Схема блока питания на 24 вольта – Снова блок питания, на этот раз 24 Вольта, 20 Ампер и 480 Ватт

Снова блок питания, на этот раз 24 Вольта, 20 Ампер и 480 Ватт

По большому счету блоки питания друг от друга особо ничем не отличаются, но в этот раз все пошло по другому, отличалось многое, и об этом я и расскажу, выделяя ключевые моменты, думаю что это будет полезно.
Постараюсь сделать обзор коротким, ну или по крайней мере не очень длинным 🙂

Отличия начались еще с упаковки. Для начала в коробке было специальное "окошко", через которое видно наклейку с наименованием БП, удобно.
Во вторую очередь оказалось, что БП запаян в пленку, что также раньше мне не встречалось.

Внешне блок питания практически не отличается от предыдущей модели мощностью 360 Ватт, те же размеры, такая же решетка вентилятора.

В своих обзорах я практически всегда показываю фото клеммника. Начал я так делать после комментария, где мне писали что бывают БП, где крышка не открывается полностью, и вот мне тоже попался такой блок. Позже выяснилось, что это можно исправить, но "из коробки" крышка полностью не открывалась, неудобно.

Маркировка клемм не в виде наклейки, а проштампована на крышке. Также сделана предупреждающая надпись около вентилятора.
Крышка довольно тонкая, в одном месте ее даже продавило.

Как водится, есть и резистор для подстройки выходного напряжения, а также светодиод индикации работы.
Блок питания промаркирован как S-480-24. Выходной ток 20 Ампер. Я наверное никогда не пойму, зачем БП маркируют как LED Power supply, при чем здесь светодиоды если Бп универсальный, видимо так они лучше продаются.
Присутствует предупреждающая наклейка, а также переключатель 110/220 Вольт.
Выпущен БП в конце 2016 года, можно сказать что свежий.

Когда я снял крышку, то на некоторое время даже завис 🙂 Ну наконец то что-то отличное от уже набивших оскомину классических БП на базе TL494. Внутри практически пусто, как говорится -это жжж.. неспроста.

Корпус также немного отличается, обычно крышка крепится на шести винтах, в данном случае два винта и пара выступов вверху.

Чтобы было лучше понятно разницу между "классическим" БП и этим, я сделал пару фото в сравнении с предыдущим БП 12 Вольт 360 Ватт.

Первым делом осмотр крепления силовых элементов. И хотя если транзисторы или диоды стоят парами, то 99% что проблем не будет, я все равно продолжаю осматривать крепеж.
Транзисторы и диоды прижаты планками к алюминиевому корпусу. Но теплораспределительных пластинок нет, т.е. силовые элементы просто прижаты к самому корпусу.
Замечаний нет, все ровно и аккуратно, даже накидали теплопроводящей пасты, сначала может показаться что ее уж слишком много, но на самом деле под элементами остался совсем тонкий слой.

Если внимательно посмотреть на второе фото, то можно заметить маркировку на печатной плате, судя по которой плата проектировалась для БП мощностью 360 Ватт.

Охлаждает начинку вентилятор диаметром 60мм. По ощущениям довольно производительный, впрочем об этом говорит и соотношение мощности к его размеру. Шумит не очень сильно, но заметно.

Первым же тестом идет измерение диапазона регулировки выходного напряжения.
1. Исходно БП был настроен на чуть большее чем 24 Вольта напряжение.
2. Минимально можно выставить около 14 Вольт, но работает БП в таком режиме нестабильно, пришлось переключить тестер в режим отображения минимальных и максимальных значений. Судя по всему БП в таком режиме недогружен, ШИМ контроллеру не хватает питания и он делает постоянный рестарт.
3. Стабильно БП начинает работать ближе к напряжению в 20 Вольт.
4. Максимально получилось выставить около 27 Вольт.
5. Выставляем штатные 24 Вольта и замечаем две вещи. Регулировка довольно грубая, непонятно зачем сделали регулировку аж от 14 Вольт, вполне могли урезать диапазон до 20-27, было бы более плавно.

6. Но проблема в другом, по мере прогрева выходное напряжение немного "плывет" вверх, это можно заметить по параметру МАХ и времени рядом.

Раз уж измерял напряжение, то попутно измерил емкость входных и выходных конденсаторов.
Входные имеют суммарную емкость в 313 мкФ, что маловато для мощности 480 Ватт, с выходными картина не лучше, около 7000мкФ, тоже хотелось бы больше. Но как я неоднократно указывал, у брендовых БП емкость выходных конденсаторов примерно такая же при подобных характеристиках БП.

Вот теперь можно спокойно разобрать и посмотреть, какие отличия нам приготовили китайские инженеры.

Первый "сюрприз" ждал меня практически сразу. Еще при разборке я обратил внимание, что мест для винтов крепления платы пять, а самих винтов всего четыре. Но отсутствовал не средний, как обычно, а угловой.

Забегая немного вперед, скажу, винт нашелся когда я случайно стукнул плату уже ближе к концу осмотра, предположительно он был под трансформатором. Непорядок.

На входе блока питания установлен фильтр от помех, поступающих со стороны блока питания в сеть. Фильтр набран в типичной для подобных БП конфигурации.

1. Перед фильтром установлен предохранитель и пара термисторов для ограничения пускового тока. Иногда меня спрашивают, а зачем отмечают в таких БП фазу и ноль. Дело в том, что в БП один предохранитель и стоит он обычно по линии фазы, соответственно при выходе БП из строя электроника не только обесточится, а и не будет под потенциалом фазы.
2. Дальше идет помехоподавляющий конденсатор и двухобмоточный дроссель, намотанный довольно толстым проводом.
3. Все помехоподавляющие конденсаторы, которые влияют на безопасность, применены правильного Y2 типа. В фильтре использован только один простой высоковольтный конденсатор, но его применение не снижает уровень безопасности.

4. Диодный мост набран из четырех диодов 1N5408, что на мой взгляд не очень хорошо при таких мощностях, спасает ситуацию только активное охлаждение. Зато рядом видно место под установку конденсатора. На это место можно установить конденсатор на напряжение 400-450 Вольт и он будет "помогать" уже установленным.

Необычно выглядят четыре фильтрующих конденсатора вместо привычных двух. На корпусе значок известной фирмы, но не обольщайтесь, это не фирменные конденсаторы. Внешне это заметно по кривизне термоусадки вверху корпуса.
Заявленная емкость фильтра 470мкф, включение 2S2P, реальная емкость 313мкФ, я не думаю что реальные фирменные конденсаторы имели бы такой разброс, да и сам габарит говорит за себя.

Что интересно, трансформатор применен примерно того же размера, что и в предыдущем БП 360 Ватт. Но работает обозреваемый БП на частоте в 2 раза больше, чем у предыдущего.

1. В этот раз применены полевые транзисторы, а не привычные по предыдущим обзорам, биполярные. Транзисторы IRFP460, но судя по внешнему виду транзисторы отличаются, что может говорить об их БУшности, потому как на нормальном производстве обычно транзисторы из одной партии, не говоря о внешнем виде.
2. Примерно та же картина и с выходными диодыми сборками. Обе имеют маркировку 43CTQ100, но при этом разные внешне.
3. Выходной дроссель намотан в четыре провода и имеет относительно небольшой размер, особенно в сравнении с предыдущими моделями БП, которые я обозревал.
4. Выходные конденсаторы неизвестного производителя, напряжение 35 Вольт, емкость 2200мкФ.

Выходной помехоподавляющий дроссель привычно отсутствует, да и вообще в мощных БП (по крайней мере китайских) попадается крайне редко.
Рядом с конденсаторами находится мощный резистор, "благодаря" которому при прогреве "уползает" выходное напряжение.

Обычно в обзорах я осматриваю печатную плату и чаще всего пишу - плата чистая, пайка аккуратная, но не в этом случае, здесь все наоборот.

Но кроме всего прочего меня удивила разводка печатной платы. Чаще всего рекомендуется размещать силовые узлы как можно ближе друг к другу. А если сказать точнее, то - связанные силовые узлы.
В данном случае мы видим кучу длинных дорожек идущих от силовых транзисторов к трансформатору, параллельно им идет дорожка питания, а также общий провод. На мой личный взгляд такое решение не очень правильно и чревато большими помехами в радиоэфире. Ситуацию спасает только полностью металлический корпус блока питания, который рекомендуется заземлить.

Выходная часть большей частью представляется из себя полностью залуженные полигоны, что правильно при таких токах.
Но если посмотреть чуть ниже, то мы увидим жменьку радиодеталей, это элементы цепи обратной связи, с другой стороны платы, сразу над ними, расположен нагрузочный резистор (нарисовал на фото), который ощутимо греется. Нагрев влияет на компоненты и напряжение "плывет", не помогают даже точные резисторы. В данном случае это не страшно, так как уход небольшой, но он есть. Перфекционисты могут просто поднять резистор над платой и попутно уменьшить нагрев стоящего рядом электролитического конденсатора.

А вот за резисторы под сетевым фильтром спасибо. Мало того что резисторы стоят как минимум парами, а в цепи питания ШИМ контроллера так вообще 4 штуки. Так еще и присутствуют резисторы до диодного моста и после. Первые разряжают входной помехоподавляющий конденсатор, вторые, конденсаторы фильтра питания.

БП собран на базе популярного ШИМ контроллера UC2845, потому получается, что БП однотактный. Еще одно важное отличие, так как предыдущие были на базе TL494. По сути оба ШИМ контроллера разработаны примерно в одно время, потому на данный момент являются самыми классическими среди применяемых в БП. Данная особенность является плюсом, так как такие БП проще в ремонте.

Не обошлось и без косяков. Вообще китайский БП и косяки, братья навек, меняется только уровень.
В данном случае сразу был обнаружен неприпаянный вывод снаббера одного из выходных диодов, не очень хорошо.
Кроме этого по всей плате видны мелкие шарики припоя, а также следы от пайки в ванне. Данные следы могут либо вообще не повлиять, либо просто выгореть при первом включении и также никак не повлиять, либо вывести БП из строя. Исправляеются недоработки очень просто, но технолог на производстве явно получает свою зарплату зря, если он там вообще есть.

Блок питания с такой схемотехникой я еще не обозревал, потому вдвойне было интересно начертить его схему. Если на фото кажется что деталей в нем совсем мало, то глядя на схему такое ощущение пропадает.

Дальше я разбил схему на условные узлы, цвета могут быть малоконтрастны, извините, выбор небольшой.
1. Красный - силовая высоковольтная (горячая) часть
2. Синий - выходная низковольтная (холодная) часть, узел обратной связи и схема питания вентилятора.
3. Зеленый - ШИМ контроллер и его штатная обвязка.
4. Оранжевый - предположительно узел плавного старта и защиты от КЗ на выходе.
5. Неизвестный мне цвет - диод около трансформатора, узел защиты от насыщения трансформатора.

Номиналы и позиционные обозначения в большинстве соответствуют реальности, но номиналы некоторых SMD конденсаторов указаны ориентировочно, так как я не выпаивал их из платы.

Данный БП построен по однотактной прямоходовой (Forward) схемотехнике, тогда как более распространенные маломощные однотактные БП строятся по однотактной обратноходовой (Flyback).
На блок схеме я выделил цветом узлы прямоходового преобразователя (справа), которых нет в схеме обратноходового (слева). В прямоходовом добавлен диодов, дроссель и одна из обмоток трансформатора включена в обратной полярности (это важно).
Кроме того есть еще одно отличие, в случае прямоходовой схемы у сердечника трансформатора не делают зазор, который обязателен в обратноходовой схеме.

Прямоходовая схемотехника (особенно однотактная) очень похожа на классический понижающий (stepdown) преобразователь.
В обоих схемах входной ключ "накачивает" выходной дроссель, а в паузе через диод отдает энергию в нагрузку. Только в случае прямоходомого БП в роли ключа выступает как сам транзистор, так и трансформатор и один из выходных диодов.
Покажу сходные узлы, они обозначены одним цветом для наглядности. Думаю что теперь понятно, почему выше я писал, что фильтрующего выходного дросселя в этом БП нет, потому как тот что установлен является накопительным. Закорачивать этот дроссель категорически нельзя.

Обычно прямоходовая схема используется при больших мощностях, а обратноходовая при малых. Обусловлено это тем, что у обратноходовой схемы трансформатор имеет зазор и размеры трансформатора начинают становиться существенными, кроме того контролировать выбросы труднее и схема может работать менее стабильно.

Но у прямоходовых мощных схем также хватает сложностей. В данном случае в схему добавлен дополнительный диод и обмотка трансформатора. Эта цепь необходима для защиты трансформатора от насыщения при нештатных ситуациях (например КЗ в нагрузке). В цветном варианте схемы этот узел отмечен "неизвестным цветом".
Цитата, описывающая этот узел, взята отсюда (внимание, возможна навязчивая реклама).

Данная схема имеет несколько существенных недостатков. Во-первых, работа с однополярными токами в обмотках трансформатора требует мер по снижению одностороннего намагничения сердечника. Во-вторых, при размыкании ключа энергия, накопленная в индуктивности намагничения трансформатора, не может «разрядиться» самостоятельно, поскольку все выводы трансформатора «повисают в воздухе». В этом случае возникает индуктивный выброс — повышение напряжения на силовых электродах ключевого транзистора, что может привести к его пробою. В-третьих, короткое замыкание выходных клемм преобразователя обязательно выведет силовую часть из строя, следовательно, требуются тщательные меры по защите от КЗ.

Недостаток, связанный с намагничением сердечника однополярными токами, присущ всем однотактным схемам, и с ним успешно бо-рятся введением немагнитного зазора. Для борьбы с перенапряжениями используется дополнительная обмотка, «разряжающая» индуктивный элемент в фазе холостого хода током г3, как показано на рисунке

Дабы не перегружать читателей ненужной информацией, завязываю с теорией и перехожу к практике, а точнее к тестам.

Тестовый стенд стандартен для моих обзоров и состоит из:
1. Электронная нагрузка
2. Мультиметр
3. Осциллограф
4. Тепловизор
5. Термометр
6. Ваттметр, обзора нет.
7. Ручка карандаш и бумажка.

Уже на холостом ходу присутствуют небольшие пульсации, в данном случае некритичные.

Для теста использовалась комбинация из резисторов и электронной нагрузки.
1. Сначала было подключено два резистора, которые обеспечивали ток нагрузки около 4.8 Ампера, электронная нагрузка добавляла нагрузку до 5 Ампер.
Пульсации на мой взгляд великоваты для 25% нагрузки.
2. Та же пара резисторов с током 4.8 Ампера + 5.2 на электронной, в сумме 10 Ампер.
Пульсации более 100мВ, выходное напряжение немного поднялось, что хоть и является побочным эффектом, но в данном случае полезным.

1. Два резистора 4.8 Ампера + 10.2 на электронной, в сумме 15 Ампер.
Пульсации выросли, причем довольно существенно. На осциллографе выставлено 50мВ на клетку, щуп в положении 1:1, дальше можете посчитать сами.
Выходное напряжение еще немного поднялось.
2. В дополнение к двум нагрузочным резисторам добавил третий, в сумме получилось 7.2 Ампера + электронная 12.8, в сумме 20 Ампер ток нагрузки.
Пульсации еще выросли и стали очень ощутимыми, на установленном пределе измерения еле хватает экрана оциллографа.
Выходное напряжение также немного поднялось, но отмечу один момент. Выше я писал, что по мере прогрема напряжение растет, в процессе теста напряжение стояло жестко. Колебания если и были, то в пределах одного последнего знака. Т.е. подняли ток нагрузки, напряжение поднялось и не меняется до следующего шага теста, так что здесь плюс.

Измерение КПД стало уже неотъемлемой частью моих тестов БП, не обошел я вниманием и этот экземпляр, тем более что он имеет другую схемотехнику.
В итоге у меня вышло:
Вход — Выход — КПД.
7.1 — 0 — 0
144 — 120 — 83,3%
277 — 240 — 86,6%
414 — 360 — 86,9%
556 — 480 — 86,3%

На мой взгляд КПД находится на довольно приличном уровне, лучше чем у предыдущих БП, обзоры которых я делал.

Теперь по поводу температуры и ее распределения между элементами.
Больше всего нагревается входной диодный мост и трансформатор, но в обоих случаях температура находится далеко от критичной, потому я вполне могу сказать, что БП мог бы выдать и 550-600 Ватт. Особенно отмечу низкую температуру силовых транзисторов, они не прогревались выше 52 грудсов даже при максимальной мощности.
Тест проходил стандартно, 20 минут прогрев на 25% мощности, потом 20 минут на 50% и т.п. Общее время теста составило около полтора часа так как последний тест я решил немного продлить.
По большому счету не имело значения сколько бы я тестировал этот БП, так как термопрогрев у устройств с активным охлаждением наступает очень быстро и что через 20 минут, что через час, температура будет почти неизменной. У БП с пассивным охлаждением это время гораздо больше, потому я стараюсь тестировать их дольше.

Но не обошлось и без одной не очень приятной мелочи, свойственной блокам питания с активным охлаждением. Дело в том, что нормальная температура компонентов сохраняется в основном благодаря постоянному току воздуха внутри корпуса. Когда я снимал крышку для тестов, то отмечал быстрый рост температуры. К сожалению данная особенность свойственна всем БП имеющим активное охлаждение и при нагрузке выше 50% с остановленным вентилятором обычно заканчивается печально.

Чаще всего такое происходит из-за перегрева силового трансформатора. Я частенько отмечаю важность контроля температуры именно трансформатора, так при нагреве выше определенной температуры феррит теряет свои свойства.
Если объяснить "на пальцах", то происходит следующее:
Представьте себе насос (транзисторы инвертора), схему управления (ШИМ контроллер), баллон (трансформатор) и клапан (выходные диоды).
Насос качает воду (допустим) в баллон, потом пауза, выходной клапан сливает воду, потом цикл повторяется.
Чем больше нужна мощность, тем больше воды мы качаем в баллон. Но тут происходит перегрев, объем нашего баллона уменьшается раз в 5, но схема управления этого не знает и пытается качать как и раньше. Так как баллон стал меньше, то насос начинается работать с большой перегрузкой, а дальше два варианта, либо лопнет баллон, либо сгорит насос. Так как баллон очень крепкий, то выгорает насос, чаще всего унося с собой и схему управления и предохранитель.
Потому важно следить не за транзисторами, температура которых можно достигать и 150 градусов, а за трансформатором, у которого предел 110-120 градусов.

Блок питания не имеет контроля работы вентилятора и термозащиты, потому в случае его остановки (пыль, заклинивание), скорее всего сгорит. Такая ситуация с многими блока питания и потому важно следить за состоянием системы охлаждения.

На фото видно рост температуры трансформатора, где буквально за 20 секунд она поднимается с 92 градусов до 100 при снятой крышке. На самом деле температура изначально была ниже, просто она успела подрасти пока я открыл крышку и делал первое фото.

Зато в процессе теста нагрузочные резисторы грелись от души, температура около 250 градусов даже при обдуве, температура электронной нагрузки была существенно ниже, хотя на ней рассеивалось почти в 2 раза больше. Зато после последжних тестов у моей нагрузки в итоге подгорел один из термовыключателей и она норовила выключиться гораздо раньше чем достигала перегрева, никак не займусь новой версией.

Выводы.
Не буду расписывать преимущества и недостатки, а постараюсь дать выжимку из того, что я увидел.
Блок питания прошел тест под полной нагрузкой, нагрев был в пределах нормы и даже ниже ее, что дает возможность предположить нормальную работы и при заметно больших мощностях.
Но вот качество изготовления сильно хромает, также расстраивает заниженная емкость входных и низкое качество выходных конденсаторов. Данное устройство больше похоже на конструктор для сборки нормального БП, но укомплектованный абы как.

Получается что с одной стороны ругать не хочется, ведь БП работает, и работает нормально, с другой мелочи в виде капелек припоя, выпадающего винтика и т.п. требуют "доработки напильником".

Магазин дал купон для обзора - S480power, с ним цена выходит $22.99. На мой личный взгляд, даже с такими недоработками цена вполне адекватна, если не страшит перспектива проверки и доработки, то вполне нормально. Если хотите вариант купил и пользуйся, то лучше взять Менвелл, но цена будет выше. Купон будет действовать две недели.

На этом все, как обычно жду вопросов, а также комментариев. Ну а меня ждет блок питания мощностью 600 Ватт.

www.kirich.blog

Импульсный блок питания 24В 18А

Импульсный блок питания рассчитан на выходное напряжение в пределах 20-28В, при максимальном долговременном токе нагрузки 10А без принудительного охлаждения и до 18А при использовании вентилятора. В качестве контроллера используется широко распространенная в промышленных устройствах микросхема UC3825. Ее выбор был обусловлен, прежде всего, наличием. Ну, а раз она является (наряду с 3525) промышленным стандартом, то и не пришлось долго раздумывать.

Блок питания представляет собой типовой полумост с оптронной развязкой ОС по напряжению. Защита по току осуществляется с помощью трансформатора тока.

К особенностям можно отнести повышенные требования к монтажу и конструкции. Причин тут несколько. Во-первых, примененный контроллер имеет высокую граничную рабочую частоту, управляющие входы контроллера достаточно высокоимпедансные и чувствительны к наводкам. Это обязывает соблюдать некоторые правила монтажа такого контроллера и его обвязки. Во-вторых, специфика применения данного БП предъявляла жесткие требования по различным помехам, как радиочастотным, так и акустическим. Последнее наложило ограничение на разработку конструкции, в частности, на минимизацию габаритов и размещение некоторых компонентов. Часто используемое «компьютерное» расположение силовых элементов и радиаторов было исключено, как и применение комплектующих рассчитанными на эксплуатацию в основном, в режиме обдува, то есть, без заметного запаса по параметрам. Это касается прежде всего размеров сердечников трансформатора и дросселя L1.

Схему БП можно условно разделить на три части. Первая - это входные цепи питания, содержащие противопомеховый фильтр, варистор и узел ограничения броска тока заряда конденсатора фильтра питания, состоящий из резистора R16 и простейшего реле времени на транзисторе VT4. Вторая – узел контроллера, выделенный синим цветов. И третья, силовая, преобразовательная часть, с фильтром на выходе.

В зависимости от требований, используется также плата дополнительных фильтров, если в этом есть необходимость.

Рисунки печатных плат в формате lay можно скачать здесь.
На печатных платах детали не промаркированы, но учитывая несложность конструкции, определить их соответствие принципиальной схеме, несложно.
Схема собрана на двух печатных платах, основной и субплате контроллера. Так удалось решить проблему с чувствительностью этой микросхемы к различного рода наводкам. Обратите внимание, что субплата контроллера двусторонняя, на одной смонтированы SMD компоненты, а другая сторона в виде сплошной фольги, использована как общий провод и экран.
Конденсатор С6 установлен навесным монтажом, поверх С7.

Данные намоточных компонентов:

Трансформатор Tr1 намотан на сердечнике из феррита N67 размером 26х6х6 и содержит 3х16 витков провода ПЭЛШО 0.35.
Tr2 выполнен на таком же феррите, размер сердечника 42х10х20, первичная обмотка выполнена литцендратом из проводов 0.08 и суммарным диаметром скрутки 1мм, с общей шелковой изоляцией и содержит 17 витков.
Вторичная обмотка - 2х5 витков медной ленты толщиной 0.4 и шириной 12 мм.
Вспомогательная обмотка для питания контроллера содержит 2х3 витка провода ПЭЛШО 0.35

Дроссель L1 на кольце из спеченного мопермаллоя, проницаемостью 63. Размеры кольца 28х15х15, цвет защитного покрытия - желтый, с белым торцом. Число витков - 25.
Трансформатор тока использован готовый, первичная обмотка представляет собой пропущенный в отверстие кольца провод МГТФ c диаметром жилы ок. 1.5мм.
Вторичка - примерно 150 - 200 витков провода на кольце М16х8х6, проницаемость около 2000.
Дроссель L2 готовый, на ферритовом стержне, диаметр провода 2мм.

Дросселя внешних фильтров выполнены на ферритовых сердечника с высокой проницаемостью (4000) , при их намотке следует правильно расположить обмотки, чтобы исключить подмагничивание сердечника - для этого каждая полуобмотка мотается на свой половине кольца, а направление намоток должно быть противофазным.

Следует отметить, что зачастую, применение тех, или иных деталей, определялось их наличием, а не обязательной необходимостью применять именно этот компонент. При повторении ИБП стоит это учитывать.
Обратите внимание на обязательное подключение конденсатора С27 к корпусу радиатора. В противном случае могут возникнуть паразитные колебания. Реле Rel1 любое, на рабочее напряжение 24В и ток через контакты не менее 3А. 

Внешний вид ИБП:

Вид сбоку на монтаж силовых полупроводников:

Вид снизу

Субплата контроллера

Обратите внимание на то, что выходная отрицательная шина питания, заземлена на радиатор при помощи полоски медной фольги шириной 10мм, которая заведена под стойку платы и прижата винтом крепления.

Обсуждение БП здесь.

 

www.qrz.ru

24 Вольта 100 Ватт блок питания с неплохим результатом

В апреле я делал обзор довольно интересного и качественного блока питания на 12 Вольт. Мне он тогда очень понравился соотношением цены и качества. Но в комментариях и потом в личке меня спрашивали про такой же блок питания, но на 24 Вольта. Этим обзором я постараюсь выполнить эту просьбу и покажу что он из себя представляет.

Вообще мне еще и самому было интересно отличие этих блоков питания, но в основном не столько в плане технических характеристик, а самого изготовления, так как сами блоки питания почти одинаковы, но что будет в этот раз…

Небольшое отступление.
Блоки питания на 24 Вольта в быту распространены гораздо меньше чем их 12 Вольт собратья, хотя в производстве они применяются очень широко. Но они имеют ряд своих преимуществ.
При еще вполне безопасном напряжении, они например могут помочь запитать светодиодную ленту с меньшим падением в кабеле и самой ленте (естественно если лента на 24 Вольта). Также такие блоки питания применяются в небольших самодельных станках (ищется по аббревиатуре CNC).

Сначала как всегда небольшой комментарий по поводу упаковки. К сожалению в магазине не вняли моим слова насчет того, что у упаковки неплохо было бы заматывать и торцы.
Правда в этот раз плата никуда не уехала из своего пакета, но вполне могла это сделать как в прошлый раз.

Упаковка

Прислали блок питания в сером пакете замотанный в толстую пленку из вспененного полиэтилена, но как я написал выше, торцы опять не замотали 🙁

Чтобы не плодить много отсылок к предыдущему обзору, я повторю в этом часть информации которая была там, естественно относящуюся уже к этому блоку питания. Думаю так будет корректнее.
Для начала несколько общих видов блока питания.

Внешне плата мне показалась более аккуратной, а трансформатор немного больше, чем в прошлом варианте. Но На самом деле в трансформаторе использован тот же сердечник, просто из-за большего количества изоляционной ленты он кажется больше 🙂

Плата имеет такие же радиаторы как и в 12 Вольт версии, только радиатор диода немного смещен к трансформатору, буквально на 2мм. Видно была какая то оптимизация, правда смысл ее от меня как то ускользает.

На входе блока питания установлен такой же безвинтовой клеммник как и в прошлый раз, изменился входной дроссель, теперь он намотан чуть более толстой проволокой, соответственно имеет меньшую индуктивность, мне кажется это лишнее, в прошлом было лучше.
Так же присутствует помехоподавляющий конденсатор, здесь все в порядке.

Краткие характеристики:
Входное напряжение 85-265 Вольт
Выходное напряжение — 24 Вольта
Ток нагрузки — указано 4-6 Ампер*
Выходная мощность — 100 Ватт (максимальная)

Размеры платы как и в прошлый раз составляют 107х57х30мм.

*- Как мне кажется, насчет 6 Ампер производитель (или магазин) явно загнули, так как 6 Ампер это почти 150 Ватт при заявленной 100. Скорее этот БП по току является половинным вариантом предыдущего, т.е. 3 Ампера номинальная и 4 Ампера максимальная.

Чертеж с габаритными размерами платы.

Сравнительное фото двух блоков питания, вверху 24 Вольта, внизу 12 Вольт.

И соответственно сравнительное фото печатных плат.
Вот отсюда начались отличия блоков питания. При почти полном сходстве сверху, они заметно отличаются снизу.
Что бросилось в глаза сразу после распаковки, так это некрасивая пайка и грязная плата.
Похоже что ее пытались мыть, но видимо попала она в мойку уже после кучи других плат так как имеет почти равномерный белый налет.
Пайка же просто матовая, это видно даже на таком фото.

Топология платы почти не изменилась, хотя разница есть. Правда есть и небольшой плюсик, теперь радиаторы припаяны за оба крепежных вывода, а не по одному, как в прошлый раз.
На плате видно, что один из крепежных выводов радиатора диода находится в опасной близости от минусовой дорожки. Сначала я немного заволновался, но потом заметил, что диод то изолирован от радиатора. Это ухудшает теплопередачу с диода на радиатор, но увеличивает безопасность и уровень помех в эфир.

«оптимизация» коснулась и элементной базы. В прошлом обзоре я отдельно отметил то, что применены точные резисторы, в этот раз производитель поставил обычные. Я не скажу что это плохо, точные резисторы тут не особо и нужны, но видно что плату «оптимизировали» не только в плане смещения радиатора.
Также как и в прошлый раз применен ШИМ контроллер CR6842S, который является аналогом более известного контроллера SG6842.

Я не стал чертить новую схему, так как она почти 1 в 1 с 12 Вольт версией, но внес все изменения, которые касаются конкретного БП.

Случайно заметил, что на плате присутствуют какие то непонятные следы в районе мощного SMD резистора. Производитель явно стал экономить.
С одной стороны экономия это хорошо, с другой, главное чтобы она не сказалась потом на качестве.

В качестве силового применен немного другой транзистор чем в прошлый раз, 20N60C3
Он немного отличается в лучшую сторону, 650 Вольт против 600, 20.7 Ампера против 20 и 2400пФ емкость затвора против 3000пФ у предыдущего. Измерения под нагрузкой покажут, но пока неплохо.

В прошлый раз я заметил, что конденсатор питания ШИМ контроллера стоял с заниженной емкостью. В этом БП все в порядке. Кстати мне потом писали люди, купившие блоки питания после моего обзора, у них так же стоял правильный номинал, а так как мой был перепаян, то думаю что это мне так «повезло».

В качестве выходного диода применена диодная сборка 100 Вольт 2х20 Ампер stps41h200ct производства ST.
Я бы не сказал что это хорошо, так как точно такая же сборка стояла и в прошлом БП, рассчитанном на 12 Вольт. Программа в которой я рассчитываю свои БП выдает обратное напряжение 110 Вольт при 24 Вольта выходном. Конечно она рассчитана под другой тип ШИМ контроллера. Программа выдает расчет с запасом, но я всегда ставлю в такие цепи диод на 150 Вольт.
Так что можно сказать, что здесь выходной диод стоит впритык по обратному напряжению 🙁
Зато в снаббере применили более высоковольтный конденсатор, хотя как по мне его емкость великовата для данного напряжения. Возможно это отчасти и защищает выходной диод.

Выходные конденсаторы также как и в прошлом БП имеют емкость в 1000мкФ и рассчитаны на 35 Вольт. Конденсаторы, как и в прошлый раз, не фирменные, так как Nichicon FW серии имеет золотистый цвет и довольно дорогие, да и позиционируются они для усилителей звука и т.п.

Но написано это одно, а на самом деле это совсем другое, потому конечно я измерил их реальные характеристики. И они практически сошлись с характеристиками конденсаторов в 12 Вольт БП из чего я могу заключить, что это одни и те же конденсаторы, но в разной «упаковке».
Выходные — 1100 мкФ, 30 мОм (на фото измерены два параллельно)
Входной — 79.9 мкФ, 0.162 Ома.(этот имеет лучшие характеристики чем в прошлый раз)

Дальше немного о недостатках
Для начала о более грустном. В качестве межобмотчного конденсатора применен не специальный Y конденсатор, а обычный высоковольтный. Такая картина была и в мелком 12 Вольт БП.
В целях безопасности лучше заменить.
А менее грустным было то, что на плате был поврежден резистор снаббера диода. Без него Бп лучше не использовать, да и вообще я всегда перед включением осматриваю плату на возможные повреждения.
Снаббер необходим по нескольким причинам, уменьшение напряжения выбросов (помогает аналогичной цепи на высоковольтной стороне), защищает выходной диод от коротких импульсов, уменьшает помехи от переключения диода.
Резистор был номиналом 5.6 Ома, такого у меня не нашлось, потому поставил 6.8 Ома, значения особого это не имеет, можно поставить даже 10 Ом, работать будет практически так же.

С внешним осмотром покончили и переходим к более «вкусному», тестированию БП под нагрузкой.
Это мне было не менее интересно, чем просто внешнее сравнение.

Тестирование блока питания

Испытывать блок питания я буду почти так же как и в прошлый раз, за исключением того, что в качестве нагрузки будут использоваться не резисторы, а новая электронная нагрузка.
Пока она находится на стадии обкатки, потому я сначала проверю на небольшом блоке питания, но более мощные БП уже на подходе 🙂

В групповое фото не вошел мультиметр, я подключил его потом. Вообще электронная нагрузка неплохо умеет и сама измерять напряжение, но так как она подключена кабелем, с далеко не нулевым сопротивлением (сверхпроводники закончились, увы 🙁 ), то на больших токах он может немного занижать показания.
Мультиметр на фото вышел плохо, потому на всякий случай я буду дублировать его показания в тексте.

Тестирование проходило при комнатной температуре, но чуть больше чем в прошлый раз (на улице все таки лето).
Первое измерение температуры было через 5 минут после старта, следующее через 15, после этого ток повышался, и следующие циклы были уже по 20 минут.
Весь процесс занял 2 часа 20 минут.
Делитель щупа был в положении 1:1, цена деления 50мВ.

Итак.
1. Старт, холостой ход, напряжение на выходе 23.9 Вольта
2. Ток нагрузки 500мА, напряжение на выходе 23.9 Вольта

1. Ток нагрузки 1 Ампер, напряжение на выходе 23.9 Вольта.
2. Ток нагрузки 2 Ампера, напряжение 23.9 Вольта

1. Ток нагрузки 3 Ампера, напряжение 23.9 Вольта.
2. Ток нагрузки 4 Ампера, напряжение немного просело до 23.8 Вольта, пока отличный результат.

Выходная мощность БП составила около 95 Ватт, но глядя на температуры я решил на этом не останавливаться и повысил ток до 4.5 Ампера и прогнал еще 20 минут, это фото я решил в обзор не добавлять так как дальше я нагрузил блок питания на 5 Ампер.
Ток нагрузки 5 Ампер, выходное напряжение 23.8 Вольта, выходная мощность почти 120 Ватт.
Температуры выросли (они будут ниже в табличке). Так же увеличились пульсации, что впрочем было вполне ожидаемым.

В этом тесте цена деления стоит уже 200мВ, так как при 50мВ осциллограмма не влазила на экран.
Напряжение пульсаций было около 0.8 Вольта, если учитывать что БП на 24 Вольта, а не на 12 и работает на мощности выше максимальной, то я считаю это неплохим результатом.
После этого я прекратил тест так как температура транзистора достигла верхней границы безопасной зоны и дальнейшее поведение можно было предсказать без тестов.

Каждые 20 минут, перед увеличением тока нагрузки я измерял температуры компонентов бесконтактным термометром.
Измерялись температуры — высоковольтного транзистора, трансформатора, выходного диода и выходного конденсатора (того который стоит сразу после диода).
Я измерял температуру корпуса транзистора и диода, а не температуру радиатора. Это позволяет более правильно понять реальную картину, кроме того корпус компонентов черный и результат измерения более точный, чем измерение алюминиевого радиатора.

Как и предполагалось, выходной диод имеет температуру меньше чем 12 Вольт БП, так как падение на нем осталось прежним, а ток стал меньше, это же касается и выходных конденсаторов.
Но удивило то, что трансформатор имел меньшую температуру. В 12 Вольт БП при 96 Ваттах он нагрелся до 93 градусов, здесь же при 120 Ваттах имел всего 84 градуса.
А вот транзистор стал греться больше, хотя его характеристики должны были быть лучше чем у 12 Вольт варианта. при 95 Ваттах в 12 Вольт версии было 73 градуса, в 24 Вольт варианте стало 78 градусов. Хотя возможно здесь он хуже прижат к радиатору так как отличие небольшое.

Резюме:
Плюсы
Почти качественная сборка, есть небольшие замечания
Компоненты нормального качества, но уже без запаса, как было в 12 Вольт версии.
Соответствие заявленным параметрам.
Отличная точность стабилизации выходного напряжения.
Низкая цена.

Минусы
Замечание к упаковке (минус магазину)
Неправильный тип межобмоточного конденсатора.
Выходная диодная сборка применена без запаса.

Мое мнение. Хотя внешне блок питания меня немного расстроил, матовая пайка, плохая промывка, обычные резисторы вместо точных, то после тестирования я изменил свое мнение.
Если закрыть глаза на то что поставили межобмоточный конденсатор не Y типа и был поврежден резистор (допускаю что это частный случай), то БП весьма неплох.
Обрадовала нормальная работоспособность вплоть до 120 Ватт при заявленных 100.
Судя по результатам тестов, при 100 Ваттах его можно эксплуатировать вообще без проблем.

Когда писал обзор, то заметил, что магазин снизил цену на этот блок питания (в заголовке цена уже снижена), возможно будет полезным. Отчасти поэтому я хотел выложить обзор быстрее.

Небольшое дополнение

В процессе тестирования БП я заметил, что пульсации имеют четко выраженную форму иглы, такие выбросы обычно довольно неплохо гасятся керамическими конденсаторами, потому я решил попробовать немного доработать блок питания.
Для этого я допаял четыре конденсатора емкостью 0.15мкФ параллельно выходным конденсаторам и непосредственно выходному клеммнику.

Результат доработки можно увидеть на картинке. В обоих случаях ток нагрузки был 5 Ампер и цена деления составляла 200мВ.

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

mysku.ru

Блок питания 1,5в, 3,3в, 5в, 12в, 24в, самому собрать из подручных деталей мощный блок. Схемы блоков питания. Сборка простого блока питания.

Как самому собрать простой блок питания и мощный источник напряжения.
Порой приходится подключать различные электронные приборы, в том числе самодельные, к источнику постоянного напряжения 12 вольт. Блок питания несложно собрать самостоятельно в течении половины выходного дня. Поэтому нет необходимости приобретать готовый блок, когда интереснее самостоятельно изготовить необходимую вещь для своей лаборатории.
Блок питания 12в
Блок питания 12вДетали блока питанияИнструменты для монтажа
Каждый, кто захочет сможет изготовить 12 - ти вольтовый блок самостоятельно, без особых затруднений.
Кому-то необходим источник для питания усилителя, а кому запитать маленький телевизор или радиоприемник ...
Шаг 1: Какие детали необходимы для сборки блока питания ...
Для сборки блока, заранее подготовьте электронные компоненты, детали и принадлежности из которого будет собираться сам блок ....
-Монтажная плата.
-Четыре диода 1N4001, или подобные. Мост диодный.
-Стабилизатор напряжения LM7812.
-Маломощный понижающий трансформатор на 220 в, вторичная обмотка должна иметь 14В - 35В переменного напряжения, с током нагрузки от 100 мА до 1А, в зависимости от того какую мощность необходимо получить на выходе.
-Электролитический конденсатор емкостью 1000мкФ - 4700мкФ.
-Конденсатор емкостью 1uF.
-Два конденсатора емкостью 100nF.
-Обрезки монтажного провода.
-Радиатор, при необходимости.
Если необходимо получить максимальную мощность от источника питания, для этого необходимо подготовить соответствующий трансформатор, диоды и радиатор для микросхемы.
Шаг 2: Инструменты ....
Для изготовления блока необходимы инструменты для монтажа:
-Паяльник или паяльная станция
-Кусачки
-Монтажный пинцет
-Кусачки для зачистки проводов
-Устройство для отсоса припоя.
-Отвертка.
И другие инструменты, которые могут оказаться полезными.
Шаг 3: Схема и другие ...
Схема блока питания
Для получения 5 вольтового стабилизированного питания, можно заменить стабилизатор LM7812 на LM7805.
Для увеличения нагрузочной способности более 0,5 ампер, понадобится радиатор для микросхемы, в противном случае он выйдет из строя от перегрева.
Однако, если необходимо получить несколько сотен миллиампер (менее, чем 500 мА) от источника, то можно обойтись без радиатора, нагрев будет незначительным.
Кроме того, в схему добавлен светодиод, чтобы визуально убедиться, что блок питания работает, но можно обойтись и без него.

Блок питания 12в 30а

Схема блока питания 12в

Схема блока питания 12в 30А.
При применении одного стабилизатора 7812 в качестве регулятора напряжения и нескольких мощных транзисторов, данный блок питания способен обеспечить выходной ток нагрузки до 30 ампер.
Пожалуй, самой дорогой деталью этой схемы является силовой понижающий трансформатор. Напряжение вторичной обмотки трансформатора должно быть на несколько вольт больше, чем стабилизированное напряжение 12в, чтобы обеспечить работу микросхемы. Необходимо иметь в виду, что не стоит стремиться к большей разнице между входным и выходным значением напряжения, так как при таком токе теплоотводящий радиатор выходных транзисторов значительно увеличивается в размерах.
В трансформаторной схеме применяемые диоды должны быть рассчитаны на большой максимальный прямой ток, примерно 100А. Через микросхему 7812 протекающий максимальный ток в схеме не составит больше 1А.
Шесть составных транзисторов Дарлингтона типа TIP2955 включенных параллельно, обеспечивают нагрузочный ток 30А (каждый транзистор рассчитан на ток 5А), такой большой ток требует и соответствующего размера радиатора, каждый транзистор пропускает через себя одну шестую часть тока нагрузки.
Для охлаждения радиатора можно применить небольшой вентилятор.
Проверка блока питания
При первом включении не рекомендуется подключать нагрузку. Проверяем работоспособность схемы: подсоединяем вольтметр к выходным клеммам и измеряем величину напряжения, оно должно составлять 12 вольт, или значение очень близко к нему. Далее подключаем нагрузочный резистор 100 Ом, мощностью рассеивания 3 Вт, или подобную нагрузку - типа лампы накаливания от автомобиля. При этом показание вольтметра не должно изменяться. Если на выходе отсутствует напряжение 12 вольт, отключите питание и проверьте правильность монтажа и исправность элементов.
Перед монтажом проверьте исправность силовых транзисторов, так как при пробитом транзисторе напряжение с выпрямителя прямиком попадает на выход схемы. Чтобы избежать этого, проверьте на короткое замыкание силовые транзисторы, для этого измерьте мультиметром по раздельности сопротивление между коллектором и эмиттером транзисторов. Эту проверку необходимо провести до монтажа их в схему.

Блок питания 3 - 24в

Схема блока питания 24в

Схема блока питания выдает регулируемое напряжение в диапазоне от 3 до 25 вольт,  при токе максимальной нагрузки до 2А, если уменьшить токоограничительный резистор 0,3 ом, ток может быть увеличен до 3 ампер и более.
Транзисторы 2N3055 и 2N3053 устанавливаются на соответствующие радиаторы, мощность ограничительного резистора должно быть не менее 3 Вт. Регулировка напряжения контролируется ОУ LM1558 или 1458. При использовании ОУ 1458 необходимо заменить элементы стабилизатора, подающие напряжение с вывода 8 на 3 ОУ с делителя на резисторах номиналом 5.1 K.
Максимальное постоянное напряжение для питания ОУ 1458 и 1558 36 В и 44 В соответственно. Силовой трансформатор должен выдавать напряжение, как минимум на 4 вольт больше, чем стабилизированное выходное напряжение. Силовой трансформатор в схеме имеет на выходе напряжение 25.2 вольт переменного тока с отводом посредине. При переключении обмоток выходное напряжение уменьшается до 15 вольт.

Схема блока питания на 1,5 в

Схема блока питания 1,5 в

Схема блока питания для получения напряжения 1,5 вольта, используется понижающий трансформатор, мостовой выпрямитель со сглаживающим фильтром и микросхема LM317.

Схема регулируемого блока питания от 1,5 до 12,5 в

Схема регулируемого блока питания

Схема блока питания с регулировкой выходного напряжения для получения напряжения от 1,5 вольта до 12,5 вольт, в качестве регулирующего элемента применяется микросхема LM317. Ее необходимо установить на радиатор, на изолирующей прокладке для исключения замыкания на корпус.

Схема блока питания с фиксированным выходным напряжением

Схема блока питания

Схема блока питания с фиксированным выходным напряжением напряжением 5 вольт или 12 вольт. В качестве активного элемента применяется микросхема LM 7805, LM7812 она устанавливается на радиатор для охлаждения нагрева корпуса. Выбор трансформатора приведен слева на табличке. По аналогии можно выполнить блок питания и на другие выходные напряжения.

Схема блока питания мощностью 20 Ватт с защитой

Схема блока питания

Схема предназначена для небольшого трансивера самодельного изготовления, автор DL6GL. При разработке блока ставилась задача иметь КПД не менее 50%, напряжение питания номинальное 13,8V, максимум 15V, на ток нагрузки 2,7а.
По какой схеме: импульсный источник питания или линейный?
Импульсные блоки питания получается малогабаритный и кпд хороший, но неизвестно как поведет себя в критической ситуации, броски выходного напряжения ...
Несмотря на недостатки выбрана схема линейного регулирования: достаточно объемный трансформатор, не высокий КПД, необходимо охлаждение и пр.
Применены детали от самодельного блока питания 1980-х годов: радиатор с двумя 2N3055. Не хватало еще только µA723/LM723-регулятор напряжения и несколько мелких деталей.
Регулятор напряжения напряжения собран на микросхеме µA723/LM723 в стандартная включении. Выходные транзисторы Т2, Т3 типа 2N3055 для охлаждения устанавливаются на радиаторы. При помощи потенциометра R1 устанавливается выходное напряжение в пределах 12-15V. При помощи переменного резистора R2 устанавливается максимальное падение напряжение на резисторе R7, которое составляет 0,7В (между контактами 2 и 3 микросхемы).
Для блока питания применяется тороидальный трансформатор (может быть любой по вашему усмотрению).
На микросхеме MC3423 собрана схема срабатывающая при превышении напряжения (выбросах) на выходе блока питания, регулировкой R3 выставляется порог срабатывания напряжения на ножке 2 с делителя R3/R8/R9 (2,6V опорное напряжение), с выхода 8 подается напряжение открывающее тиристор BT145, вызывающее короткое замыкание приводящее к срабатыванию предохранителя 6,3а.

Плата на радиаторахПлата питания

Для подготовки блока питания к эксплуатации (предохранитель 6,3а пока не участвует) выставить выходное напряжение например, 12.0В. Нагрузите блок нагрузкой, для этого можно подключить галогенную лампу 12В/20W. R2 настройте, что бы падение напряжение было 0,7В (ток должен быть в пределах 3,8А 0,7=0,185Ωх3,8).
Настраиваем срабатывание защиты от перенапряжения, для этого плавно выставляем выходное напряжение 16В и регулируем R3 на срабатывание защиты. Далее выставляем выходное напряжение в норму и устанавливаем предохранитель (до этого ставили перемычку).
Описанный блок питания можно реконструировать для более мощных нагрузок, для этого установите более мощный трансформатор, дополнительно транзисторы, элементы обвязки, выпрямитель по своему усмотрению.

Самодельный блок питания на 3.3v

Если необходим мощный блок питания, на 3,3 вольта, то его можно изготовить, переделав старый блок питания от пк или используя выше приведенные схемы. К примеру, в схема блока питания на 1,5 в заменить резистор 47 ом большего номинала, или поставить для удобства потенциометр, отрегулировав на нужное напряжение.

Трансформаторный блок питания на КТ808

У многих радиолюбителей остались старые советские радиодетали, которые валяются без дела, но которые можно с успехом применить и они верой и правдой вам долго будут служить, одна из известных схем UA1ZH, которая гуляет по просторам интернета. Много копий и стрел сломано на форумах при обсуждении, что лучше полевой транзистор или обычный кремниевый или германиевый, какую температуру нагрева кристалла они выдержат и кто из них надежнее?
У каждой стороны свои доводы, ну а вы можете достать детали и смастерить еще один несложный и надежный блок питания. Схема очень простая, защищена от перегрузки по току и при параллельном включении трех КТ808 может выдать ток 20А, у автора использовался такой блок при 7 параллельных транзисторов и отдавал в нагрузку 50А, при этом емкость конденсатора фильтра была 120 000 мкф, напряжение вторичной обмотки 19в. Необходимо учитывать, что контакты реле должны коммутировать такой большой ток.

Трансформаторный блок питания

При условии правильного монтажа, просадка выходного напряжения не превышает 0.1 вольта

Блок питания на 1000в, 2000в, 3000в

Если нам необходимо иметь источник постоянного напряжения на высокое напряжение для питания лампы выходного каскада передатчика, что для этого применить? В интернете имеется много различных схем блоков питания на 600в, 1000в, 2000в, 3000в.
Первое: на высокое напряжение используют схемы с трансформаторов как на одну фазу, так и на три фазы (если имеется в доме источник трехфазного напряжения).
Второе: для уменьшения габаритов и веса используют бестрансформаторную схему питания, непосредственно сеть 220 вольт с умножением напряжения. Самый большой недостаток этой схемы - отсутствует гальваническая развязка между сетью и нагрузкой, как выход подключают данный источник напряжения соблюдая фазу и ноль.

Трансформаторный блок питания на 3000 в

В схеме имеется повышающий анодный трансформатор Т1 (на нужную мощность, к примеру 2500 ВА, 2400В, ток 0,8 А ) и понижающий накальный трансформатор Т2 - ТН-46, ТН-36 и др. Для исключения бросков по току при включении и защите диодов при заряде конденсаторов, применяется включение через гасящие резисторы R21 и R22.
Диоды в высоковольтной цепи зашунтированы резисторами с целью равномерного распределения Uобр. Расчет номинала по формуле R(Ом)=PIVх500. С1-С20 для устранения белого шума и уменьшения импульсных перенапряжений. В качестве диодов можно использовать и мосты типа KBU-810 соединив их по указанной схеме и, соответственно, взяв нужное количество не забывая про шунтирование.
R23-R26 для разряда конденсаторов после отключения сети. Для выравнивания напряжения на последовательно соединенных конденсаторах параллельно ставятся выравнивающие резисторы, которые рассчитываются из соотношения на каждые 1 вольт приходится 100 ом, но при высоком напряжении резисторы получаются достаточно большой мощности и здесь приходится лавировать, учитывая при этом, что напряжение холостого хода больше на 1,41.

Еще по теме

Трансформаторный блок питания 13,8 вольта 25 а для КВ трансивера своими руками.
Трансформаторный блок питания
Ремонт и доработка китайского блока питания для питания адаптера.
Доработка блока питания

Схемы блоков питания

Схемы. Самодельный блок питания на 1,5 вольта, 3 вольта, 5 вольт, 9 вольт, 12 вольт, 24 вольта. Стабилизатор 7812, 7805

www.110volt.ru

Схема блока питания на 24 В 9 А, datasheet БП

Давно поглядывал на блок питания 24 Вольта. Читал ранее обзор уважаемого kirich на похожий БП только 6 заявленных Ампер, но моя хотелка требовала брать сразу помощнее. Поэтому выбор пал на более мощный.

Упаковка — коробка из простого коричневого картона, заклеенная обычным скотчем. Внутри блок питания в запаянном антистатическом пакете.

Осмотр платы явных косяков не выявил. Ну кроме обычных для китайцев разводов от плохо смытого флюса.

Сначала думал, что входного электролита в 100 мкФ маловато, но тесты показали, что хватает.

Межобмоточный конденсатор Y-типа. Термистор в наличии 5D-11.

ШИМ-контроллер аккуратно затерли. Транзистор, как и в менее мощной серии, аналогичен — 20N60C3. Конденсатор питания ШИМ-контроллера стоял 22 мкФ, поменял на 47 мкФ. Если я ошибся с этим действием, то буду рад, если поправите.

На выходе стоят запараллеленные диодные сборки 20200CT 20A 200V.

Суммарная емкость выходных электролитов (измерял без выпаивания) составила около 3260 мкФ.

И теперь немного отчета по тестам.
Напряжение холостого хода 24.05 В. Пульсации порядка 70 мВ.

Нагрузка 14.5 Ом кучкой цементных двадцативатников. Напряжение 24.05 В. Пульсации больше 60 мВ амплитудой не заметил.

Нагрузка 7.2 Ом кучкой цементных двадцативатников. Ток 3.3 А. Напряжение 24.05 В. Пульсации не больше 60 мВ.

Тест удалось поддерживать минут 5, гроздь резисторов слишком сильно разогрелась и я отключил БП. Оба радиатора были температурой 40-45 градусов.

Специально притащил из гаража нихромовую спираль из проволоки диаметром 1 мм.

Использовал часть спирали, сопротивление при комнатной составило 3.2 Ом. Ток 7.5 А. Напряжение 23.98 В. Пульсации достигли размаха 180 мВ.

Под такой нагрузкой держал максимум секунд 30. Несмотря на вентилятор, раскалялась достаточно быстро и чуть не проплавила мне коврик, на фотографии есть след. Может кто подскажет, после отключения БП, секунд через 10, я замерил сопротивление на клеммах и увидел 2.5 Ом, которое потихоньку росло. Вроде бы с прогревом нихром увеличивает сопротивление или я что-то не догоняю?

Учитывая, что нагружать я его планирую не больше 100 Вт, то думаю есть заявка на долговременную работу без выхода из строя.
Товар куплен за свои кровные, так что простите за то, что не так усердно старался его спалить )))

Update 06.02.2018
Нарыл схемку в инете

mysku.ru

Снова блок питания, на этот раз 24 Вольта, 20 Ампер и 480 Ватт

Не так давно я выкладывал обзор блока питания мощностью 360 Ватт. Тогда я написал, что жду посылку с еще парой БП, но мощнее. Вот посылка пришла и у меня дошли руки до первого из них, мощностью 480 Ватт. Пока это самый мощный БП, который я обозревал (не считая лабораторных), кроме того он имеет заметные отличия от предыдущих.

Впрочем все как всегда, осмотр, разборка, тесты.

По большому счету блоки питания друг от друга особо ничем не отличаются, но в этот раз все пошло по другому, отличалось многое, и об этом я и расскажу, выделяя ключевые моменты, думаю что это будет полезно.

Постараюсь сделать обзор коротким, ну или по крайней мере не очень длинным 🙂

Отличия начались еще с упаковки. Для начала в коробке было специальное 'окошко', через которое видно наклейку с наименованием БП, удобно.

Во вторую очередь оказалось, что БП запаян в пленку, что также раньше мне не встречалось.

Внешне блок питания практически не отличается от предыдущей модели мощностью 360 Ватт, те же размеры, такая же решетка вентилятора. В своих обзорах я практически всегда показываю фото клеммника. Начал я так делать после комментария, где мне писали что бывают БП, где крышка не открывается полностью, и вот мне тоже попался такой блок. Позже выяснилось, что это можно исправить, но 'из коробки' крышка полностью не открывалась, неудобно. Маркировка клемм не в виде наклейки, а проштампована на крышке. Также сделана предупреждающая надпись около вентилятора.

Крышка довольно тонкая, в одном месте ее даже продавило.

Как водится, есть и резистор для подстройки выходного напряжения, а также светодиод индикации работы.

Блок питания промаркирован как S-480-24. Выходной ток 20 Ампер. Я наверное никогда не пойму, зачем БП маркируют как LED Power supply, при чем здесь светодиоды если Бп универсальный, видимо так они лучше продаются.

Присутствует предупреждающая наклейка, а также переключатель 110/220 Вольт.

Выпущен БП в конце 2016 года, можно сказать что свежий.

Когда я снял крышку, то на некоторое время даже завис 🙂 Ну наконец то что-то отличное от уже набивших оскомину классических БП на базе TL494. Внутри практически пусто, как говорится -это жжж.. неспроста.

Корпус также немного отличается, обычно крышка крепится на шести винтах, в данном случае два винта и пара выступов вверху.

Чтобы было лучше понятно разницу между 'классическим' БП и этим, я сделал пару фото в сравнении с предыдущим БП 12 Вольт 360 Ватт. Первым делом осмотр крепления силовых элементов. И хотя если транзисторы или диоды стоят парами, то 99% что проблем не будет, я все равно продолжаю осматривать крепеж.

Транзисторы и диоды прижаты планками к алюминиевому корпусу. Но теплораспределительных пластинок нет, т.е. силовые элементы просто прижаты к самому корпусу.

Замечаний нет, все ровно и аккуратно, даже накидали теплопроводящей пасты, сначала может показаться что ее уж слишком много, но на самом деле под элементами остался совсем тонкий слой.

Если внимательно посмотреть на второе фото, то можно заметить маркировку на печатной плате, судя по которой плата проектировалась для БП мощностью 360 Ватт.

Охлаждает начинку вентилятор диаметром 60мм. По ощущениям довольно производительный, впрочем об этом говорит и соотношение мощности к его размеру. Шумит не очень сильно, но заметно. Первым же тестом идет измерение диапазона регулировки выходного напряжения.

1. Исходно БП был настроен на чуть большее чем 24 Вольта напряжение.

2. Минимально можно выставить около 14 Вольт, но работает БП в таком режиме нестабильно, пришлось переключить тестер в режим отображения минимальных и максимальных значений. Судя по всему БП в таком режиме недогружен, ШИМ контроллеру не хватает питания и он делает постоянный рестарт.

3. Стабильно БП начинает работать ближе к напряжению в 20 Вольт.

4. Максимально получилось выставить около 27 Вольт.

5. Выставляем штатные 24 Вольта и замечаем две вещи. Регулировка довольно грубая, непонятно зачем сделали регулировку аж от 14 Вольт, вполне могли урезать диапазон до 20-27, было бы более плавно.

6. Но проблема в другом, по мере прогрева выходное напряжение немного 'плывет' вверх, это можно заметить по параметру МАХ и времени рядом.

Раз уж измерял напряжение, то попутно измерил емкость входных и выходных конденсаторов.

Входные имеют суммарную емкость в 313 мкФ, что маловато для мощности 480 Ватт, с выходными картина не лучше, около 7000мкФ, тоже хотелось бы больше. Но как я неоднократно указывал, у брендовых БП емкость выходных конденсаторов примерно такая же при подобных характеристиках БП.

Вот теперь можно спокойно разобрать и посмотреть, какие отличия нам приготовили китайские инженеры. Первый 'сюрприз' ждал меня практически сразу. Еще при разборке я обратил внимание, что мест для винтов крепления платы пять, а самих винтов всего четыре. Но отсутствовал не средний, как обычно, а угловой.

Забегая немного вперед, скажу, винт нашелся когда я случайно стукнул плату уже ближе к концу осмотра, предположительно он был под трансформатором. Непорядок.

На входе блока питания установлен фильтр от помех, поступающих со стороны блока питания в сеть. Фильтр набран в типичной для подобных БП конфигурации. 1. Перед фильтром установлен предохранитель и пара термисторов для ограничения пускового тока. Иногда меня спрашивают, а зачем отмечают в таких БП фазу и ноль. Дело в том, что в БП один предохранитель и стоит он обычно по линии фазы, соответственно при выходе БП из строя электроника не только обесточится, а и не будет под потенциалом фазы.

2. Дальше идет помехоподавляющий конденсатор и двухобмоточный дроссель, намотанный довольно толстым проводом.

3. Все помехоподавляющие конденсаторы, которые влияют на безопасность, применены правильного Y2 типа. В фильтре использован только один простой высоковольтный конденсатор, но его применение не снижает уровень безопасности.

4. Диодный мост набран из четырех диодов 1N5408, что на мой взгляд не очень хорошо при таких мощностях, спасает ситуацию только активное охлаждение. Зато рядом видно место под установку конденсатора. На это место можно установить конденсатор на напряжение 400-450 Вольт и он будет 'помогать' уже установленным.

Необычно выглядят четыре фильтрующих конденсатора вместо привычных двух. На корпусе значок известной фирмы, но не обольщайтесь, это не фирменные конденсаторы. Внешне это заметно по кривизне термоусадки вверху корпуса.

Заявленная емкость фильтра 470мкф, включение 2S2P, реальная емкость 313мкФ, я не думаю что реальные фирменные конденсаторы имели бы такой разброс, да и сам габарит говорит за себя.

Что интересно, трансформатор применен примерно того же размера, что и в предыдущем БП 360 Ватт. Но работает обозреваемый БП на частоте в 2 раза больше, чем у предыдущего. 1. В этот раз применены полевые транзисторы, а не привычные по предыдущим обзорам, биполярные. Транзисторы IRFP460, но судя по внешнему виду транзисторы отличаются, что может говорить об их БУшности, потому как на нормальном производстве обычно транзисторы из одной партии, не говоря о внешнем виде.

2. Примерно та же картина и с выходными диодыми сборками. Обе имеют маркировку 43CTQ100, но при этом разные внешне.

3. Выходной дроссель намотан в четыре провода и имеет относительно небольшой размер, особенно в сравнении с предыдущими моделями БП, которые я обозревал.

4. Выходные конденсаторы неизвестного производителя, напряжение 35 Вольт, емкость 2200мкФ.

Выходной помехоподавляющий дроссель привычно отсутствует, да и вообще в мощных БП (по крайней мере китайских) попадается крайне редко.

Рядом с конденсаторами находится мощный резистор, 'благодаря' которому при прогреве 'уползает' выходное напряжение.

Обычно в обзорах я осматриваю печатную плату и чаще всего пишу - плата чистая, пайка аккуратная, но не в этом случае, здесь все наоборот. Но кроме всего прочего меня удивила разводка печатной платы. Чаще всего рекомендуется размещать силовые узлы как можно ближе друг к другу. А если сказать точнее, то - связанные силовые узлы.

В данном случае мы видим кучу длинных дорожек идущих от силовых транзисторов к трансформатору, параллельно им идет дорожка питания, а также общий провод. На мой личный взгляд такое решение не очень правильно и чревато большими помехами в радиоэфире. Ситуацию спасает только полностью металлический корпус блока питания, который рекомендуется заземлить.

Выходная часть большей частью представляется из себя полностью залуженные полигоны, что правильно при таких токах.

Но если посмотреть чуть ниже, то мы увидим жменьку радиодеталей, это элементы цепи обратной связи, с другой стороны платы, сразу над ними, расположен нагрузочный резистор (нарисовал на фото), который ощутимо греется. Нагрев влияет на компоненты и напряжение 'плывет', не помогают даже точные резисторы. В данном случае это не страшно, так как уход небольшой, но он есть. Перфекционисты могут просто поднять резистор над платой и попутно уменьшить нагрев стоящего рядом электролитического конденсатора.

А вот за резисторы под сетевым фильтром спасибо. Мало того что резисторы стоят как минимум парами, а в цепи питания ШИМ контроллера так вообще 4 штуки. Так еще и присутствуют резисторы до диодного моста и после. Первые разряжают входной помехоподавляющий конденсатор, вторые, конденсаторы фильтра питания. БП собран на базе популярного ШИМ контроллера UC2845, потому получается, что БП однотактный. Еще одно важное отличие, так как предыдущие были на базе TL494. По сути оба ШИМ контроллера разработаны примерно в одно время, потому на данный момент являются самыми классическими среди применяемых в БП. Данная особенность является плюсом, так как такие БП проще в ремонте. Не обошлось и без косяков. Вообще китайский БП и косяки, братья навек, меняется только уровень.

В данном случае сразу был обнаружен неприпаянный вывод снаббера одного из выходных диодов, не очень хорошо.

Кроме этого по всей плате видны мелкие шарики припоя, а также следы от пайки в ванне. Данные следы могут либо вообще не повлиять, либо просто выгореть при первом включении и также никак не повлиять, либо вывести БП из строя. Исправляеются недоработки очень просто, но технолог на производстве явно получает свою зарплату зря, если он там вообще есть.

Блок питания с такой схемотехникой я еще не обозревал, потому вдвойне было интересно начертить его схему. Если на фото кажется что деталей в нем совсем мало, то глядя на схему такое ощущение пропадает. Дальше я разбил схему на условные узлы, цвета могут быть малоконтрастны, извините, выбор небольшой.

1. Красный - силовая высоковольтная (горячая) часть

2. Синий - выходная низковольтная (холодная) часть, узел обратной связи и схема питания вентилятора.

3. Зеленый - ШИМ контроллер и его штатная обвязка.

4. Оранжевый - предположительно узел плавного старта и защиты от КЗ на выходе.

5. Неизвестный мне цвет - диод около трансформатора, узел защиты от насыщения трансформатора.

Номиналы и позиционные обозначения в большинстве соответствуют реальности, но номиналы некоторых SMD конденсаторов указаны ориентировочно, так как я не выпаивал их из платы.

Данный БП построен по однотактной прямоходовой (Forward) схемотехнике, тогда как более распространенные маломощные однотактные БП строятся по однотактной обратноходовой (Flyback).

На блок схеме я выделил цветом узлы прямоходового преобразователя (справа), которых нет в схеме обратноходового (слева). В прямоходовом добавлен диодов, дроссель и одна из обмоток трансформатора включена в обратной полярности (это важно).

Кроме того есть еще одно отличие, в случае прямоходовой схемы у сердечника трансформатора не делают зазор, который обязателен в обратноходовой схеме.

Прямоходовая схемотехника (особенно однотактная) очень похожа на классический понижающий (stepdown) преобразователь.

В обоих схемах входной ключ 'накачивает' выходной дроссель, а в паузе через диод отдает энергию в нагрузку. Только в случае прямоходомого БП в роли ключа выступает как сам транзистор, так и трансформатор и один из выходных диодов.

Покажу сходные узлы, они обозначены одним цветом для наглядности. Думаю что теперь понятно, почему выше я писал, что фильтрующего выходного дросселя в этом БП нет, потому как тот что установлен является накопительным. Закорачивать этот дроссель категорически нельзя.

Обычно прямоходовая схема используется при больших мощностях, а обратноходовая при малых. Обусловлено это тем, что у обратноходовой схемы трансформатор имеет зазор и размеры трансформатора начинают становиться существенными, кроме того контролировать выбросы труднее и схема может работать менее стабильно.

Но у прямоходовых мощных схем также хватает сложностей. В данном случае в схему добавлен дополнительный диод и обмотка трансформатора. Эта цепь необходима для защиты трансформатора от насыщения при нештатных ситуациях (например КЗ в нагрузке). В цветном варианте схемы этот узел отмечен 'неизвестным цветом'.

Цитата, описывающая этот узел, взята отсюда (внимание, возможна навязчивая реклама).

Данная схема имеет несколько существенных недостатков. Во-первых, работа с однополярными токами в обмотках трансформатора требует мер по снижению одностороннего намагничения сердечника. Во-вторых, при размыкании ключа энергия, накопленная в индуктивности намагничения трансформатора, не может «разрядиться» самостоятельно, поскольку все выводы трансформатора «повисают в воздухе». В этом случае возникает индуктивный выброс — повышение напряжения на силовых электродах ключевого транзистора, что может привести к его пробою. В-третьих, короткое замыкание выходных клемм преобразователя обязательно выведет силовую часть из строя, следовательно, требуются тщательные меры по защите от КЗ.

Недостаток, связанный с намагничением сердечника однополярными токами, присущ всем однотактным схемам, и с ним успешно бо-рятся введением немагнитного зазора. Для борьбы с перенапряжениями используется дополнительная обмотка, «разряжающая» индуктивный элемент в фазе холостого хода током г3, как показано на рисунке

Дабы не перегружать читателей ненужной информацией, завязываю с теорией и перехожу к практике, а точнее к тестам.

Тестовый стенд стандартен для моих обзоров и состоит из:

1. Электронная нагрузка 2. Мультиметр 3. Осциллограф 4. Тепловизор 5. Термометр 6. Ваттметр, обзора нет.

7. Три резистора 10 Ом 50 Ватт каждый

8. Ручка карандаш и бумажка.

Уже на холостом ходу присутствуют небольшие пульсации, в данном случае некритичные. Для теста использовалась комбинация из резисторов и электронной нагрузки.

1. Сначала было подключено два резистора, которые обеспечивали ток нагрузки около 4.8 Ампера, электронная нагрузка добавляла нагрузку до 5 Ампер.

Пульсации на мой взгляд великоваты для 25% нагрузки.

2. Та же пара резисторов с током 4.8 Ампера + 5.2 на электронной, в сумме 10 Ампер.

Пульсации более 100мВ, выходное напряжение немного поднялось, что хоть и является побочным эффектом, но в данном случае полезным.

1. Два резистора 4.8 Ампера + 10.2 на электронной, в сумме 15 Ампер.

Пульсации выросли, причем довольно существенно. На осциллографе выставлено 50мВ на клетку, щуп в положении 1:1, дальше можете посчитать сами.

Выходное напряжение еще немного поднялось.

2. В дополнение к двум нагрузочным резисторам добавил третий, в сумме получилось 7.2 Ампера + электронная 12.8, в сумме 20 Ампер ток нагрузки.

Пульсации еще выросли и стали очень ощутимыми, на установленном пределе измерения еле хватает экрана оциллографа.

Выходное напряжение также немного поднялось, но отмечу один момент. Выше я писал, что по мере прогрева напряжение растет, в процессе теста напряжение стояло жестко. Колебания если и были, то в пределах одного последнего знака. Т.е. подняли ток нагрузки, напряжение поднялось и не меняется до следующего шага теста, так что здесь плюс.

Измерение КПД стало уже неотъемлемой частью моих тестов БП, не обошел я вниманием и этот экземпляр, тем более что он имеет другую схемотехнику.

В итоге у меня вышло:

Вход — Выход — КПД.

7.1 — 0 — 0

144 — 120 — 83,3%

277 — 240 — 86,6%

414 — 360 — 86,9%

556 — 480 — 86,3%

На мой взгляд КПД находится на довольно приличном уровне, лучше чем у предыдущих БП, обзоры которых я делал.

Теперь по поводу температуры и ее распределения между элементами.

Больше всего нагревается входной диодный мост и трансформатор, но в обоих случаях температура находится далеко от критичной, потому я вполне могу сказать, что БП мог бы выдать и 550-600 Ватт. Особенно отмечу низкую температуру силовых транзисторов, они не прогревались выше 52 градусов даже при максимальной мощности.

Тест проходил стандартно, 20 минут прогрев на 25% мощности, потом 20 минут на 50% и т.п. Общее время теста составило около полтора часа так как последний тест я решил немного продлить.

По большому счету не имело значения сколько бы я тестировал этот БП, так как термопрогрев у устройств с активным охлаждением наступает очень быстро и что через 20 минут, что через час, температура будет почти неизменной. У БП с пассивным охлаждением это время гораздо больше, потому я стараюсь тестировать их дольше.

Но не обошлось и без одной не очень приятной мелочи, свойственной блокам питания с активным охлаждением. Дело в том, что нормальная температура компонентам сохраняется в основном благодаря постоянному току воздуха внутри корпуса. Когда я снимал крышку для тестов, то отмечал быстрый рост температуры. К сожалению данная особенность свойственна всем БП имеющим активное охлаждение и при нагрузке выше 50% с остановленным вентилятором обычно заканчивается печально.

Чаще всего такое происходит из-за перегрева силового трансформатора. Я частенько отмечаю важность контроля температуры именно трансформатора, так при нагреве выше определенной температуры феррит теряет свои свойства.

Если объяснить 'на пальцах', то происходит следующее:

Представьте себе насос (транзисторы инвертора), схему управления (ШИМ контроллер), баллон (трансформатор) и клапан (выходные диоды).

Насос качает воду (допустим) в баллон, потом пауза, выходной клапан сливает воду, потом цикл повторяется.

Чем больше нужна мощность, тем больше воды мы качаем в баллон. Но тут происходит перегрев, объем нашего баллона уменьшается раз в 5, но схема управления этого не знает и пытается качать как и раньше. Так как баллон стал меньше, то насос начинается работать с большой перегрузкой, а дальше два варианта, либо лопнет баллон, либо сгорит насос. Так как баллон очень крепкий, то выгорает насос, чаще всего унося с собой и схему управления и предохранитель.

Потому важно следить не за транзисторами, температура которых можно достигать и 150 градусов, а за трансформатором, у которого предел 110-120 градусов.

Блок питания не имеет контроля работы вентилятора и термозащиты, потому в случае его остановки (пыль, заклинивание), скорее всего сгорит. Такая ситуация с многими блока питания и потому важно следить за состоянием системы охлаждения.

На фото видно рост температуры трансформатора, где буквально за 20 секунд она поднимается с 92 градусов до 100 при снятой крышке. На самом деле температура изначально была ниже, просто она успела подрасти пока я открыл крышку и делал первое фото.

Зато в процессе теста нагрузочные резисторы грелись от души, температура около 250 градусов даже при обдуве, температура электронной нагрузки была существенно ниже, хотя на ней рассеивалось почти в 2 раза больше. Зато после последних тестов у моей нагрузки в итоге подгорел один из термовыключателей и она норовила выключиться гораздо раньше чем достигала перегрева, никак не займусь новой версией. Выводы.

Не буду расписывать преимущества и недостатки, а постараюсь дать выжимку из того, что я увидел.

Блок питания прошел тест под полной нагрузкой, нагрев был в пределах нормы и даже ниже ее, что дает возможность предположить нормальную работы и при заметно больших мощностях.

Но вот качество изготовления сильно хромает, также расстраивает заниженная емкость входных и низкое качество выходных конденсаторов. Данное устройство больше похоже на конструктор для сборки нормального БП, но укомплектованный абы как.

Получается что с одной стороны ругать не хочется, ведь БП работает, и работает нормально, с другой мелочи в виде капелек припоя, выпадающего винтика и т.п. требуют 'доработки напильником'.

Ссылка на БП, должен действовать купон - S480power, с ним цена выходит $22.99.

На этом все, как обычно жду вопросов, а также комментариев. Ну а меня ждет блок питания мощностью 600 Ватт.

3dtoday.ru

Блок питания на 24 Вольта, 20 Ампер и 480 Ватт, контроль температуры трансформатора

Не так давно я выкладывал обзор блока питания мощностью 360 Ватт. Тогда я написал, что жду посылку с еще парой БП, но мощнее. Вот посылка пришла и у меня дошли руки до первого из них, мощностью 480 Ватт. Пока это самый мощный БП, который я обозревал (не считая лабораторных), кроме того он имеет заметные отличия от предыдущих.
Впрочем все как всегда, осмотр, разборка, тесты.

По большому счету блоки питания друг от друга особо ничем не отличаются, но в этот раз все пошло по другому, отличалось многое, и об этом я и расскажу, выделяя ключевые моменты, думаю что это будет полезно.
Постараюсь сделать обзор коротким, ну или по крайней мере не очень длинным 🙂

Отличия начались еще с упаковки. Для начала в коробке было специальное «окошко», через которое видно наклейку с наименованием БП, удобно.
Во вторую очередь оказалось, что БП запаян в пленку, что также раньше мне не встречалось.

Внешне блок питания практически не отличается от предыдущей модели мощностью 360 Ватт, те же размеры, такая же решетка вентилятора.

В своих обзорах я практически всегда показываю фото клеммника. Начал я так делать после комментария, где мне писали что бывают БП, где крышка не открывается полностью, и вот мне тоже попался такой блок. Позже выяснилось, что это можно исправить, но «из коробки» крышка полностью не открывалась, неудобно.

Маркировка клемм не в виде наклейки, а проштампована на крышке. Также сделана предупреждающая надпись около вентилятора.
Крышка довольно тонкая, в одном месте ее даже продавило.

Как водится, есть и резистор для подстройки выходного напряжения, а также светодиод индикации работы.
Блок питания промаркирован как S-480-24. Выходной ток 20 Ампер. Я наверное никогда не пойму, зачем БП маркируют как LED Power supply, при чем здесь светодиоды если Бп универсальный, видимо так они лучше продаются.
Присутствует предупреждающая наклейка, а также переключатель 110/220 Вольт.
Выпущен БП в конце 2016 года, можно сказать что свежий.

Когда я снял крышку, то на некоторое время даже завис 🙂 Ну наконец то что-то отличное от уже набивших оскомину классических БП на базе TL494. Внутри практически пусто, как говорится -это жжж… неспроста.
Корпус также немного отличается, обычно крышка крепится на шести винтах, в данном случае два винта и пара выступов вверху.

Чтобы было лучше понятно разницу между «классическим» БП и этим, я сделал пару фото в сравнении с предыдущим БП 12 Вольт 360 Ватт.

Первым делом осмотр крепления силовых элементов. И хотя если транзисторы или диоды стоят парами, то 99% что проблем не будет, я все равно продолжаю осматривать крепеж.
Транзисторы и диоды прижаты планками к алюминиевому корпусу. Но теплораспределительных пластинок нет, т.е. силовые элементы просто прижаты к самому корпусу.
Замечаний нет, все ровно и аккуратно, даже накидали теплопроводящей пасты, сначала может показаться что ее уж слишком много, но на самом деле под элементами остался совсем тонкий слой.

Если внимательно посмотреть на второе фото, то можно заметить маркировку на печатной плате, судя по которой плата проектировалась для БП мощностью 360 Ватт.

Охлаждает начинку вентилятор диаметром 60мм. По ощущениям довольно производительный, впрочем об этом говорит и соотношение мощности к его размеру. Шумит не очень сильно, но заметно.

Первым же тестом идет измерение диапазона регулировки выходного напряжения.
1. Исходно БП был настроен на чуть большее чем 24 Вольта напряжение.
2. Минимально можно выставить около 14 Вольт, но работает БП в таком режиме нестабильно, пришлось переключить тестер в режим отображения минимальных и максимальных значений. Судя по всему БП в таком режиме недогружен, ШИМ контроллеру не хватает питания и он делает постоянный рестарт.
3. Стабильно БП начинает работать ближе к напряжению в 20 Вольт.
4. Максимально получилось выставить около 27 Вольт.
5. Выставляем штатные 24 Вольта и замечаем две вещи. Регулировка довольно грубая, непонятно зачем сделали регулировку аж от 14 Вольт, вполне могли урезать диапазон до 20-27, было бы более плавно.
6. Но проблема в другом, по мере прогрева выходное напряжение немного «плывет» вверх, это можно заметить по параметру МАХ и времени рядом.

Раз уж измерял напряжение, то попутно измерил емкость входных и выходных конденсаторов.
Входные имеют суммарную емкость в 313 мкФ, что маловато для мощности 480 Ватт, с выходными картина не лучше, около 7000мкФ, тоже хотелось бы больше. Но как я неоднократно указывал, у брендовых БП емкость выходных конденсаторов примерно такая же при подобных характеристиках БП.

Вот теперь можно спокойно разобрать и посмотреть, какие отличия нам приготовили китайские инженеры.

Первый «сюрприз» ждал меня практически сразу. Еще при разборке я обратил внимание, что мест для винтов крепления платы пять, а самих винтов всего четыре. Но отсутствовал не средний, как обычно, а угловой.
Забегая немного вперед, скажу, винт нашелся когда я случайно стукнул плату уже ближе к концу осмотра, предположительно он был под трансформатором. Непорядок.

На входе блока питания установлен фильтр от помех, поступающих со стороны блока питания в сеть. Фильтр набран в типичной для подобных БП конфигурации.

1. Перед фильтром установлен предохранитель и пара термисторов для ограничения пускового тока. Иногда меня спрашивают, а зачем отмечают в таких БП фазу и ноль. Дело в том, что в БП один предохранитель и стоит он обычно по линии фазы, соответственно при выходе БП из строя электроника не только обесточится, а и не будет под потенциалом фазы.
2. Дальше идет помехоподавляющий конденсатор и двухобмоточный дроссель, намотанный довольно толстым проводом.
3. Все помехоподавляющие конденсаторы, которые влияют на безопасность, применены правильного Y2 типа. В фильтре использован только один простой высоковольтный конденсатор, но его применение не снижает уровень безопасности.
4. Диодный мост набран из четырех диодов 1N5408, что на мой взгляд не очень хорошо при таких мощностях, спасает ситуацию только активное охлаждение. Зато рядом видно место под установку конденсатора. На это место можно установить конденсатор на напряжение 400-450 Вольт и он будет «помогать» уже установленным.

Необычно выглядят четыре фильтрующих конденсатора вместо привычных двух. На корпусе значок известной фирмы, но не обольщайтесь, это не фирменные конденсаторы. Внешне это заметно по кривизне термоусадки вверху корпуса.
Заявленная емкость фильтра 470мкф, включение 2S2P, реальная емкость 313мкФ, я не думаю что реальные фирменные конденсаторы имели бы такой разброс, да и сам габарит говорит за себя.

Что интересно, трансформатор применен примерно того же размера, что и в предыдущем БП 360 Ватт. Но работает обозреваемый БП на частоте в 2 раза больше, чем у предыдущего.

1. В этот раз применены полевые транзисторы, а не привычные по предыдущим обзорам, биполярные. Транзисторы IRFP460, но судя по внешнему виду транзисторы отличаются, что может говорить об их БУшности, потому как на нормальном производстве обычно транзисторы из одной партии, не говоря о внешнем виде.
2. Примерно та же картина и с выходными диодыми сборками. Обе имеют маркировку 43CTQ100, но при этом разные внешне.
3. Выходной дроссель намотан в четыре провода и имеет относительно небольшой размер, особенно в сравнении с предыдущими моделями БП, которые я обозревал.
4. Выходные конденсаторы неизвестного производителя, напряжение 35 Вольт, емкость 2200мкФ.

Выходной помехоподавляющий дроссель привычно отсутствует, да и вообще в мощных БП (по крайней мере китайских) попадается крайне редко.
Рядом с конденсаторами находится мощный резистор, «благодаря» которому при прогреве «уползает» выходное напряжение.

Обычно в обзорах я осматриваю печатную плату и чаще всего пишу — плата чистая, пайка аккурантная, но не в этом случае, здесь все наоборот.

Но кроме всего прочего меня удивила разводка печатной платы. Чаще всего рекомендуется размещать силовые узлы как можно ближе друг к другу. А если сказать точнее, то — связанные силовые узлы.
В данном случае мы видим кучу длинных дорожек идущих от силовых транзисторов к трансформатору, параллельно им идет дорожка питания, а также общий провод. На мой личный взгляд такое решение не очень правильно и чревато большими помехами в радиоэфире. Ситуацию спасает только полностью металлический корпус блока питания, который рекомендуется заземлить.

Выходная часть большей частью представляется из себя полностью залуженные полигоны, что правильно при таких токах.
Но если посмотреть чуть ниже, то мы увидим жменьку радиодеталей, это элементы цепи обратной связи, с другой стороны платы, сразу над ними, расположен нагрузочный резистор (нарисовал на фото), который ощутимо греется. Нагрев влияет на компоненты и напряжение «плывет», не помогают даже точные резисторы. В данном случае это не страшно, так как уход небольшой, но он есть. Перфекционисты могут просто поднять резистор над платой и попутно уменьшить нагрев стоящего рядом электролитического конденсатора.

А вот за резисторы под сетевым фильтром спасибо. Мало того что резисторы стоят как минимум парами, а в цепи питания ШИМ контроллера так вообще 4 штуки. Так еще и присутствуют резисторы до диодного моста и после. Первые разряжают входной помехоподавляющий конденсатор, вторые, конденсаторы фильтра питания.

БП собран на базе популярного ШИМ контроллера UC2845, потому получается, что БП однотактный. Еще одно важное отличие, так как предыдущие были на базе TL494. По сути оба ШИМ контроллера разработаны примерно в одно время, потому на данный момент являются самыми классическими среди применяемых в БП. Данная особенность является плюсом, так как такие БП проще в ремонте.

Не обошлось и без косяков. Вообще китайский БП и косяки, братья навек, меняется только уровень.
В данном случае сразу был обнаружен неприпаянный вывод снаббера одного из выходных диодов, не очень хорошо.
Кроме этого по всей плате видны мелкие шарики припоя, а также следы от пайки в ванне. Данные следы могут либо вообще не повлиять, либо просто выгореть при первом включении и также никак не повлиять, либо вывести БП из строя. Исправляеются недоработки очень просто, но технолог на производстве явно получает свою зарплату зря, если он там вообще есть.

Блок питания с такой схемотехникой я еще не обозревал, потому вдвойне было интересно начертить его схему. Если на фото кажется что деталей в нем совсем мало, то глядя на схему такое ощущение пропадает.

Дальше я разбил схему на условные узлы, цвета могут быть малоконтрастны, извините, выбор небольшой.
1. Красный — силовая высоковольтная (горячая) часть
2. Синий — выходная низковольтная (холодная) часть, узел обратной связи и схема питания вентилятора.
3. Зеленый — ШИМ контроллер и его штатная обвязка.
4. Оранжевый — предположительно узел плавного старта и защиты от КЗ на выходе.
5. Неизвестный мне цвет — диод около трансформатора, узел защиты от насыщения трансформатора.

Номиналы и позиционные обозначения в большинстве соответствуют реальности, но номиналы некоторых SMD конденсаторов указаны ориентировочно, так как я не выпаивал их из платы.

Данный БП построен по однотактной прямоходовой (Forward) схемотехнике, тогда как более распространенные маломощные однотактные БП строятся по однотактной обратноходовой (Flyback).
На блок схеме я выделил цветом узлы прямоходового преобразователя (справа), которых нет в схеме обратноходового (слева). В прямоходовом добавлен диодов, дроссель и одна из обмоток трансформатора включена в обратной полярности (это важно).
Кроме того есть еще одно отличие, в случае прямоходовой схемы у сердечника трансформатора не делают зазор, который обязателен в обратноходовой схеме.

Прямоходовая схемотехника (особенно однотактная) очень похожа на классический понижающий (stepdown) преобразователь.
В обоих схемах входной ключ «накачивает» выходной дроссель, а в паузе через диод отдает энергию в нагрузку. Только в случае прямоходомого БП в роли ключа выступает как сам транзистор, так и трансформатор и один из выходных диодов.
Покажу сходные узлы, они обозначены одним цветом для наглядности. Думаю что теперь понятно, почему выше я писал, что фильтрующего выходного дросселя в этом БП нет, потому как тот что установлен является накопительным. Закорачивать этот дроссель категорически нельзя.

Обычно прямоходовая схема используется при больших мощностях, а обратноходовая при малых. Обусловлено это тем, что у обратноходовой схемы трансформатор имеет зазор и размеры трансформатора начинают становиться существенными, кроме того контролировать выбросы труднее и схема может работать менее стабильно.

Но у прямоходовых мощных схем также хватает сложностей. В данном случае в схему добавлен дополнительный диод и обмотка трансформатора. Эта цепь необходима для защиты трансформатора от насыщения при нештатных ситуациях (например КЗ в нагрузке). В цветном варианте схемы этот узел отмечен «неизвестным цветом».
Цитата, описывающая этот узел, взята отсюда (внимание, возможна навязчивая реклама).

Данная схема имеет несколько существенных недостатков. Во-первых, работа с однополярными токами в обмотках трансформатора требует мер по снижению одностороннего намагничения сердечника. Во-вторых, при размыкании ключа энергия, накопленная в индуктивности намагничения трансформатора, не может «разрядиться» самостоятельно, поскольку все выводы трансформатора «повисают в воздухе». В этом случае возникает индуктивный выброс — повышение напряжения на силовых электродах ключевого транзистора, что может привести к его пробою. В-третьих, короткое замыкание выходных клемм преобразователя обязательно выведет силовую часть из строя, следовательно, требуются тщательные меры по защите от КЗ.

Недостаток, связанный с намагничением сердечника однополярными токами, присущ всем однотактным схемам, и с ним успешно бо-рятся введением немагнитного зазора. Для борьбы с перенапряжениями используется дополнительная обмотка, «разряжающая» индуктивный элемент в фазе холостого хода током г3, как показано на рисунке

Дабы не перегружать читателей ненужной информацией, завязываю с теорией и перехожу к практике, а точнее к тестам.

Тестовый стенд стандартен для моих обзоров и состоит из:
1. Электронная нагрузка
2. Мультиметр
3. Осциллограф
4. Тепловизор
5. Термометр
6. Три нагрузочных резистора сопротивлением 10 Ом и мощностью 50 Ватт каждый, резисторы обдуваются при помощи вентилятора.
7. Ваттметр
8. Ручка карандаш и бумажка.

Уже на холостом ходу присутствуют небольшие пульсации, в данном случае некритичные.

Для теста использовалась комбинация из резисторов и электронной нагрузки.
1. Сначала было подключено два резистора, которые обеспечивали ток нагрузки около 4.8 Ампера, электронная нагрузка добавляла нагрузку до 5 Ампер.
Пульсации на мой взгляд великоваты для 25% нагрузки.
2. Та же пара резисторов с током 4.8 Ампера + 5.2 на электронной, в сумме 10 Ампер.
Пульсации более 100мВ, выходное напряжение немного поднялось, что хоть и является побочным эффектом, но в данном случае полезным.

1. Два резистора 4.8 Ампера + 10.2 на электронной, в сумме 15 Ампер.
Пульсации выросли, причем довольно существенно. На осциллографе выставлено 50мВ на клетку, щуп в положении 1:1, дальше можете посчитать сами.
Выходное напряжение еще немного поднялось.
2. В дополнение к двум нагрузочным резисторам добавил третий, в сумме получилось 7.2 Ампера + электронная 12.8, в сумме 20 Ампер ток нагрузки.
Пульсации еще выросли и стали очень ощутимыми, на установленном пределе измерения еле хватает экрана оциллографа.
Выходное напряжение также немного поднялось, но отмечу один момент. Ввыше я писал, что по мере прогрема напряжение растет, в процессе теста напряжение стояло жестко. Колебания если и были, то в пределах одного последнего знака. Т.е. подняли ток нагрузки, напряжение поднялось и не меняется до следующего шага теста, так что здесь плюс.

Измерение КПД стало уже неотъемлемой частью моих тестов БП, не обошел я вниманием и этот экземпляр, тем более что он имеет другую схемотехнику.
В итоге у меня вышло:
Вход — Выход — КПД.
7.1 — 0 — 0
144 — 120 — 83,3%
277 — 240 — 86,6%
414 — 360 — 86,9%
556 — 480 — 86,3%

На мой взгляд КПД находится на довольно приличном уровне, лучше чем у предыдущих БП, обзоры которых я делал.

Теперь по поводу температуры и ее распределения между элементами.
Больше всего нагревается входной диодный мост и трансформатор, но в обоих случаях температура находится далеко от критичной, потому я вполне могу сказать, что БП мог бы выдать и 550-600 Ватт. Особенно отмечу низкую температуру силовых транзисторов, они не прогревались выше 52 грудсов даже при максимальной мощности.
Тест проходил стандартно, 20 минут прогрев на 25% мощности, потом 20 минут на 50% и т.п. Общее время теста составило около полтора часа так как последний тест я решил немного продлить.
По большому счету не имело значения сколько бы я тестировал этот БП, так как термопрогрев у устройств с активным охлаждением наступает очень быстро и что через 20 минут, что через час, температура будет почти неизменной. У БП с пассивным охлаждением это время гораздо больше, потому я стараюсь тестировать их дольше.

Но не обошлось и без одной не очень приятной мелочи, свойственной блокам питания с активным охлаждением. Дело в том, что нормальная температура компонентам сохраняется в основном благодаря постоянному току воздуха внутри корпуса. Когда я снимал крышку для тестов, то отмечал быстрый рост температуры. К сожалению данная особенность свойственна всем БП имеющим активное охлаждение и при нагрузке выше 50% с остановленным вентилятором обычно заканчивается печально.

Чаще всего такое происходит из-за перегрева силового трансформатора. Я частенько отмечаю важность контроля температуры именно трансформатора, так при нагреве выше определенной температуры феррит теряет свои свойства.
Если объяснить «на пальцах», то происходит следующее:
Представьте себе насос (транзисторы инвертора), схему управления (ШИМ контроллер), баллон (трансформатор) и клапан (выходные диоды).
Насос качает воду (допустим) в баллон, потом пауза, выходной клапан сливает воду, потом цикл повторяется.
Чем больше нужна мощность, тем больше воды мы качаем в баллон. Но тут происходит перегрев, объем нашего баллона уменьшается раз в 5, но схема управления этого не знает и пытается качать как и раньше. Так как баллон стал меньше, то насос начинается работать с большой перегрузкой, а дальше два варианта, либо лопнет баллон, либо сгорит насос. Так как баллон очень крепкий, то выгорает насос, чаще всего унося с собой и схему управления и предохранитель.
Потому важно следить не за транзисторами, температура которых можно достигать и 150 градусов, а за трансформатором, у которого предел 110-120 градусов.

Блок питания не имеет контроля работы вентилятора и термозащиты, потому в случае его остановки (пыль, заклинивание), скорее всего сгорит. Такая ситуация с многими блока питания и потому важно следить за состоянием системы охлаждения.

На фото видно рост температуры трансформатора, где буквально за 20 секунд она поднимается с 92 градусов до 100 при снятой крышке. На самом деле температура изначально была ниже, просто она успела подрасти пока я открыл крышку и делал первое фото.

Зато в процессе теста нагрузочные резисторы грелись от души, температура около 250 градусов даже при обдуве, температура электронной нагрузки была существенно ниже, хотя на ней рассеивалось почти в 2 раза больше. Зато после последжних тестов у моей нагрузки в итоге подгорел один из термовыключателей и она норовила выключиться гораздо раньше чем достигала перегрева, никак не займусь новой версией.

Выводы.
Не буду расписывать преимущества и недостатки, а постараюсь дать выжимку из того, что я увидел.
Блок питания прошел тест под полной нагрузкой, нагрев был в пределах нормы и даже ниже ее, что дает возможность предположить нормальную работы и при заметно больших мощностях.
Но вот качество изготовления сильно хромает, также расстраивает заниженная емкость входных и низкое качество выходных конденсаторов. Данное устройство больше похоже на конструктор для сборки нормального БП, но укомплектованный абы как.

Получается что с одной стороны ругать не хочется, ведь БП работает, и работает нормально, с другой мелочи в виде капелек припоя, выпадающего винтика и т.п. требуют «доработки напильником».

Магазин дал купон для обзора — S480power, с ним цена выходит $22.99. На мой личный взгляд, даже с такими недоработками цена вполне адекватна, если не страшит перспектива проверки и доработки, то вполне нормально. Если хотите вариант купил и пользуйся, то лучше взять Менвелл, но цена будет выше. Купон будет действовать две недели.

На этом все, как обычно жду вопросов, а также комментариев. Ну а меня ждет блок питания мощностью 600 Ватт.

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

mysku.ru

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о