Обзор регулируемого DC-DC преобразователя Alientek DP100 (компактный корпус, выходная мощность до 100Вт)

Всем привет. Сегодня я расскажу о достаточно мощном, продвинутом DC-DC преобразователе Alientek DP100 (понижающем), который смогли уместить в очень компактном корпусе.
Если вместе с данным преобразователем использовать зарядное устройство (PD/QC), PowerBank (опять же с поддержкой PD/QC) или просто какой либо блок питания, то на базе двух этих устройств получится очень удобный и функциональный лабораторный БП.
Предлагаю рассмотреть Alientek DP100 подробнее.


На странице товара не совсем верно передана суть продукта, и она может, на мой взгляд, вводить в некоторое заблуждение. В переведённой на русской версии информация о товаре выглядит так:

«ALIENTEK DP100 источник питания постоянного тока Регулируемый лабораторный настольный блок питания 30 в 5 А портативный цифровой источник питания»

В реальности, девайс представляет из себя понижающий DC-DC преобразователь с достаточно широкими возможностями, для работы которого на его вход нужно подать питание, которое нужно ещё от куда то взять.
В принципе, продавец предлагает комплекты состоящие из ALIENTEK DP100 и мощного ЗУ (либо вместо ЗУ предлагают вариант поставки с БП), и тогда уже можно говорить о полноценном источнике питания, с функционалом ЛБП. При этом, такой ЛБП весьма точен, удобен в управлении, имеет хороший КДП и обладает рядом защит.
Ко мне попал именно комплект состоящий из ALIENTEK DP100 и ЗУ на 65Вт.

Специфкации

Продавец предоставляет следующую информацию об устройстве:

Входные параметры

Как видно из слайда продавца, входное напряжение может варьироваться от 5В до 32В. Это рекомендуемые значения. Максимально, входное напряжение может достигать 36В (согласно информации из инструкции). По входу есть только защита от пониженного напряжения UVP, в то время как OVP (защита по превышению напряжения) не заявлена. Есть так же защита с аббревиатурой REP (как я понял, это защита от питания с обратной полярностью).
Максимальный входной ток -7А.

Выходные параметры

Выходное напряжение всегда будет чуть ниже входа, что естественно для понижающего DC-DC преобразователя. Заявлен следующий диапазон выходных напряжений: 0-30В. С учётом того что по входу допускается подача 36В, то возможно на выходе можно получить и более 30В.

Максимальный выходной ток составляет 5А. При этом, выходная мощность ограничена значением 100Вт. Здесь нужно иметь ввиду что при напряжении 30В ток 5А недопустим, так как мы выходим за рамки максимальной мощности.

Регулировка выходного напряжения осуществляется с минимальным шагом 10мВ (точность 0.1%+-5мВ), а выходного тока с минимальным шагом 1мА (точность 0.1%+3мА).

Кроме этого, выделяют очень малые пульсации выхода по напряжению, составляющие 10мВ. Пульсации по току так же в целом небольшие, 3мА. Максимальный КПД преобразователя достигает 97% (естественно он зависит от параметров входа и выхода).

По выходу предусмотрен ряд защит, таких как: защита от повышенного напряжения, защита от повышенного тока, защита по превышению допустимой мощности, защита по превышению температуры.

Режимы выхода: CV/CC (контроль по напряжению или контроль по току)

Размеры и вес преобразователя согласно информации продавца:


Распаковка

DC-DC преобразователь поставляется в фирменной коробке.
На коробке видим достаточно подробную информацию о характеристиках устройства.

Внутри коробки находится фирменный чехол на молнии.
Внутри чехла расположены DC-DC преобразователь, два кабеля «банан»-крокодил, кабель USB-A to USB-A для подключения к ПК (управление, прошивка), переходник Jack5.5*2.1 to Type-C, инструкция (ENG/CN), запасные колечки для маркировки выходных коннекторов.


DC-DC преобразователь выглядит так:
Как видим, для вывода информации предусмотрен небольшой экранчик.


Габариты и вес:

Сравнение габаритов преобразователя с SSD формата 2280:

Входной порт расположен справа. Питание подаётся через Type-C интерфейс, для работы с которым требуется ЗУ c поддержкой PD или QC.
Здесь же расположен и интерфейс USB-A, который можно использовать для связи с ПК или как выходной для зарядки устройств (есть соответствующее переключение).

Кроме этого, через переходник Jack5.5*2.1 to Type-C можно подать на устройство входное напряжение с обычного блока питания, имеющего необходимое выходное напряжение и достаточную мощность под планируемую нагрузку.


Слева, расположены выходные коннекторы под «бананы»

«Бананы» имеют диаметр 4мм и они соединены проводом с крокодильчиками, которые удобно цеплять к нагрузке. Длина проводов 0.5 м (калибр 16AWG). Крокодильчики изготовлены из меди (или возможно это сплав).


Отдельной коробкой поставлялось ЗУ и кабель Type-C to Type-C с длиной 1.5м. ЗУ достаточно тяжёлое, соответствующее заявленной мощности 65Вт. Кабель рассчитан на 100Вт.
Выходные параметры:
Вес:



Внутренности

Перед началом тестирования, я решил разобрать преобразователь, открутив 4 винта расположенных под наклеенными ножками.


Управляет всем микроконтроллер AT32F415CBT7 (ARM® Cortex®-M4 core, features up to 150 MHz CPU + 32KB SRAM +128KB Flash).

DC-DC преобразователь построен на базе контроллера MP9928 (синхронный понижающий 100кГц -1000кГц).
Контроллер поддерживает входные напряжения в диапазоне 4В-60В, и имеет в своём составе двойной драйвер для управления двумя N канальными полевыми транзисторами.

Совместно с контроллером MP9928, судя по всему трудятся 2 полевых транзистора с едва различимой маркировкой RUH4040, рассчитанные на 40В 40А, и с сопротивлением открытого канала 5.5-6.5мОм. Третий RUH4040 транзистор возможно участвует в подачи напряжения в обход контроллера БЗ, когда питание идёт напрямую с БП.

Три транзистора RUH4040, и ещё какая то микросхема, предположительно преобразователь для питания микроконтроллера, отдают тепло на съёмную крышку корпуса преобразователя через термопрокладки.

Для корректной работы с протоколами БЗ, задействован контроллер CH224, поддерживающий PD3.0 (про поддержку QC информацию не вижу).

Есть так же на плате и DC-DC понижающий контроллер SCT2430, вероятно используемый для подачи питания на MP9928.

Микросхему с маркировкой RS92 MV2E105 мне не удалось идентифицировать.
Микросхема с маркировкой 8591, судя по всему операционный усилитель от AD.

Противоположная сторона платы экранирована.


Снимаю экран:

Под экраном находится индуктивность, несколько электролитов от Changxin, а так же несколько твердотельных конденсаторов (ближе к зоне нагрева от индуктивности). Когда разбирал не догадался посмотреть их номиналы… Здесь же находится и токоизмерительный шунт.

Ещё один полевой транзистор RUH4040 находится недалеко от индуктивности.
Кстати, ещё один, пятый RUH4040 находится рядом с выходными коннекторами (его я пропустил), соответственно используется он при включении/отключении выхода, и судя по тепловизору не плохо так греет пластиковый корпус преобразователя (об этом в тестах).
К плате цепляется шлейф необходимый для отправки данных на экран, и для работы кнопок.

Здесь же расположены пищалка и энкодер крутилки. Рядом с входным портом Type-C, как я предполагаю, расположен супрессор.

На этом с разбором вроде бы всё.

Особенности управления

Первым делом разберёмся с управлением. Для этого посмотрим на имеющиеся кнопки.

Как видим, в наличии 3 кнопки, и одна крутилка.

Первая кнопка используется для выключения/включения устройства (при подаче питания на Type-C включается само).

Однократное нажатие на среднюю кнопку, позволяет переключаться между настройками выходного напряжения и тока, а где последняя кнопка используется для переключается между разрядами значения. Изменение значений осуществляется крутилкой.
После того как напряжение выставлено, необходимо удержать среднюю кнопку пару секунд, после чего устройства выйдет из режима конфигурации. Можно менять выходное напряжение при запитанной нагрузке.
Если ещё раз удержать эту же кнопку пару секунд, то устройство перейдёт в режим «LOCK», с блокировкой всех кнопочных функций. Разблокировка устройства происходит так же удержанием средней кнопки.

Если быстро нажать два раза на ту же среднюю кнопку, откроется меню настроек, автоматически закрывающееся через 2 секунды, если не производить манипуляции с настройками. А настроить тут можно пороговые значения для срабатывания защит, включить режим автоматической подачи напряжения на выход, задать максимальное значение напряжения получаемого через PD, задать яркость подсветки, уровень громкости пищалки, сменить язык и тему, сбросить настройки, задать режим работы USB (Slave для работы с ПК, или Host для заряда/питания устройств).
Касаемо переключения максимального напряжения получаемого с ЗУ через протокол PD, с ним у меня произошёл небольшой казус, а именно, я случайно переключил это значение на 12В и убил почти пол часа, что бы понять почему входное напряжение не хочет переходить на 20В, при том что минуту назад всё было хорошо. Вы конечно спросите как же его можно переключить случайно, если надо лезть в меню? Дело в том, что двойное быстрое нажатие по правой кнопке, даёт возможность менять это значение не заходя в меню. Кстати, в диапазон заданных входных напряжений через PD, возможно выставить только значения 9В, 12В, 15В, и 20В. Значение 5В не доступно для выбора. Текущее значение напряжения на входе отображается на основном экране.

Просто однократное нажатие правой кнопки осуществляет включение/отключение нагрузки. Как по мне, эту кнопку можно было бы сделать крупнее, ведь если что то пошло не так (например нагрузка начали дымиться при этом не вызывая КЗ, или вести себя не так как ожидалось), и нужно быстро отключить нагрузку, удобнее жать на большую кнопку.
В опциях можно задать автоматическую подачу питания на выход при включении устройства.

Выходные коннекторы обозначены красным и чёрным колечком (одно я уже умудрился потерять, но благо есть запасные), и дублируются подсветкой, включающейся при подачи питания на выход.
Удержание правой кнопки несколько секунд, перекидывает в меню выбора и настроек одного из 10 профилей (P0-P9), что весьма удобно, когда есть потребность питать от ЛБП устройства рассчитанные на различное напряжение.

Снизу экрана, написана информация о текущем режиме работы выхода (OFF/CV/CC), что означает напряжение на выход не подаётся, идёт контроль выхода по заданному по напряжению, идёт контроль по заданному току (включается автоматически, например, когда нагрузка стремится потребить больше чем может отдать преобразователь).
Далее идёт информация о срабатывании режима защиты (либо оповещение о нормальном режиме работы «NM»), информация об активности режима LOCK, информация о режиме работы USB-A порта, текущий профиль (P[0]-P[9]), информация о внутренней температуре устройства.
Размер экрана (диагональ всего 0.96 дюйма), как по мне, несколько мелковат для нормальной работы с ЛБП, но по сути это плата за компактный корпус.
Либо можно было бы расположить более крупный экран сверху, но он был бы более подвержен повреждениям.

Тестирование

Что бы преобразователю не жилось легко, помучаю его мощной нагрузкой. В качестве нагрузки я буду использовать мощный советский реостат РСПС-3, заставший ещё Брежнева, и хранившийся не в особо хороших условиях, поэтому он имеет несколько потрепанный вид. Ранее, я провозился с ним несколько часов, полностью разобрав его, отмыв от грязи, и проведя ТО, так как он даже не хотел крутиться. Сопротивление реостата 14Ом, номинальный ток 7А (при последовательном включении двух контуров).

Вот такой вот агрегат:
На контрасте с размерами преобразователя Alientek DP100:
5000+ грамм против 98 грамм.

Проверка точности измерений в сравнении с мультиметром

Для начала, попробую нагрузить преобразовать на 60+Вт, используя комплектный ЗУ на 65Вт, добавив последовательно в цепь мультиметр Fnirsi DMT-99, в режиме измерения тока.
Как видим, измеряемые значения по току достаточно близки.

Теперь проверю корректность отображаемого выходного напряжения, беря за
эталонные показания Fnirsi DMT-99.
В плане отображаемого значения напряжения вопросов нет.

Когда нагрузка стала потреблять больший ток чем установлено (снизил её сопротивление), преобразователь автоматически перешёл в режим CC, поддерживая заданный ток и снижая для этого выходное напряжение.
Кстати, комплектный кабель примерно на 0.5В сильнее просаживал напряжение в отличии от 100Вт кабеля выпущенного Ugreen, но Ugreen при этом был на 0.5м короче, но по идее разница в длине у хорошего кабеля должна быть учтена повышенным сечением, и по идее такого расхождения быть не должно. Комплектный кабель в общем пойдёт, но мог бы он быть и немного получше.

Теперь проверим токи поменьше.

Резистор 2кОм в нагрузке:

Резистор 1кОм в нагрузке:

Резистор 47Ом на нагрузке, с огромной перегрузкой, последствия которой за пару секунд материализовались в дым и почернение корпуса резистора:

Резистор 150Ом, так же с большой перегрузкой, но в 2 раза меньше чем у предыдущего участника:
Здесь уже на мультиметре я выставил более грубый режим измерение относительно малого тока в А, и итоги получились одинаковыми.

В целом, можно сказать что отображаемые значения соответствуют действительности.

Нагрев корпуса при выходной мощности 100Вт (сценарий с высоким КПД)

Я подал питание на преобразователь от 100Вт порта (20В 5А) ЗУ Ugreen СВ271.
При работе на нагрузку, с потреблением около 96Вт (выставлено было максимально возможное напряжение на выходе, относительно входного 20В, а значит и КПД был весьма высок), и после 45 минут работы корпус преобразователя разогрелся незначительно, если насчитать одну точку где нагрев достиг 70 градусов. Судя по всему, в этом месте греется mosfet открывающий/закрывающий выход.
Кстати, производитель видимо и не рекомендует использовать напряжение выше 32В, так как полевые транзисторы в преобразователе рассчитанный на 40В всего.

Проверка мощного серверного вентилятора

Потребовалось мне понять заработает ли мощный серверный 80мм вентилятор от 10В и сколько будет кушать, выставляю указанное напряжение и проверяю.
Даже при 10В вентилятор пытается вырваться из рук, из-за сильного воздушного потока, и кушает при этом 20Вт:
По даташиту, при 12В питании, такой вентилятор раскручивается до 9000об/мин, и потребляет около 33Вт, обеспечивая поток около 132CFM (минимум 119CFM). Попробуем на 12В.
Неплохо он так кушает и шумит соответствующее при таких то оборотах и размерах).

Работа от мощного Power Bank

Попробовал запустить преобразователь от Power Bank Ugreen PB205.
Самый мощный Type-C порт у Power Bank поддерживает PD 3.1, с него я хотел снять 100Вт (20В 5А), но с ним преобразователь отказался работать, даже при использовании подходящего кабеля с поддержкой PD 3.1.
Второй порт, поддерживающий лишь PD3.0, и выходную мощность 65Вт (20В 3.25А) смог подружиться с преобразователем.
По итогу, 100Вт мощности удалось снять с Ugreen PB205 передав на Alientek DP100, при использовании FNB48 как посредника.
Далее, при работе в связке с FNB48, я понизил напряжение на выходе Alientek DP100, и можно оценить примерный КПД его преобразователя, при работе с входом 20В и выходом 12В, что подразумевает не самый высокий КПД.
Без учёта потерь на кабеле между FNB48 и Alientek DP100, разница составляет около 3Вт, что говорит о КПД в районе 95%, что очень хорошо.

Измерение пульсаций

Пульсации при нагрузке в районе 55Вт небольшие, 30мВ:
При этом, ЗУ (Ugreen СВ271), от которого на время теста шло питание на преобразователь, имеет пульсации выхода в районе 30-40мВ.

При той же величине нагрузки, напряжение начинает просаживаться в месте коннекта бананов (немного их выдвинул для измерения его величины, но выходная мощность не упала, значит контакт остался в норме):


Работа от внешнего БП

Если просто подать питание через комплектный кабель-переходник, используя ещё один кабель, то всё работает. Единственное, у меня в наличии был дешёвый кабель который не был рассчитан на относительно высокую мощность, я в своё время планировал запитывать с помощью него роутер от USB (через PD триггер), поэтому возникла большая просадка напряжения, и этот кабель начал пованивать.

Особенности работы Alientek DP100 на видео:


Выводы

Alientek DP100 это действительно компактный и очень удобный вариант для организации качественного ЛБП, с приличной выходной мощностью.
Устройство может плавно регулировать выходные значения напряжения и тока, при этом обладает высоким КПД (современная схемотехника, неплохие компоненты), и поддержкой ряда настраиваемых защит. При этом, выходное напряжение с низкими пульсациями.

Единственное, компактные размеры, на мой взгляд, это и достоинство и недостаток одновременно. Я бы всё таки несколько увеличил размеры корпуса устройства, что бы увеличить размеры экранчика (всё же, по моему мнению, он мелковат для вывода задуманного объёма информации), и возможно размеры кнопок управления, отделив кнопку для подачи напряжения на нагрузку.
Либо, экран можно было бы растянуть по горизонтали раза в 2-3, сместив все важные показатели в левой части, выделив под это 60-70% от увеличившейся площади экрана, а дополнительную информацию выводить правее, при этом она так же бы выглядела сильно крупнее чем сейчас, и была бы лучше читаема, и тогда Alientek DP100 можно было бы называть универсальным ЛБП (как для походных условий когда важны вес и размеры, так и для постоянного стационарного использования).

Плюс, на мой взгляд, стоимость устройства на данный момент достаточно высокая, в идеале, хотелось бы видеть её несколько ниже.

P.S пока писал обзор, преобразователь несколько подорожал. Сейчас небольшая скидка доступна на странице товара (купон), либо можно использовать промокод 3SKUDP100 с той же величиной скидки.

Возможно, если подождать чуть меньше месяца, до 11.11, то получится получить более адекватную цену на сабж.