Аккумуляторный источник питания на управляемом Buck-boost модуле RD DPH5005-С 50V 5A (версия c USB/BT)

Продолжаю обзор управляемых модулей Ruideng Technologies.
На этот раз DPH5005. Это повышающе-понижающий модуль (Buck-boost), который может выдавать напряжение или ток больше, чем у источника питания (но в пределах мощности).
Очень интересный модуль, особенно версия USB или Bluetooth.

В обзоре будет продолжение сборки аккумуляторного блока питания на его основе,
а также небольшое описание программного обеспечения для управления с компьютера через USB или Bluetooth.

Привет еще раз))))
Можно сказать, что новогодние праздники удались))))
Получилось сделать много полезного, а также выкроить время на хобби.
В первой части я показал, что можно собрать лабораторный блок питания (ЛБП) на основе программируемого модуля DPS5005-C. Естественно, портативный ЛБП на аккумуляторах целесообразнее делать именно на модулях типа DPH3205 или DPH5005.

Модуль RD DPH5005-C также является одним из новых и в лоте есть три версии:
– просто DPH5005 communication version (с возможностью подключения адаптера связи, но без адаптера в комплекте);
– DPH5005 USB board, что означает наличие в комплекте адаптера USB communication board;
– DPH5005 USB + Bluetooth, что означает наличие в комплекте обоих адаптеров USB communication board+ Bluetooth communication Board.
Получается, что можно взять с USB адаптером и управлять с компьютера/ноутбука/планшета (на win), но если нужен BT, то придется брать и именно версию с USB и BT одновременно. Просто версии DPH5005-BT нет.

Важное примечание: модуль повышающе-понижающий модуль (Buck-boost), который может выдавать напряжение или ток больше, чем у источника питания
Полностью выходные параметры 50В / 5А обеспечиваются при входном питании не хуже 28В / 280Вт. Предельный ток на входе 10А. При меньших параметрах питания можно несколько меньшую мощность. В каждом конкретном случае можно оценить требуемое питание, учитывая, что КПД не более 90%, и что мощность на входе должна быть с запасом, и никак не меньше мощности на выходе (С учетом КПД).

Характеристики:
Бренд: Ruideng Technologies
Модель: DPH5005-C
Диапазон входного напряжения: 6.00В — 50.00 В
Диапазон выходного напряжения: 0.00В — 50.00 В
Выходной ток: 0-5.000A
Выходная мощность в диапазоне: 0-250 Вт
Максимальный входной ток: 10А
Выходные пульсации: <100 мВ
Точность установки выходного напряжения: 0.01 В
Точность установки выходного тока: 0.001 А
Точность измерения напряжения: ± (0.5% + 1 цифра)
Точность измерения тока: ± (0.5% + 2 цифры)
КПД преобразования: 89% (входная мощность должна быть не менее, чем в 1.2 раза больше выходной.Для обеспечения максимальных 250Вт на выход потребуется не менее 280Вт питания при напряжении не менее 28В)
Диапазон рабочих температур: -10°c ~ +60° c
Вес: 267 г
Размер дисплея: 79*43*38 (мм) (L * W * H)
Размер силовой платы: 93*72*42 (мм) (L * W * H).
Крепление платы: 86 х 64 мм, 4 отверстия М3
Длина шлейфов: 200 мм

Я заказывал модули разными посылками, так как изначально DPS5005-С планировался для другого устройства. Изначально на нем и освоил софт)))) А для аккумуляторного ЛБП заказывал именно Buck-boost модуль RD DPH5005-С
Как и предыдущий, модуль DPH5005-С упакован в пенопластовую коробку

Весит все это добро почти 350 г

Внутри коробка DPH5005-С в пупырке

На дне обнаружился «подарок» от продавца

Пара крокодилов (красный и черный). Видимо для DIY проводов для ЛБП.

Фотографии фирменной упаковки для DPH3205/DPH5005


Упаковка DPH5005-С больше по размерам, чем у маленьких модулей. В первую очередь, из-за силовой платы

Плата BT находится отдельно, дисплей и силовая плата — в ячейках блока. Сверху была инструкция (англ/китайский)

USB адаптер находился вместе с дисплеем

Размеры и фотографии силовой платы, дисплея и адаптеров USB/BT

Силовая плата DPH5005


На выходе стоит шунт на 5А и батарея конденсаторов (63В, пара 470 мкФ (накопитель), пара 330 мкФ (выход)

Еще пара 330 мкФ/63В стоит на входе.

Радиатор установлен вертикально, присутствует активное охлаждение (вентилятор 40 х 40, управляется автоматически).

Обращаю ваше внимание на этот маленький модуль питания.

Он собран на основе SEPIC Controller LTC1871EMS и отвечает за отдельное питание микроконтроллера. Это результат доработок по результатам обращений пользователей.
Модуль устраняет некоторые нюансы работы в режимах стабилизации тока СС на больших значениях.

Силовые элементы на радиаторе: диоды Шоттки MBRF20100С

МК STM32F100C8.

Выходная клемма и шунт на 5А

Разъемы для подключения дисплея

Размер силовой платы: 93 х 72 х 42 мм



Крепление платы: 86 х 64 мм, 4 отверстия М3



Дисплей


Габаритные размеры дисплея: 80 х 42 х 45 мм. (установочный размер 79 х 43 х 38 мм)

Внутри кнопки, энкодер и TFT экран, ничего больше нет, все уходит шлейфами на контроллер

Еще фото



Маркировка выходов

Шлейфы для дисплея (20 см, пара)


Адаптер BT

Совсем небольшой. С разъемом для подключения. Видно, что используется готовый BT модуль.



Адаптер сделан на основе Bluetooth модуля на чипе bk3231 ( SPP-C Bluetooth)

Адаптер USB



Плата адаптера USB покрупнее. Как я уже говорил, используется CH340G в качестве адаптера интерфейса.





Используется DPH5005 PC Software. Протокол передачи данных открытый и приводится в архиве.


Подключается через виртуальный ком-порт (USB или BT). При подключении блокируется управление с дисплея.



Вот с установкой были сложности. Сначала DPH5005 PC Software потребовало обновление Windows8.1-KB2932046-x64, что повлекло установку вообще всех текущих обновлений на рабочий компьютер, а также vc_redist.x64. Иначе работать отказывается. Ну и не забываем драйвер CH341SER. Для BT нужно установить виртуальный компорт и синхронизировать устройства.
Установка DPH5005 PC Software

Запущенная программа

Подключаем адаптер USB (или BT)

Проверяем Com-порт в диспетчере.

После установки софта выбираем этот Com-порт в программе, нажимаем Connect.

Приложение DPH5005 PC Software имеет две вкладки (Basic function и Advanced function ), плюс слева панель конфигурации, справа панель input/output.
Во вкладке Basic function можно устанавливать как напряжение, так и ток крутилками, так и с клавиатуры. Активация выхода кнопкой ON на панели input/output справа внизу.

Устанавливаем 30В. Ток не ограничиваем. В качестве нагрузки лампа накаливания 75W

Дисплей показывает 30В и 309мА

Лампочка начинает разгораться (при 30В не сильно).
Далее 35В

Дисплей показывает 35В/322мА

Далее 40В

Дисплей показывает 40В/355мА

Ну и практически максимальное напряжение 49В

Дисплей показывает 49В/397мА. Почти 20Вт с аккумулятора.

Проверяем режим СС (установка тока)

На дисплее 153мА

Увеличиваем до 350 мА

На дисплее 353мА

Лампочка соответственно разгорается чуть ярче

Вкладка Advanced function имеет расширенный набор функций и предустановок, распределенных в трех группах: Data group operation, auto test, voltage/current scan.

Подключаем нагрузку, настраиваем напряжение по желанию, нажимаем ON и смотрим работу модуля.


Группа Auto test позволяет выставлять до 10 «шагов» проверки с предустановками тока и напряжения, а также с различными задержками.

Выбираю 3 шага и настраиваю на напряжение 30/40/50 вольт. На первой вкладке можно видеть график тестирования (запускал пару раз)

Показания дисплея при auto test

В живую это выглядит вот так


Группа voltage/current scan обеспечивает автоматическое изменение питающего напряжение (тока) в указанных пределах.

Настраиваем, запускаем RUN

Меньше 1 с программное обеспечение не позволяет устанавливать, так как стабилизация параметров занимает некоторое время (я бы даже меньще 2 с не ставил бы).
На графике можно видеть как изменялось ступеньками напряжение

Можно выставить хоть через 1 В


В дополнение к предыдущему обзору — начертил корпус под силовую плату.
Нарисовал панель

И корпус

Забегая вперед скажу, что из-за большой длины шлейфов, а также вертикально расположенного радиатора нужно корпус делать чуть повыше — чуть не помещается дисплей. А еще лучше сделать панель под наклоном — так более наглядно.
Адаптер для аккумулятора можно использовать любой (под свой тип батареек).

Скрины слайсера

Корпус конечно долго печатать

Детали, готовые к сборке

Плата помещается в корпус идеально. Ну практически идеально. Забыл сделать вентиляционные отверстия на вдув и выдув вентилятору. На малых мощностях он практически не включается, но на максимуме (250Вт) будет крутиться не переставая (!).

Устанавливаем дисплей в рамку


Собираем предварительно, проверяем работу

ЛБП в сборе с аккумулятором от шуруповерта

Конкретно при сборке всплыл огрех проектирования — корпус нужно сделать на 1,5 см повыше, иначе шлейфы и дисплей упираются в радиатор платы. Ну или расположить его под наклоном. Склоняюсь к последнему варианту)))

Выставляю 5В/2А для проверки. Аккумулятор М18 близок к разряду и показывает 17.25В

USB тестер слегка врет))) но ток показывает верно

Выставляю 24В. Напоминаю, что у аккумулятора всего было 17В на выходе.

Buck-boost конвертер работает)))) Напряжение на выходе выше, чем на входе.

USB тестер подтверждает 24В

Ну и 29В.
Для USB тестера это предел.

Рекомендации по использованию:

Модуль DPH5005 (как и DPH3205) очень требователен к качественному питанию.
Для изготовления самодельных ЛБП старайтесь использовать либо качественные импульсные БП с хорошими фильтрами (с минимумом пульсаций, что-то типа Meanwell и т.п.), либо линейные БП.
Обращайте внимание на запас по мощности. DPH5005 Выдает на максимуме 250 Вт. Для этого потребуется источник питания с мощностью не менее 280Вт. По моим тестам, КПД на уровне 87-89% (сравнивал потребляемую и выдаваемую мощность). Причем источник питания желательно иметь с напряжением не менее 28 Вольт и током не менее 10А.
Максимально модуль DPH5005 может принимать на вход 10А (ограничение производителя). Если у вас источник питания имеет напряжение (или ток) меньше указанного, то «на всю катушку» использовать DPH5005 не получится, только в пределах мощности источника (с учетом КПД). Но и это весьма неплохо. Можно получить ЛБП на 15В от всего двух ячеек элементов 18650 (!). Тут уже нужно оценивать баланс мощности и мобильность устройства.

Что касается стабилизации тока и защиты — в новых версиях DPH5005-С ( и другие -С модули) была доработана цепь питания контроллера. В старых модулях была вероятность получить поврежденный микроконтроллер при резком броске тока на выходе. Это плюс производителю.

В первой части обзора задавали вопросы по поводу возможности зарядки аккумуляторов напрямую от источника (в режиме СС — очень удобно). Так вот, все новые версии модулей умеют заряжать из коробки.

Небольшие выводы:

В результате нескольких бессонных ночей был реализован проект аккумуляторного ЛБП. Полученное устройство питается от 18В аккумулятора и выдает 50В на выходе. Кратковременно подобный источник может обеспечить 50В/5А, но это редко бывает нужно. А вот выдать 20-30В с током до 5А — без проблем.
В проекте были использованы аккумуляторы от Milwaukee M18, но можно без больших усилий переделать под любой подобный аккумулятор от шуруповерта. Еще проще оставить входные клеммы для подключения внешнего источника питания.
В планах адаптировать корпус под пару аккумуляторов 12В от китайских шуруповертов (дешево и сердито, а также позволит раскрыть возможности DPH5005 полностью).
Еще было бы удобнее найти софт для управления контроллером, работающий под Android, пока рулить устройством приходится с планшета на Win либо с компьютера.

Полезная информация

Первая часть обзора: Источник питания на основе управляемого Step-down модуля RD DPS5005 50V/5A (версия c USB/BT)

Обзор на программируемый Boost-Buck модуль DPH3205

Ссылки на 3D печатные корпуса для DPS5015 и для DPH3205/5005

Адаптеры для Милки (раз, два и три)

Ссылка на рамку для дисплея

Обзор на корпус для модулей RD

Проект для управления модулем DPS5005 и приложение Blynk для iOS/Android.