее терпимо, чем хорошо или плохо.

Выходной диод по каналу 5 Вольт нагрелся до 84 градуса, я ожидал большего, а с учетом того, что он стоит почти вплотную к радиатору второго диода, то даже хорошо.

А вот нагрузочные резисторы прогрелись основательно, думаю уже и яичницу жарить можно без проблем.
196.9 градуса.

Ну и под конец, какое же тестирование БП без измерения пульсаций на выходе.
Все измерения пульсаций проходили под теми нагрузками, которыми закончился тест мощности.
На канале 12 Вольт творится что-то невероятное, щуп осциллографа стоит в режиме 1:1.
Специально обученную перемычку видимо плохо обучили и она ничего не фильтрует 🙁

На канале 5 Вольт все красиво, я бы даже сказал, что отлично.

Так как такая картина меня ну никак не устраивала, то я впаял вместо перемычки простой не обученный дроссель, который я выпаял из какого то монитора.
Канал 12 Вольт явно преобразился, теперь и здесь все очень красиво.

После этого я пошел на еще один эксперимент, подключил к блоку питания жесткий диск.
Кабель с разъемом было лень искать, к тому же они не очень хорошо паяются, потому припаял прямо к плате проводки и подключил к БП.
Ну что сказать, работа на грани фола, 14.6 Вольта по каналу 12 это как бы помягче сказать, немного многовато…

А это дросселёк, который «съел» большую часть пульсаций по каналу 12 Вольт, причем установлен он на штатное место.

Но если вы думаете, что я на этом остановился, то вы глубоко заблуждаетесь.
Смотря на результаты измерений я решил попробовать исправить картину, в качесте решения напрашивался вариант добавить один виток на трансформаторе по каналу 5 Вольт, тогда ШИМ снизит напряжение на канале 12 Вольт, а после этого изменить номиналы резисторов в цепи ОС и дело в шляпе.
Сделал дополнительный виток (все фотки показывать не буду, покажу лишь как это выглядит) я получил примерно 10.7 Вольта по 12 Вольт каналу, и 4.67 по каналу 5 Вольт.
Ну думаю уже хорошо, стал менять номиналы и напоролся на грабли, я не могу поднять напряжение, так как БП начинает уходить в защиту, максимум удалось получить около 10.9 и 4.72 Вольта.
Почему так, мне пока непонятно.

Грустно, а ведь можно было взять корпус от старого ТВ тюнера, поставить туда этот БП, Кубик, и Жесткий диск терабайта на четыре.

Но я и на этом не остановился и все таки допилил данный блок питания.

И так резюме:
Плюсы
БП работает.
При некоторой несложной доработке может иметь маленькие пульсации.
Нагрев вполне нормальный, по крайней мере я считаю, что в этом плане с БП все в порядке.
Конденсаторы по выходу конечно не фирма, но по измерениям емкости, ESR и по напряжению вполне нормальные.

Минусы
В магазине на картинке был явно другой блок питания, на него то я и клюнул (к тому же на фото явно фирменный).
Болтанка напряжений не выдерживает никакой критики.
Отсутствие дросселя по каналу 12 Вольт.

Мое мнение. БП оставил очень двоякое впечатление. С одной стороны БП хоть и не такой как на картинке магазина, но вполне средний, я видел БП куда похуже (например те, что дают к USB адаптерам жестких дисков), но разбег напряжений ну очень сильный. Был вариант переделки, но почему то не вышел, буду еще разбираться, почему микросхема уходит в защиту.
Второй вариант, переключить ОС на один канал, а второй пустить в «свободное плавание».
Как вариант, можно такой БП использовать с каким нибудь контроллером по 5 Вольт и управлять им светодиодами, подключенными к 12 Вольт.
Удивил канал 5 Вольт, неплохой диод, 1500мкФ суммарная емкость фильтра, хороший дроссель и такой слабый канал.
Есть чувство, что разработчики просто где то просчитались.

Блок питания, для обзора, был предоставлен магазином tmart.

Надеюсь, что я помог кому нибудь своим обзором, я старался предоставить максимум информации.

mysku.ru

Автомобильный преобразователь напряжения с 12 вольт на 5 вольт 📹

 Всем хорошо известно, что номинальное бортовое напряжение легковых автомобилей составляет 12 вольт.  Может в некоторых случаях оно может быть 24 вольта, поскольку аккумуляторы на такое напряжение тоже встречаются, но мы об этом не знаем:)…
Однако напряжение 12 вольт не всегда является подходящим для многих электронных устройств, где применяется цифровая логика. Исторически сложилось так, что большинство логических микросхем работают с напряжением 5 вольт. Именно это напряжение зачастую и обеспечивается в машине с помощью зарядных устройств, адаптеров, стабилизаторов… Кстати, о таком зарядном устройстве мы уже рассказывали в одной из наших статей «Зарядной устройство на 5 вольт для применения в машине». Если сказать более того, то по сути, эта статья является неким продолжением приведенной нами статьи выше, с одним лишь исключением. Здесь будут собраны все возможные варианты обеспечивающие преобразование 12 вольт в 5 вольт. То есть мы разберем и относительно бесперспективные варианты на резисторах и транзисторе и поговорим о микросборках и схемах с использованием ШИМ, для реализации преобразователей напряжения в машине с 12 на 5 вольт. Итак, начнем.

Как из 12 вольт сделать 5 вольт с помощью резисторов

Использование резистора для снижения питающего напряжения  нагрузки это один из самых «неблагодарных» способов. Такое заключение можно сделать даже из самого определения  резистора. Резистор - пассивный элемент электрической цепи, обладающий определенным сопротивлением для электрического тока. Здесь ключевым будет слово «пассивный». Действительно, такая  пассивность не позволяет гибко реагировать на изменения напряжения, обеспечивая стабилизацию питания для нагрузки.
 Второй минус резистора это его относительно небольшая мощность.  Применять резистор, более чем на 3-5 Ватт смысла нет. Если необходимо рассеять большую мощность, то резистор будет слишком большим, а ток при рассеиваемой мощности не трудно посчитать. I=P/U=3/12=0,25 А. То есть 250 мА. Этого явно не хватит ни на видеорегистратор, ни навигатору. По крайней мере, с должным запасом.
 Все же ради интереса и ради тех, кому надо небольшой ток и нестабилизированное напряжение мы посчитаем и этот вариант. Так напряжение бортовой сети машины (автомобиля) 14 вольт, а надо 5 вольт. 14-5=9 вольт, которые надо сбросить. Ток скажем ток нагрузки будет те же 0,25 А при 3 Ваттном резисторе. R=9/0.25=36 Ом.  То есть можно взять 36 Омный резистор при токе потребления нагрузки 250 мА и на ней получится питающее напряжение 5 вольт.
 Теперь давайте поговорим о более «цивилизованных» вариантах преобразователя напряжения с 12 на 5 вольт.

Как из 12 вольт сделать 5 вольт с помощью транзистора

 Эта схема на транзисторе не самая простая в производстве, но при этом самая простая в функциональности. Сейчас мы говорим о том, что схема не защищена от короткого замыкания, от перегрева. Отсутствие такой защиты является неким недостатком. Актуальность этой схемы можно отнести к еще тем временам, когда не существовало микросборок (микросхем), преобразователей. Благо сейчас энных уйма и этот вариант, как и предыдущий, можно рассматривать также как один из возможных, но не предпочтительных.  Самым большим плюсом относительно варианта с резисторами будет активное изменение сопротивления, за счет применяемого стабилитрона и транзистора.  Именно эти радиоэлементы способны обеспечит стабилизацию. Теперь обо всем подробнее.

 Первоначально транзистор закрыт и не пропускает напряжение. Но после прохождения напряжения через резистор R1 и стабилитрон VD1 он открывается на уровень соответствующий напряжению стабилитрона. Ведь именно стабилитрон обеспечивает опорное напряжение для базы транзистора. В итоге, транзистор всегда открыт (закрыт) прямо пропорционально входному напряжению. Именно так обеспечивается снижение напряжения, а также его стабилизация. Конденсаторы выполняют функцию неких «электрических буферов», в случае резких скачков и провалов. Это придает схеме больше стабильности.  Итак, схема на транзисторе вполне работоспособна и применима. Ток для питания нагрузки здесь будет уже гораздо больше. Так скажем для транзистора указанного в схеме КТ815, это ток 1,5 А. Этого уже вполне достаточно, чтобы подключить навигатор, планшет или ведеорегистратор, но не все сразу!

Как из 12 вольт сделать 5 вольт с помощью микросхемы

 На смену транзисторным сборкам пришли микросхемы. Их плюсы очевидны. Здесь и электронщиком совсем не надо быть, можно все собрать без представлений, как и что работает. Хотя даже специалист не скажет, что же вшил в корпус производитель той или иной микросхемы, коих развелось на нашем рынке великое множество. Это собственно на руку нам, мы можем выбрать лучшее, за меньшие деньги. Также плюсами микросборок будет использование всевозможных защит, которые были недоступны в предыдущих вариантах. Это защита от КЗ и от перегрева. Как правило, это по умолчанию. Теперь давайте разберем подобные примеры.

Применения таких микросборок оправдано для случая, если вам необходимо питать одно из устройств, так как питающий ток соизмерим с предыдущим вариантом, порядка 1,5 А. Однако ток также будет зависеть и от корпуса сборки. Ниже приведены те же микросхемы, но в других типах корпусов. В этих случаях ток питания будет порядка 100 мА. Это вариант для маломощных потребителей. В любом случае ставим на микросхемы радиаторы.

Итак, в случае подключения нескольких устройств, придется подключать микросборки параллельно, по одной микросхеме на каждое устройство. Согласитесь, сто это не совсем корректный вариант. Здесь лучше идти по пути увеличения выходного тока питания, и повышения КПД. Именно этот вариант нам предлагают микросхемы с ШИМ. О нем далее...

Как из 12 вольт сделать 5 вольт с помощью микросхемы с ШИМ

 Очень кратко и непрофессионально расскажем о широтно-импульсной модуляции. Вся ее суть сводится к тому, что питание осуществляется не постоянным током, а импульсами. Частота импульсов и их диапазон подбирается таким образом, чтобы питающая нагрузка воспринимала питание, словно ток постоянен, то есть не было отклонений в работе, отключений, миганий и т.д. Однако за счет того, что ток импульсный, и за счет того что он прерывистый, все элементы схемы работают уже со своеобразными «перерывам на отдых». Это позволяет сэкономить на потреблении, а также разгрузить рабочие элементы схемы. Именно из-за этого импульсные блоки питания и преобразователи такие маленькие, то такие «удаленькие».  Использование ШИМ позволяет повысить КПД схемы до 95-98 процентов. Поверьте это очень хороший показатель. Итак, приводим схему для преобразователя с 12 на 5 вольт использующего ШИМ.

Вот так она выглядит "вживую".

Более подробно об этом варианте все в той же статье про зарядное устройство на 5 вольт, которое мы упоминали ранее. 

Подводя итог о преобразователе напряжения с 12 на 5 вольт

 Все схемы и варианты преобразователей, про которые мы вам рассказали в этой статье, имеют право на жизнь. Самый простой вариант с резистором будет незаменим для варианта, когда вам необходимо подключить что-то маломощное и не требующее стабилизированного  напряжения.  Скажем пару светодиодов, подключенных последовательно. Кстати, о подключении светодиодов к 12 вольтам, вы можете узнать из статьи «Как подключить светодиод к 12 вольтам».
 Второй вариант будет уместен тогда, когда преобразователь вам нужен уже сейчас, а времени или возможности, сходить в магазин, нет. Найти транзистор и стабилитрон можно практически в любой технике под списание.
 Применение микросхем один из наиболее распространенных вариантов на сегодняшний день. Ну, а микросхемы с ШИМ это то, к чему все и идет. Именно так видятся наиболее перспективные и выгодные варианты преобразователей напряжения с 12 на 5 вольт.
 Последнее по хронологии статьи, но не по информативности нам хотелось напомнить о том, как должно подключаться питание к USB разъемам, будь то mini, micro разъемы.

Теперь вы сможете не только выбрать и собрать нужный вам вариант преобразователя, но и подключить его вашему электронному девайсу через разъем USB, ориентируясь на принятые стандарты питания.

autosecret.net

12 Вольт 5 Ампер блок питания китайского производства + мой личный рецепт 🙂

Сегодня не просто обзор блока питания, а обзор двух блоков питания, один из которых полностью самодельный 🙂

Кому интересно, прошу под кат.

Изначально блок питания мне нужен был для питания кучи мелких зарядных устройств. Был заказан недорогой Бп в формфакторе ноутбучного, думаю такие БП многие видели и знают.

Но что реально скрывается у них внутри, знает не так много людей, потому расскажу и покажу подробнее.

Пришел блок питания замотанный в пакет. Так же в комплекте дали переходник, правда я так и не понял сакрального смысла данного переходника.

Но дали и дали, в хозяйстве пригодится, вдруг в следующий раз забудут дать, когда будет надо.

В комплекте был собственно блок питания, кабель питания к нему и вышеуказанный переходник. Собственно к внешнему виду блока питания претензий нет, блок как блок.

На выходном кабеле так же нет ферритового фильтра, вернее на вид он есть, только в нем ничего нет, только пластмасса.

Подаем питание на БП.

Выходное напряжение завышено, 12.54 Вольта вместо 12, хотя в среднестатистические 5% вполне вписывается, но впритирку.

Кабель питания дали весьма необычный, без заземляющего контакта.

Мне как то раньше такие кабели не попадались, хотя я знал, что они есть.

Кабель при этом на вид не такой толстый как обычный компьютерный, хотя и круглый, эдакий вариант ПВС-а. Сначала я хотел кабель порезать и посмотреть, что у него внутри. Но потом подумал, а смысл?

В итоге я просто взял и измерил сопротивление кабеля.

Прибор показал 1.589 Ома, с учетом переходного сопротивления контактов можно округлить до 1.58 Ома.

Длина кабеля около 1.08м, соответственно в обе стороны это даст 2.16м.

Воспользовавшись несложным расчетом я получил сопротивление 0,73 Ома на метр.

Дальше посмотрев в таблицу я узнал соответствующее сечение кабеля, оно составило внушительные 0.024мм/кв.

Хорошо, что кабель вещь легко заменяемая.

После этого я решил все таки посмотреть, что у него внутри.

Не то, что бы я не знал, как устроены БП. Но разбирать всякие вещи мне просто нравится 🙂

Открываются такие блоки питания очень легко. В щель между половинками корпуса вставляется лезвие ножа и постукивая небольшим молотком разрушается место склеивания половинок.

В общем тяжело и непонятно только первый раз, дальше это делается чуть сложнее чем выкрутить винты отверткой, плохо только то, что обратно собрать можно только с помощью клея.

В первую очередь бросается в глаза отсутствие фильтра питания, он даже не задуман здесь.

Но при этом есть и плюсы, выходные конденсаторы поставили 1000х25, а не 470х16 как это бывает.

В общем в среднем ничего не изменилось, улучшится работа, но увеличатся помехи.

С обратной стороны платы маркировка D-32 в моем варианте против D-26 в похожем БП. Возможно мой БП выпущен позже и потому имеет другую версию платы.

Так же можно увидеть, что конденсатор снаббера перенесен на нижнюю сторону платы, я такого не встречал, обычно они стоят сверху и не в СМД исполнении.

Рулит блоком питания неизвестный мне контроллер 63D12. Силовой транзистор такой же, 4N60C Схема блока питания предыдущей версии, отличия от данного БП минимальны. Изменено расположение некоторых элементов, под оптроном сделан защитный прорез в плате, что еще раз наводит на подозрения о более новом варианте исполнения данного БП.

Но входной конденсатор так же не закреплен. Емкость мала для заявленной мощность в 60 Ватт.

Ну и естественно тестирование БП

Нагрузочные резисторы у меня по 10 Ом, что дает ток в 1.25 Ампера. резисторов три, соответственно я буду измерять характеристики до 3.75 Ампера.

Кроме того, я проводил измерения с подключением нагрузочных резисторов прямо к плате БП.

Итак.

Ток нагрузки 1.25 Ампера, напряжение на выходе 12.55 Вольта.

Попутно я снимал осциллограммы пульсаций на выходе БП, делитель щупа установлен на ослабление входного сигнала в 10 раз. Соответственно шкала 500мВ на деление. Ток нагрузки 2.5 Ампера. Напряжение поднялось до 12.57 Вольта. Пульсации. Ток нагрузки 3.75 Ампера, выходное напряжение 12.58 Вольта, выходная мощность около 47 Ватт, т.е. 80% Пульсации при этом составили около 0.6 Вольта. Не помогли даже конденсаторы большей емкости 🙁 В конце я оставил БП работать под нагрузкой в 3.75 Ампера дальше и решил посмотреть, какие будут температуры. БП был открыт, лежал радиаторами вверх.

После 20 минут работы температура диодной сборки была 79 градусов, силового транзистора 77, трансформатора 76.

Выходное напряжение поднялось до 12.6 Вольта

На мой взгляд, многовато, максимум для этого БП 3-3.5 Ампера.

Резюме.

Плюсы

Он все таки работает 🙂

Конденсаторы на выходе установили на 25 Вольт, а не на 16, хотя их размещение около силового диода совсем не оптимально.

Для токов нагрузки 3-3.5 Ампера вполне может подойти, но на всякий случай я бы ограничил ток нагрузки в 2.5-3 Ампера (возможно я больший пессимист :)).

В схеме БП используется ШИМ-контроллер, а не встречающаяся часто схема с автогенератором.

Минусы

Нельзя использовать на 100% нагрузки.

Отсутствие входного помехоподавляющего фильтра.

Довольно большие пульсации на выходе.

Кабель никакой, менять сразу.

Элементы внутри БП не закреплены.

Мое мнение, пациент скорее жив, чем мертв. Т.е. использовать данный БП вполне можно, а если еще и 'допилить' его, заменив выходные конденсаторы на низкоимпедансные и увеличить емкость входного хотя бы до 68, а лучше до 100мкФ, то будет очень даже неплохо. Данный БП имеет потенциал для доработки, БП сопоставимой мощности, но с автогенератором я бы не рекомендовал ни в каком виде.

Подойдет для питания всяких некритичных нагрузок типа светодиодных лент и т.п.

На данном сайте много разных примеров печати интересных конструкций. но у меня как то все руки не доходят до 3D печати, а при этом тоже хочется показать что у меня - Тоже голос есть, я тоже петь хочу 🙂

В общем мой рецепт приготовления правильного блока питания .

Некоторое время назад, я сам делал блоки питания, потом стало невыгодно и я это дело забросил. Но иногда для своих нужд все таки делаю, благо платы остались и их не надо травить, а достаточно просто некоторые детали купить, а другие достать из ящика стола.

Собирал я блоки питания на известном ШИМ контроллере TOP24xY.

Этот контроллер отличается довольно хорошей надежностью (за насколько лет я спалил всего один контроллер при экспериментах) и простотой конструкции БП.

Собирать БП я буду почти по схеме из даташита.

Для сборки с использовал давно разработанную плату. Изначально она была сделана под блок питания на 12 Вольт и ток 3 Ампера. Рассчитана под установку двух вариантов радиаторов и двух типов входных конденсаторов. Список элементов я не даю, все они есть на схеме и подписаны в файле трассировки.

На рынке я купил только микросхему для него, остальные детали были уже в наличии, правда оптрон, регулируемый стабилитрон TL431, входной дроссель и Y1 конденсатор я выковырял из платы от старого монитора.

Глядя на эту фотографию подумал, чем не набор для самостоятельной сборки 🙂

Сначала установил на плату все лежачие компоненты. Лучше это сделать сразу, так как после установки габаритных деталей ставить мелкие неудобно. Установил габаритные компоненты. В качестве снаббера использован супрессор P6KE200A, я обычно не использую связку конденсатор + резистор.

Под трансформатором и силовыми диодами есть отверстия для улучшения циркуляции воздуха и лучшего охлаждения этих элементов.

Подготовил крепеж к радиатору и ШИМ контроллер.

Радиаторы я использую двух типов, для малой мощности это алюминиевые пластинки (эти радиаторы ставились в известных ЧБ телевизорах Электроника 23ТБ), для большей режу радиаторный профиль Ш-образной конструкции.

Данный контроллер умеет следить за понижением и повышением входного напряжения, а так же подключением внешних компонентов задавать ток защиты и частоту работы 66 или 133 КГц..

Данные функции я не использую, так как плата разрабатывалась еще под TOP22x, которая подобных вещей не умеет.

Но TOP24x можно легко перевести в режим работы с тремя выводами, для этого надо просто соединить четыре средних вывода, это будет эквивалент среднего вывода TOP22x.

Отличие будет только в частоте работы, TOP22x работает на 100КГц, а TOP24x на 133КГц (в данном включении).

В схеме указан TOP244, я применил TOP246, он в магазине был заметно дешевле (около 1.1доллара), по хорошему ему надо ограничивать ток защиты, но практика показала, что защита от КЗ отрабатывает отлично.

После этого я перешел к намотке трансформатора

Да, трансформатор можно купить готовый, как и блок питания. Но я держу дома запас разных сердечников и каркасов, что бы можно было в любой момент изготовить БП под любое необходимое мне напряжение.

В данном Бп использовался каркас с 8 выводами и сердечник Е25, одна половинка обычная, а вторая с укороченным центральным керном, для получения зазора (БП то обратноходовый, потому зазор необходим, без него работать не будет).

Расчет трансформатора я делал в программе PI Expert Suite 7.0.

Но иногда, для удобства намотки и лучшего заполнения каркаса я делаю больше витков, чем предлагает программа. но изменяю пропорционально количество витков всех обмоток.

Если не злоупотреблять, то все работает отлично.

Программа показала что мне надо 77 витков первичной обмотки, 9 вторичной и 8 для питания ОС контроллера.

Я немного изменил их и сделал 85 первичной, 10 вторичной и 9 для питания цепи ОС.

Намотал первичную обмотку, обмотка сделана в два слоя, для межобмоточной изоляции я использую специальную ленту, она производится с разной шириной, специально под разные размеры каркасов. После этого я намотал вторичную обмотку. Вообще строго говоря, более правильно было бы ее разместить между двумя слоями первичной, для улучшения связи, но практика показала, что на небольших мощностях проходит и вариант, когда обмотка расположена сверху первичной.

Мотал в два провода. Сначала зачистил концы, обвел их вокруг выводов каркаса, после этого намотал 10 витков.

Ну и в самую последнюю очередь обмотка питания цепи ОС (она же обмотка питания самого ШИМ контроллера), 9 витков.

Попутно намотал выходной помехоподавляющий дроссель.

Последний слой внешней изоляции обмоток, вывел концы первичной обмотки и обмотки питания цепи ОС. Главное теперь случайно их не перепутать. Расположение выводов обмоток соответственно картинке выше

Для них я использовать провод диаметром 0.3мм, для вторичной 0.63мм.

После зачистки выводов обмоток закрепляем их на выводах каркаса и пропаиваем. Половинки каркаса я склеиваю клеем (можно использовать секундный клей либо момент, БФ, непринципиально.

После этого, что бы сердечник не болтался, я обматываю его сначала узкой лентой, а после этого фиксирую всю конструкцию лентой той же ширины, что использовал для изоляции обмоток.

Это не даст рассоедениться половинкам даже если клей не будет держать, да и придает законченный вид трансформатору.

Вот так в итоге выглядит готовый трансформатор. Устанавливаем трансформатор и выходной дроссель. Предохранитель я пока не устанавливаю, позже будет понятно почему. Плата полностью спаяна, при пайке я использую припой диаметром 1мм с флюсом, дополнительно флюс в процессе не используется. Платы я заказывал на производстве сразу с лужением. При первом включении вместо предохранителя я припаиваю небольшую лампочку (15 Ватт), если БП собран без ошибок, то она либо не будет светиться вообще, либо будет еле еле накалена.

Напряжение сходу получилось то, под которое и рассчитывал, даже не потребовалось подстраивать, но возможность подстройки не помешает.

Как-то было обсуждение насчет пайки плат.

Я сделал пару фотографий как выглядит правильная пайка большинством припоев.

Остатки флюса я смыл при помощи ватки смоченной в ацетоне.

Общий вид

Один из участков поближе, если присмотреться, то видно даже мое отражение :))) БП я расчитвал на 15 Вольт и 1.5 Ампера. Ну и нагружать для теста буду соответственно на 1.5 ампера. Хотя данный БП даже в таком виде спокойно отдаст и 2 Ампера.

Выходных диодов на плате два, так как по хорошему диоды должны быть рассчитаны на тройной ток от расчетного выходного. Я установил диоды 31DQ10 (100 Вольт и 3 Ампера), так как расчетный ток был 1.5х3=4.5 Ампера.

Кстати, мне уже как то попадались поддельные диоды с таким наименованием, отличаются повышенным нагревом, будьте бдительны.

Попутно я снял осциллограмму пульсаций на выходе БП под этой нагрузкой. Делитель щупа стоит в режиме 1:1. После проверки БП под нагрузкой я подпаиваю входной и выходной кабели, для моего применения кабели будут короткие и без разъемов.

Так же сразу одеваю 'хвостики' (лучше перед пайкой), и дополнительно закрепляю кабели стяжками от вытягивания кабеля из корпуса.

Безопасности много не бывает, лучше перестраховаться.

После впаивания кабелей покрываю плату защитным лаком Пластик-70. Есть более крепкий лак - Уретан, но я его не использую, так как он дает слишком крепкое покрытие. Так выглядит полностью собранная плата, подготовлена к установке в корпус. Вид снизу. Я почти не использовал СМД компоненты, только конденсаторы параллельно выходным электролитам. Использован корпус Z-34B, т.е. высокий вариант этого корпуса, плата трассировалась именно под него, потому для установки надо прорезать 2 выреза под кабели, сделать одно отверстие под светодиод. после этого закрепить плату в корпусе при помощи четырех небольших шурупов (лучше предварительно просверлить отверстия диаметром 1.5мм в стойках корпуса). Последний этап, рассверливаются отверстия в нижней части корпуса и половинки скручиваются вместе.

Все, БП готов.

Как говорят на канале дискавери - теперь вы знаете как это сделано, ну или как это должно быть сделано.

Ну и конечно архив со схемой, трассировкой и даташитом.

Если есть вопросы, спрашивайте, с удовольствием отвечу.

3dtoday.ru

12 Вольт 6-8 Ампер блок питания, который приятно удивил.

В одном из своих обзоров я показал как сделать неплохой блок питания самому и жаловался, почему в продаже редко попадаются хорошие блоки питания. Этот блок питания мне понравился уже просто по картинке, но так как картинка бывает обманчива, я решил его рассмотреть поближе и испытать.
В обзоре будет описание, фотки, испытания и анализ небольшой ошибки при проектировке.
Продолжение читайте под катом.

Мои читатели наверняка помнят обзор «12 Вольт 5 Ампер блок питания или как это могло быть сделано.» Этот блок питания мне напомнил тот, что делал я в конце обзора 🙂

Но тесты и проверки это конечно хорошо, но начну я как всегда с того как это ехало и как приехало.
Приехал блок питания не один, про второй товар я расскажу в другой раз, думаю он будет не менее интересным. Ехал быстро, по треку добрался за 8 дней.
А вот к упаковке была претензия, но так как упаковку любят далеко не все, то я несколько фоток спрячу под спойлером.

Упаковка

Пришел заказ в обычном сером пакете, обмотанный поролоновой лентой.

Вот к такой упаковке у меня и были претензии. Упаковщик просто сложил два моих пакетика, обмотал лентой и склеил скотчем, но края остались открытыми.
В итоге пакетики и рулон ленты ехали отдельно. Очень повезло, что ехали недолго и сами по себе были упакованы в отдельные пакеты, иначе могли прорвать упаковку своими радиаторами и вылезти наружу.

Плата была упакована в привычный многим антистатический пакет, с не менее знакомой наклейкой.

Краткие характеристики:
Входное напряжение 85-265 Вольт
Выходное напряжение — 12 Вольт
Ток нагрузки — 6 Ампер номинальный, 8 Ампер максимальный.
Выходная мощность — 100 Ватт (максимальная)

Размеры платы не очень большие, 107х57х30мм.

Есть чертежик с более точными размерами, думаю он будет полезен.

Сама плата выглядит очень аккуратно, полностью соответствует фотографии в магазине, что меня приятно удивило.

На плате присутствуют довольно большие радиаторы, а сама плата выполнена в открытом исполнении, т.е. предназначена для установки в какое нибудь устройство и своего корпуса не имеет.
Брал я ее не просто так, а по делу 🙂 Есть идея переделки одного из моих устройств, но так как я был не уверен в качестве данного блока питания, то решил сначала заказать и попробовать только его, так что будет продолжение. Ну по крайней мере я надеюсь на это.

На плате присутствует входной фильтр, ограничитель пускового тока и безвинтовой клеммник по входу 220 Вольт.
На силовом трансформаторе есть наклейка DC12V-8.
Выходная обмотка трансформатора намотана в 5 проводов

Пайка очень аккуратная, выводы обкушены довольно коротко, ничего не торчит, флюс смыт полностью. Отсутствующих компонетов нет.
Плата двухслойная с двухсторонним монтажом.
Но есть мелкое замечание, на каждом из радиаторов припаян только один крепежный вывод.
На мой взгляд это не очень хорошо. Что помешало припаять оба — непонятно.
Причем на фото магазина все абсолютно точно так же.
Отмечу то, что выходное напряжение измеряется в точке, максимально близкой к выходному разъему, за это плюс, влияет на точность удержания выходного напряжения.

Основные компоненты платы поближе.
Установлен ШИМ контроллер CR6842S, который является полным аналогом более известного контроллера SG6842
Почти все установленные резисторы точные, не хуже 1%, об этом говорит четырехзначная маркировка.

Силовой транзистор 600 Вольт 20 Ампер, 0.19 Ома SPW20N60S5 производства Infineon.
Еще одно мелкое замечание, слишком сильно закрутили крепежный винт и он вжал изолирующую втулку. Транзистор остался изолированным от радиатора, да и сам радиатор изолирован от других компонентов, но впечатление несколько подпортило.
Транзистор изолирован от радиатора пластинкой из слюды.

Немного отвлекусь, на фото виден мелкий электролитический конденсатор, судя по пайке его или впаивали потом или меняли, на работоспособность это никак не повлияло (ну или почти никак).
Дело в том, что при резком изменении нагрузки от нуля до 4 Ампер или более, БП может отключиться на 0.5 секунды. Я бы советовал заменить этот электролит на что нибудь типа 47мкФх50 В.
Если такие режимы не планируются, то можно оставить и так.

Выходная диодная сборка 100 Вольт 2х20 Ампер stps41h200ct производства ST.
Радиатор на самом деле ровный, это он на фото так вышел 🙂

Так же видно пару выходных конденсаторов 1000мкФ х 35 Вольт, дроссель выходного фильтра и светодиод индикации включения блока питания.
Здесь разъем уже установили обычный, винтовой.
Хотя как по мне, для встраиваемой платы разъемы вообще вещь лишняя.

Выходные конденсаторы установлены с хорошим запасом по напряжению, это очень хорошо.
Попутно я проверил емкость и ESR этих конденсаторов, вышло так же неплохо.
Прибор показал суммарную емкость и ESR, если пересчитать на каждый в отдельности, то будет примерно 1050мкФ и 30мОм.
Конденсаторы врядли фирменные, но характеристики вполне нормальные, порадовало рабочее напряжение в 35 Вольт, Я в своих БП обычно и то применяю конденсаторы на 25 Вольт.

Ну и «что бы два раза не бегать», проверил входной электролит.
Написано 82мкФ 400 Вольт 105 градусов.
Емкость почти в норме, ESR в норме.
Производитель конденсатора Taicon.

Ну и конечно начертил схему этого блока питания. Нумерация большинства компонентов соответствует печатной плате.

Для тестирования блока питания приготовил вот такую кучку всякого разного 🙂
Ничего необычного:
Нагрузочные резисторы 3 штуки 10 Ом и одна наборка дающая в сумме 3 Ома (5 шт по 15 Ом включенных параллельно) + вентилятор.
Мультиметр
Бесконтактный термометр
Осциллограф
Всякие соединители и провода.

Тестирование блока питания

Процесс тестирования включал в себя последовательное увеличение нагрузки, при этом после каждого повышения нагрузки я ждал около 15 минут, потом измерял температуру основных компонентов и переходил на следующий шаг увеличения нагрузки.
Делитель осциллографа все это время был в положении 1:1.

1. Режим холостого хода. Напряжение 12.29 Вольта.
2. Подключен один резистор 10 Ом, Напряжение немного просело до 12.28 Вольта.

1. Подключено 2 резистора 10 Ом, напряжение 12.28 Вольта.
2. Подключено 3 резистора 10 Ом, напряжение 12.27 Вольта.

1. Подключена наборка сопротивлением 3 Ома + вентилятор, напряжение 12.27 Вольта
2. Наборка 3 Ома + резистор 10 Ом, напряжение 12.27 Вольта.

Небольшое замечание, при подключении нагрузки более 4 ампер БП может отключиться на 0.5 секунды и потом включится опять. Это происходит только при переходе из режима холостого хода, хотя бы небольшая нагрузка убирает этот эффект полностью.

1. Наборка 3 Ома + 2 резистора 10 Ом, напряжение 12.27 Вольта.
2. Режим максимальной нагрузки, наборка 3 Ома + 3 резистора 10 Ом, напряжение 12.27 Вольта.

Как я писал выше, в процессе тестирования я измерял температуры разных компонентов.
Измерялись температуры:
Силового транзистора
Трансформатора
Выходного диода
Первого по схеме выходного конденсатора.

Для более точных показаний измерялась температура непосредственно транзистора и диодной сборки, а не их радиаторов.
При мощности нагрузки 80 Ватт температуру измерил два раза, второе измерение было после дополнительного 10 минутного прогрева.

Резюме:
Плюсы
Качественная сборка
Довольно качественные компоненты с запасом.
Соответствие заявленным параметрам.
Отличная точность стабилизации выходного напряжения
Не вижу необходимости в доработке.
Низкая цена.

Минусы
Замечание к упаковке (минус магазину)
Не пропаяно по одному крепежному контакту на радиаторе.

Мое мнение.
Если честно, то мне этот БП понравился уже внешне на фотке магазина, и была уже некоторая уверенность в том, что я получу в итоге, но одно дело видеть, а другое — попробовать.
БП оставил положительные эмоции, отлично подойдет как встраиваемый в какое то из самодельных устройств.
Конечно не обошлось и без минусов, но они очень малы, в сравнении с плюсами.

Блок питания для обзора был предоставлен магазином banggood.

Надеюсь, что мой обзор будет полезен.
Конечно можно сказать, что я расхваливаю товар, но могу сказать, что блоками питания я занимаюсь около 15 лет, собрал за это время более 1000 штук, сколько отремонтировал и переделал, счет потерял. Потому нормальную вещь не похвалить не могу. Видел вещи и получше, особенно БП пром серии, но там и ценник другой.
Так же можно рассмотреть вариант такого БП, но на меньшую мощность.

Небольшое замечание китайским инженерам

Блок питания показал очень хорошие результаты, но есть небольшое замечание к конструкции, вернее к печатной плате.
Трассировка некоторых цепей выполнена неправильно, и если бы была как надо, то уровень пульсаций можно было бы еще уменьшить.
Покажу на примере.
1. Как сделано в блоке питания, этот участок можно увидеть на плате, я его немного упростил для наглядности.
2. Как это можно сделать лучше без перемещения компонентов на плате
3. как сделать еще лучше, но уже с перемещением компонентов.
Дело в том, что в силовых цепях нежелательно иметь участки, где ток может течь в двух направлениях, так как это увеличивает уровень помех.
Ток должен течь только в одном направлении.
В исходном варианте по одним и тем же дорожкам сначала течет ток заряда конденсатора, потом через них же течет ток разряда.

mysku.ru

DC ИБП с выходами 5V/9V/12V/15V/24V

Всем привет! Недавно получил источник бесперебойного питания для устройств с питанием от 5 до 24 Вольт. Да, отключения электричества сейчас не часто происходит, но вот на работе с наступлением жары и включением холодильного оборудования перебои всё же случаются, в итоге роутер перезагружается, прерываются сессии пользователей и каждый считает необходимым позвонить мне и рассказать об этом, так что данное устройство вполне имеет право на жизнь. Под катом посмотрим начинку, а так же протестируем максимальную нагрузку, пульсации и провалы при переходе на резервное питание.
mysku.ru/sku/edit/72658#

Характеристики.


Модель: SK313T
Напряжение питания: AC 100V-240V, 50Hz/60Hz(внешний блок питания)
Выходная мощность: 24 Вт
Выходное напряжение: DC 5V/9V/12V/15V/24V
USB выход: DC 5V — 1A Max
Ток заряда: 1A
Ток разряда: 2A (5V/9V/12V), 1A (15V/24V)
Системное напряжение: 11.1V
Защита от перезаряда: 12.6V
Нижняя граница напряжения: 11.4V
Защита от переразряда: 10.5V
Аккумулятор: 3 * 2600mAh 18650 lithium battery
Цвет: White
Длина кабеля: около 37 см
Размеры: 16 * 11.2 * 2.8 см
Вес: 305 г

Распаковка и внешний вид.


Черный пакет

Фирменная упаковка красочная

Из информации на задней части можно сделать вывод, что существует три модификации

Упаковано плотненько

В комплекте сам ИБП(источник бесперебойного питания), блок питания для зарядки, шнур для подключения потребителей(5.5 мм) и два переходника с выходным диаметром 3.5 мм и 5.5 мм с увеличенным внутренним диаметром.

Инструкция

Еще

На передней грани модуля расположены 5 выходных 5.5 мм разъемов от 5 до 24В и один USB

Сбоку такой же 5.5 мм разъем для зарядки

Кстати, блок питания на 12.7 Вольт 1 Ампер, чтобы хватала для зарядки 3S сборки лития.

На верхней панели модуля расположена кнопка включения и два индикатора работы / заряда

Снизу на наклейке немного характеристик

Функционал.


Установка производится довольно просто:
1. Убираем блок питания роутера
2. Вместо него подключаем модуль
3. Запитываем модуль комплектным блоком

В моем случае на шильдике роутера указано потребление 1А. По факту малость меньше, но переживал, что устройство будет разряжаться быстрее, чем заряжается.

Блок питания имеет двухцветный индикатор, который светится зеленым без нагрузки

И красным под нагрузкой, например при первоначальной зарядке.

После окончания процесса заряда включается вот такая «светомузыка»

На самом ИБП картина похожа, поначалу индикатор заряда часто мигает красным

Потом реже

Спустя несколько часов остается только зеленый свет. Кстати, блок питания поначалу грелся градусов до 50, но со временем начал остывать и в данный момент температура не превышает 40 градусов.
Модуль имеет защиту от перегрузки. Для диапазона 15-24 Вольта заявлен максимальный ток 1А, по факту после 1.5А резко просаживается напряжение до 9 Вольт, а при 2.3А срабатывает защита, индикатор работы загорается красным, а выходы выключаются. Сброс защиты происходит через 10 секунд.

Проверка нагрузкой.

Для начала выход 5 Вольт, нагрузка 2 Ампера

9 Вольт, 1 Ампер. Выходное напряжение превышает указанное на 0.5 Вольта

9 Вольт, 2 Ампера

12 Вольт 1 Ампер, потерялся 1 Вольт, осциллограмма странная, частота на глаз выше 500 кГц

Далее 15 Вольт, 1 Ампер — включается «повышайка»

Ну и 24 Вольта 1 Ампер

Чуть не забыл за USB. При 1 Ампере напряжение просело до 4.8В, думал совсем всё грустно будет, но поднял до 2А, напряжение на месте, 3 А, аналогично, в итоге на максимуме что выдала нагрузка получил 4.8В, 4.36А. Занятно.

Расчлененка.


Разбирается устройство легко — шурупы спрятаны под резиновыми ножками. Аккумулятор и выключатель подключены к плате коннекторами, вроде мелочь, а приятно. В данной модели 3S сборка, емкостью 2600 мАч

Общий вид платы с обратной стороны

В муське ограничение на размер изображения, так чт окропнул оригинал, думаю так лучше видно будет элементы

Для проверки аккумуляторов использовал аймакс.
После разряда до 9 Вольт(3 В на элемент) и заряда до 12.6, залилось 2250, так что емкость похожа на заявленную.

Итоги.


В промо обзорах свое мнение не навязываю, лишь подробно тестирую функционал, а насколько полезно устройство решать Вам =)
Единственное, подведу общий итог, т.к. в комментариях не все сделали правильные выводы по обзору:
К модулю можно подключать другие источники питания(блоки, солнечную панель), но я рассматривал текущий комплект и учитывая мощность комплектного блока питания, данное устройство можно считать источником бесперебойного питания только при нагрузке ниже 12Вт: 24В — 0,5А, 15В — 0.8А, 5В — 2А, 9В — 1.3 А, 12В — 1А.
Если нагрузка будет больше, аккумулятор будет быстрее разряжаться, чем заряжаться. Но можно использовать модуль вручную при отключениях электричества как «павербанк», которого должно хватать от 30 до 120 минут в зависимости от нагрузки.

Традиционного купона не будет, т.к. в томтопе сейчас промо на данный лот.

Как всегда, приветствуется конструктивная критика в комментариях. Всем добра =)

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

mysku.ru

Источники питания на 12 Вольт с защитными стабилитронами и диодом Шоттки

Многие читатели знают, как мне нравится писать обзоры о блоках питания. И вот так случайно сложилось, что я дорвался до некоторого количества данных устройств. Все дело в том, что не так давно в одном известном магазине появились разнообразные блоки питания «с разборки», и об одном я сегодня расскажу.

Еще в прошлом году я написал в комментах, что скоро будут обзоры разных блоков питания и я имел в виду именно эти блоки питания. Заказал я их несколько видов, три мелких «БУ» и один новый, довольно мощный. Рассказывать буду «по старшинству», потому начну с самого мелкого.
Так как блоки питания я использую часто, то заказал лотом в три штуки, но есть лоты и 1 и 5 и 10 штук. Данный блок питания не является исключением и будет использован в одном из обзоров, который я планирую подготовить в относительно скором времени.

Поставляются блоки питания в отдельных больших пакетах, а не три в одном пакете, как я изначально подумал. Т.е. фактически на складе просто ставится отметка, сколько позиций положить в корзинку.
К упаковке претензий не было, все обильно замотано вспененным полиэтиленом.

В заголовке я написал ток 0.5 (1) Ампер. По ходу обзора я поясню что это означает.
На странице товара было написано — 12 Вольт, 1 Ампер, что более чем понятно. Также там написано, что блоки питания disassemble, т.е. не новые, а выковыряны откуда-то. Моя практика показывает, что такие БП чаще имеют лучше качество сборки и схемотехники, чем новые.

Блоки питания довольно компактные, реальные размеры составляют примерно 57х35х19мм.

Компоновка платы довольно плотная, частично залита силиконом, который в некоторых местах потом пришлось срезать.
Так как плата БУ, то заметны обрезанные провода.

Платы имеют разный цвет гетинакса, да и выпущены в разное время, но все три в интервале 2007-2008 годов.

Также на платах была обнаружена и маркировка модели — 3A-064WU12, по которой я нашел их реальные характеристики.
12 Вольт, 0.5 Ампера, 6 Ватт, КПД при 115 Вольт — 74%. Там же есть и название фирмы производителя — Eng Electric Co., LTD. Так что блоки питания вполне себе фирменные.

На странице товара также есть упоминание о токе в 0.5 Ампера, но указанное как-то вскользь. Думаю подразумевалось, что 0.5 номинальный, 1.0 кратковременный. Но в любом случае, данные характеристики правильно и указывать в разделе характеристики, а не в названии товара.

Ладно, вернемся к нашим блокам питания.
1. По входу стоит предохранитель на ток в 1 Ампер. Предохранитель замедленный (T- Trage — медленные нем.), это обусловлено импульсным характером тока при включении блока питания.
2. Также по входу присутствует варистор диаметром 7мм и рассчитанный на амплитудное напряжение в 470 Вольт. Рядом с ним виден помехоподавляющий конденсатор Х типа с емкостью 0.1мкФ
3. Дальше синфазный дроссель и диодный мост.
4. Первичная и вторичная стороны соединены через конденсатор Y типа с емкостью 2.2нФ.
По большому счету можно было бы поставить пять баллов за фильтр, если бы не два недостатка:
1. Нет термистора, но возможно здесь в нет особого смысла, емкость входных конденсаторов не очень высокая.
2. Параллельно конденсатору Х типа нет разрядного резистора, без него БП может «щипаться» если вынуть вилку из розетки и сразу схватиться за ее контакты.

При этом плюс производителю за наличие помехоподавляющего фильтра и варистор.

1. По входу БП установлены два конденсатора емкостью 6.8мкФ каждый, суммарная емкость 13.6мкФ, что для заявленной мощности в 6 Ватт вполне нормально.
2. Но конденсаторы соединены не просто параллельно, между ними дополнительно включен дроссель. На фото не видно цветовую маркировку — коричневый-черный-красный-золотой.
3. Управляет работой блока питания довольно известный ШИМ контроллер VIPer-12A.
4. Рядом с контроллером находится конденсатор фильтра питания этого контроллера. Часто эти конденсаторы могут незаметно выйти из строя и «попить крови», так как внешне остаются нормальными. Если БП БУ, то рекомендую заменять их в первую очередь.

Силикон, которым залита плата, имеет небольшой желтый оттенок. Сначала я решил что это из-за нагрева компонентов, но цвет одинаков даже около компонентов, которые не греются.

Как я уже писал выше, применен ШИМ контроллер серии VIPer. Это семейство интегрированных ШИМ контроллеров, внутри корпуса микросхемы находится не только сам ШИМ контроллер, а и высоковольтный транзистор, цепи защиты от перегрузки, перегрева и перенапряжения.
Я обычно пользуюсь подобными контроллерами от другой, не менее известной фирмы — Power Integrations, мне они нравятся больше. Но по большому счету они во многом очень похожи.
Заявлено, что для корпуса DIP-8 мощность составляет 13 Ватт в узком диапазоне (230 Вольт) и 8 Ватт в широком (115-230 Вольт). Так как БП заявлен как 115-230, то получается что реальная мощность до 8 Ватт.

На блок схеме виден выходной транзистор, а также цепи защиты. В принципе я мог бы рассказать обо всем этом подробнее, но на мой взгляд это скорее тема отдельной статьи.

Во вторичной части блока питания находятся:
1. Выходной диод Шоттки на ток 2 Ампера, что опять же говорит о максимальном выходном токе не более 650-700мА. На одном из выводов диода присутствует ферритовая бусина.
2. Выходных конденсаторов два, 470 и 220мкФ, как и в случае входных производитель Samxon. Не скажу что конденсаторы высокого класса, скорее среднего, изначально это OEM от фирмы Matsushita продающийся под своим брендом. Лично меня расстроило то, что они рассчитаны на 16 Вольт, а не 25, как положено при таком напряжении.
3. Между конденсаторами есть место под дроссель для уменьшения пульсаций, но вместо него установлена перемычка.
4. Цепь стабилизации стандартна, регулируемый стабилитрон AZ431 (аналог TL431) и оптрон EL817 (аналог PC817).

По выходной цепи не понравились две вещи:
1. Отсутствие выходного дросселя.
2. Конденсаторы на 16 Вольт, а не 25.

В остальном все сделано довольно неплохо.

Качество пайки вполне терпимое. Снизу расположены остальные компоненты, а также пара стабилитронов, о которых я расскажу ниже.
Расстояние между высоковольтной и низковольтной сторонами вполне достаточное. Отсутствуют защитные прорези, но так как БП изначально проектировался под установку в закрытый корпус, то допустимо делать и так.

Схема блока питания в общем-то стандартна и фактически сделана по даташиту ШИМ контроллера. Из дополнительных мелочей, которые весьма полезны в плане безопасности нагрузки я отмечу пару стабилитронов.
ZD1 — Напряжение 14 Вольт, установлен параллельно выходу, задача — не допустить поднятия выходного напряжения выше 14-14,5 Вольт.
ZD2 — Напряжение 16 Вольт, установлен параллельно транзистору оптрона, задача — ограничить выходное напряжение в случае обрыва или выхода из строя цепи обратной связи.

В комментариях мне несколько раз писали, что я не совсем правильно подхожу к тестам уровня пульсаций. Что же, я принял информацию к сведению и попробую в этот, а также в следующие раз делать это более корректно.

Дело в том, что при измерениях я подключаюсь обычно используя «неправильный» способ, как более удобный. В этом случае земляной провод щупа работает отчасти как антенна, на которую наводятся помехи и искажают осциллограмму. Такой способ для общей оценки большого значения не имеет, но действительно является некорректным.
Картинка ниже взята из описания методики тестирования блоков питания.

Для корректного снятия осциллограмм надо подключать щуп без длинных проводов прямо на выход блока питания.

Как можно увидеть по фото, щуп осциллографа помимо земляного провода с крокодилом имеет возможность подключения сразу около самого щупа.
Используя «палки и веревки» я сделал некое подобие специального щупа для проверки блоков питания, наиболее неудобно было подключаться к центральному контакту, так как он имеет коническую форму.
Параллельно входу подключены два конденсатора, электролитический 1мкФ 63 Вольта и керамический 0.1мкФ.

Конечно то, что я показал выше, можно назвать колхозом, но даже довольно известные фирмы (та же Power Integrations) не чураются делать подобное, правда они использую для этого разъем, но у меня его не было :(.
Фото из описания применения ШИМ контроллеров серии TOP от Power Integrations, номиналы элементов взяты оттуда же.

Щуп осциллографа был подключен прямо на выходные контакты блока питания, нагрузка к дополнительно запаянному проводу.
В процессе подготовки я сравнивал осциллограмму на холостом ходу с подключенной нагрузкой и без, разницы не было.

Первое, что меня удивило при включении, напряжение на выходе 12 Вольт с точностью как минимум до второго знака. По большому счету это не имеет значения и даже если бы напряжение было в диапазоне 11.5-12.5 Вольта, то я бы сказал что нормально, но все равно приятно.
1. Холостой ход.
2. 0.25 Ампера
3. 0.5 Ампера
4. 0.75 Ампера
5. 1 Ампер
6. 1.2 Ампера.

Видно что напряжение на выходе стало падать только при токе нагрузки выше 0.75 Ампера, что в полтора раза выше заявленного. До этого напряжение держалось очень точно и снижалось примерно на 0.001 Вольта на каждые 0.25 Ампера нагрузки.

Уровень пульсаций я бы не назвал маленьким, при номинальном токе 0.5 Ампера они составили 100мВ, но даже при перегрузке не были выше чем 140 мВ.

Исследование показало, что максимальный ток, при котором блок питания стабильно держит выходное напряжение, составляет 0.9 Ампера. И это для не нового БП и при почти двукратном выходном токе.

Также мне писали, что неправильно тестировать блоки питания используя электронную нагрузку. В данном случае я несогласен с таким заключением, так как в линейном режиме полевые транзисторы нагрузки по сути представляют собой те же резисторы, но с обратной связью.
В любом случае я ради эксперимента сравнил поведение блока питания при нагрузке обычным резистором с номиналом в 10 Ом (что было под рукой). На фото видно, что плюсовой щуп нагрузки не подключен.
Напряжение конечно просело, так как ток явно выше расчетного.

Слева осциллограмма нагрузки током 1 Ампер при помощи электронной нагрузки, справа 1.08 Ампера и резистор в качестве нагрузки.
Не сказал бы, что имеется какая-то глобальная разница.

Следующий этап, тест на нагрев. Для этого я закрыл блок питания импровизированным «корпусом» и нагружал последовательно током от 0.25 Ампера до 0.9 Ампера. Ток в 0.9 Ампера был выбран исходя из того, что при этом токе БП еще нормально держит выходное напряжение. Каждый тест занимал 20 минут, общее время теста 1 час 20 минут.

Все данные свел в табличку, попутно ввел новую графу и теперь указано напряжение на начало теста (V1) и в конце (V2). Данное дополнение позволяет отследить уход напряжения от прогрева.
Само напряжение сначала может показаться менее стабильным, чем в тесте выше, но там я подключался прямо к контактам БП, здесь же с использованием куска провода, потому и вышла разница. Но могу сказать, что температурной зависимости выходного напряжения практически нет.
Зато выяснилось, что при токе нагрузки в 0.9 Ампера БП примерно через 5-7 минут снизил выходное напряжение.

Максимальная температура компонентов после завершения теста составила около 100 градусов у трансформатора и 118 у ШИМ контроллера. При токе до 0.75 Ампера (1.5 от номинала), перегрева нет.

Так выглядело ограничение выходной мощности. Я провел повторный тест на уже прогретом БП чтобы было более наглядно.
Старт, через 6 минут постепенное снижение напряжения, на отметке 20 минут я снял крышку, напряжение начало потихоньку расти, еще примерно через 15 минут пришлось несколько раз подуть на плату и напряжение быстро вернулось в норму.

Выше я посетовал на отсутствие выходного дросселя и решил эту недоработку сравнить, а заодно сравнить как изменится результат.
Использовал мелкий самодельный дроссель, буквально что было под рукой. Размер небольшой, намотан проводом 0.68мм.

Результат как говорится — налицо.
1, 2. Ток 0.5 Ампера, слева без дросселя, справа с дросселем.
3, 4. Ток 1.0 Ампера.

Предупрежу сразу, дроссель не должен иметь большую индуктивность, так как при увеличении индуктивности начнут сильно расти пульсации на первом конденсаторе фильтра и это будет вредно как для самого конденсатора, так и для защитного стабилитрона, установленного параллельно ему. Придется менять конденсатор на аналогичный, но с напряжением в 25 Вольт, а стабилитрон переносить на выход БП.

На этом все. Если коротко, то блоки питания хоть и не лишены некоторых недостатков, перечисленных в обзоре, но в целом довольно неплохие и могут быть применены для разных самодельных устройств, где не требуется большая мощность (6-8 Ватт). Блоки питания вполне фирменные и относительно качественные.
Поштучно выходят дороже и потому если покупать, то лотами по 3 или 5 штук.

Надеюсь что обзор был полезен, как всегда буду рад вопросам в комментариях.

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

mysku.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о