Мелкие DC-DC преобразователи с USB разъемом

Попало ко мне несколько компактных понижающих преобразователей, купил просто «на попробовать», благо стоят совсем недорого и сегодня обзор пары почти одинаковых, но при этом разных плат.


Вообще началось все с того, что попросил меня товарищ купить несколько десятков мелких преобразователей, ну и один я купил для себя, просто так, без цели.
Стоили платы $0.68 за штучку — ссылка, получил в виде почти целого листа, который потом надо соответственно ломать на отдельные платы.



Платы очень компактные, размер с учетом разъема 15х26.5мм


Внешне все очень аккуратно, но стоит отметить, данные платы не имеют функции QC, на выходе только 5 Вольт.


Хотел я уже писать обзор, но времени не было и закинул свою платку в ящик стола и тут в ходе очередного заказа у другого продавца мне попались те же платы, но в двух вариантах исполнения, при этом один вариант стоил 80 центов, а другой 78, сейчас оба продаются по $0.60.
Успешно забыв что одна такая плата у меня уже лежит, я заказал по одной разного исполнения, в итоге у меня оказалось три платы, две одного типа и одна другого (в пакетике).


Не буду дальше пытаться создавать интригу и поясню.
Слева плата первого типа, одна была заказана ранее, вторая недавно, стоила 80 центов, далее буду называть как «тип один»
Справа плата второго типа, заказана вместе с одной из первых двух, стоила 78 центов, далее — «тип два».

Ключевая разница в типе дросселя, при этом первая плата отмечена у продавца как — 3A USB Output good, вторая просто — 3A USB Output.


Платы собраны на базе одного и того же чипа, имеют те же номиналы компонентов, у обоих есть супрессор по выходу, разница только в типе примененного дросселя.


Даже индуктивность дросселя одинакова, но при этом дроссель на второй плате чуть меньше по высоте, предположительно рассчитан на меньший ток.


У одного из продавцов есть картинка с уточнением по компонентам.
При этом платы имеют по входу диод для защиты от переполюсовки и зачем-то резистор номиналом 0.1 Ома также включенный последовательно с входом платы. Потери на резисторе конечно не очень большие (в отличие от диода) но его назначение так и осталось для меня загадкой, ничего кроме того что он выполняет роль предохранителя, в голову не приходит.


Но оказалось что платы отличаются еще и трассировкой, т.е. разница не только в типе дросселя, возможно некая старая и новая версии. Слева «тип один», справа «тип два».


Для тестирования взял блок питания и электронную нагрузку, нагрузочная способность и измерение КПД проводились с импульсным БП, измерение пульсаций с линейным для исключения влияния его на результаты.


Перед тем как перейти к тестам краткая информация о платах со страницы продавца. Ниже скриншот с гуглопереводом, но если коротко, то:
1. Компоненты заявлены как новые, в принципе чаще всего не имеет значения.
2. Максимальный, кратковременный ток 3 Ампера, длительный 2.1 Ампера.
3. Керамические конденсаторы вместо электролитических потому пульсации заявлены как 10мВ при том что у конкурентов до 500мВ, но это мы проверим.
4. Высокий КПД, до 94-97.5%, но есть оговорка, без предохранителя и защитного диода, но так как они есть на плате, то я буду измерять с ними.
5. Дроссели с намоткой шиной, а не проводом, проверить без разборки не могу.
6. Защитный супрессор по выходу, имеется у обоих плат, потому здесь вопросов нет.
7. Использование некоей схемы идентификации USB. На самом деле ее нет, контакты линий данных USB соединены между собой и подключены к делителю напряжения.
8. Позолоченный разъем USB. Маловероятно, но падение на разъеме я также измерю
9-11. Разная ерунда
12. Ток потребления без нагрузки 0.85 мА. Специально не измерял, но блок питания действительно без нагрузки показывал нулевой ток при том, что минимум может отображать 1мА.


Начну с платы «тип два», потому как именно ради нее я и сделал второй заказ.


Первый прогон показал что при входном напряжении 12 Вольт максимальный ток 2.9 Ампера, но я засомневался и провел еще несколько тестов, во всех последующих было максимум 2.8 Ампера. При этом отключение резкое, а не плавное падение напряжения, в некоторых ситуациях это может быть полезно.
.

Ток 3 Ампера плата может выдать, но буквально пару секунд, дальше снижение напряжения и отключение.


При входном напряжении в 24 Вольта плата также смогла выдать максимум 2.8 Ампера, напряжение на выходе хоть и снижается по мере роста тока, но стабилизируется очень хорошо, разница между максимальным током и работой без нагрузки всего 0.1 Вольта с учетом падения на разъеме.
Измеренное падение на разъеме составило 6+14мВ (общее 20мВ) при токе 1 Ампер или 60мВ при токе 3 Ампера, потому без учета разъема падение всего 40мВ.


Таблица с измерением КПД, каждый шаг кратен току в 200мА


И график, думаю что здесь видно более наглядно.


Греется как печка, это да. я проверял сначала при токе 1.25 Ампера, нагрев был 63 градуса, затем хотел нагрузить длительно током 2.5 Ампера, но в итоге плата перегревалась и отключалась даже при 2.3 Ампера.
Ниже три термофото, 12 Вольт 1.25 Ампера и 2 Ампера, а также 24 Вольта 2 Ампера.


Пульсации при входном напряжении 12 Вольт и токе нагрузки — 0, 1, 2, 2.8 Ампера. Если не учитывать пики, то около 30-40мВ.


Но вот при входном 24 Вольта картина заметно хуже. Если при токе нагрузки 0-12 Ампера примерно как и было, то при 2.8 около 110мВ без учета пиков, последний скриншот сделан специально в том же масштабе чтобы было нагляднее.


Теперь плата «тип один».


Здесь выходное напряжение держится также как у предыдущей, но вот максимальный ток получился 3 Ампера, причем что в первом, что в последующих прогонах, отключение также резкое.


А при входном напряжении в 24 Вольта (забыл изменить в заголовке) выходной ток составил даже 3.2 Ампера, что уже заметно больше чем 2.8 у предыдущей.


Измерение КПД, шаг тот же, 200мА, но вот ступеней здесь получилось на одну больше при входном 12 Вольт и на две при входном 24 Вольта.


КПД в виде графика.


Нагрев также заметно меньше, первые два термофото сделаны как и ранее, при 12 Вольт входном и токе нагрузки 1.25 и 2 Ампера, третье при 24 Вольта, но ток нагрузки был 2.3 Ампера и плата не отключалась.


Пульсации здесь также заметно меньше, примерно в два раза и без учета пиков составляют около 20мВ, хотя заметно не дотягивают до заявленных 10мВ. Ток нагрузки 0, 1, 2 и 3 Ампера.


При входном напряжении 24 Вольта картина хоть и хуже чем при 12, но заметно лучше чем у предыдущей платы, особенно при максимальном токе нагрузки. Здесь все осциллограммы приведены в масштабе 10мВ/дел, у предыдущей 20мВ/дел.


Сравнительный график измерения КПД обеих плат. Слева при 12 Вольт, справа при 24.
При 12 Вольт КПД плат примерно одинаков, но при 24 Вольта плата «тип один» уверенно обгоняет плату «тип два».


В качестве итога скажу что обе платы работают, но плата «тип один» на мой взгляд заметно лучше и если покупать, то я однозначно рекомендую именно ее.
Кроме того заметно увеличить КПД можно удалением диода защищающего от переполюсовки и установкой вместо него перемычки, кстати он в работе заметно греется и в свою очередь подогревает ШИМ контроллер который в итоге отключается от перегрева. После удаления диода думаю что плата без проблем выдаст длительно ток в 2.5 Ампера.

На этом у меня все и как всегда буду рад вопросам и просто комментариям.