Блок питания (зарядное устройство) Choetech Q6006 с поддержкой PD 61Вт и GaN технологией

Про технологию GaN наверное слышали уже даже те, кто совсем ни интересуется миром современных технологий конструирования блоков питания. Но вот ко мне подобный блок питания попал впервые и сегодня я попробую его сравнить с почти аналогичным вариантом, причем от той же фирмы.
Осмотр, тесты, сравнение, измерения, впрочем как всегда.



Некоторое время назад я публиковал обзор в принципе неплохого блока питания мощностью 60Вт. Относительно качественная сборка, стабильная работа, поддержка разных протоколов. Но спустя совсем немного времени выслали мне еще один вариант, более «современный», построенный с применением компонентов по GaN технологии. Правда договаривался я про версию 100Вт, так как читатели спрашивали меня именно о ней, а получил в итоге менее мощный вариант Q6006.
С другой стороны, Q6006 является почти полным аналогом Q4004, разница в заявленной мощности у них всего 1Вт, 61 против 60 и вполне возможно что как раз интересно будет сравнить два варианта, так как сказать классический и обновленный.

В пакете была коробка с зарядным (БП) и кабель. На упаковке приведены все необходимые технические характеристики, да и сама упаковка на мой взгляд надежна, зарядное при этом запаяно в пакет, раскрыть который можно только разорвав его, такая вот проверка что его до вас никто не использовал.


Начать обзор я хотел с тестов кабеля, который прислали в комплекте, но начав его осматривать, понял что точно такой кабель у меня уже был, и проверка совместимости с PD100 Вт показала что так и есть, почитать подробнее можно здесь.


Как и ранее комплект состоит из собственно блока питания, инструкции и бумажки, которую я уже показывал как применять.


В инструкции ничего интересного, технические характеристики, краткое описание на английском языке.


Первое на что обратил внимание, это размеры, оно заметно меньше предыдущего и как по мне, выглядит более аккуратно.


Размеры можно оценить в сравнении со спичечным коробком.


На корпусе также есть указание всех необходимых характеристик.
Если в прошлый раз вилка была съемная и можно было использовать как евро вариант, так и плоские штыри, то здесь вилка не снимается. Как по мне, то это может быть недостатком для тех, кто часто путешествует, для мне же это скорее плюс, так как конструкция в таком варианте более монолитная.
Кроме того рядом с выходным гнездом добавили индикатор включения, светит очень слабо, яркость зависит от выходного напряжения. Но с тем что я не люблю яркие индикаторы, то вот как раз все в меру.


А теперь визуальное сравнение с предыдущим вариантом.
1. Размер явно меньше.
2. В характеристиках разница только в последнем пункте, у нового добавлен режим 20.3 вольта, отсюда и берется «лишний 1 Вт мощности.
3. По толщине разницы почти нет.
4. Штыри сетевой вилки у нового варианта сделаны правильно, с небольшим схождением, в отличие от предыдущего, где они были параллельны.


На странице товара также есть сравнение с обычной версией.


Какого либо внятного списка поддерживаемых протоколов я не нашел, а на странице товара есть только такая картинка.


Ну ничего, подключаем тестер и смотрим что он может.
А может он, как оказалось, совсем немного. Формально он умеет только Ouick Charge и Power Delivery, причем QC только до 12 вольт.
Я пробовал управлять протоколами напрямую, так как автоопределение работает не всегда корректно, но нет, действительно, QC максимам 12 вольт, минимум 4.46, если попытаться снизить еще, то зарядное „перезагружается“.
Также нет Huawei FCP, SCP и Samsung AFC.

Зато есть PD, правда тестер определил только версию 2.0 и соответственно не дает регулировать мелкими шагами, но зато видно что действительно блок может выдавать 20.3 вольта, хотя я не помню чтобы в стандарте Power Delivery было такое необычное напряжение.


Ради интереса проверил еще двумя тестерами, своим основным 1276 и новым Fnirsi FNC88.
Первый показал в принципе все то же самое, но PD определил как 3.0, а вот FNC88 посчитал что QC только до 9 вольт и есть поддержка Huawei, но выставить 9 вольт во втором режиме отказался. PD он также определил как 3.0, но все равно не дал доступ к тонкой регулировке напряжения.


Для тестов опять пришлось курочить один из USB тестеров чтобы подпаяться к шине питания до шунта. Потребление без нагрузки составляет 0.4Вт, экономно, но мне попадались блоки с еще меньшим потреблением.


Нагрузочные тесты.
Для начала „базовое“ напряжение, т.е. то, что выдается на выход если блоку не дать никаких команд. Для подобных блоков питания это стандартные 5 вольт.
Немного завышено, без нагрузки 5.07В, есть компенсация, по мере роста тока напряжение поднимается до 5.34 при 3А и 5.4 при 3.6А, дальше срабатывает защита.


Далее уже QC, при 5 вольт все было как показано выше, а вот при 9 вольт блок повел себя загадочно, после тока 3.4А он сбросил напряжение до примерно 6 вольт и полностью отключился только при 4.5А.


При QC 12 вольт картина почти идентична, только отключение было при 4.7А. Очень непривычное поведение, вроде и защита срабатывает, а выглядит как-то странно.


Причем что характерно, в режиме PD все работает нормально, кстати также есть компенсация напряжения при увеличении тока нагрузки.


Ну и последний режим, 20.3 вольта.
Здесь компенсации нет и если при старте напряжение было 20.37, то при заявленном токе в 3А оно упало до 20.22, защита сработала при токе 3.6А, как и во всех остальных режимах, где нет „плавания“ напряжения при перегрузке.


Тест на прогрев решил начать при токе 3А и напряжении 5 вольт, но через небольшое время понял, что такой тест не имеет смысла.


Дело в том, что судя по измерениям рассеивало зарядное около 3-3.5Вт и соответственно почти не грелось, даже в самом горячем месте температура была всего 40 градусов.


Потому просто выставил на выходе максимальное напряжение 20.3В, максимальный заявленный ток 3А и оставил на часок.
За время прогрева напряжение немного снизилось с исходных 20.208 до 20.11В.


В итоге получил 64 градуса сверху и 73 снизу, блок был расположен почти горизонтально. Я считаю что температура в норме.


Пульсации измерялось на контактах USB тестера.
1. Без нагрузки блок работает на пониженной частоте, при этом есть небольшой шум, но различимый только если приложить ухо почти вплотную к корпусу.
2, 3, 4. Далее тест при токе 3.3А и напряжениях 5, 12 и 20.3В. Размах пульсаций почти не меняется и составляет около 120-140мВ, зато меняется частота, при большем выходном напряжении (и соответствнно большей мощности) она выше.

Для 5 вольт размах пульсаций немного великоват, для остальных напряжений в пределах нормы.


После того как были проведены тесты блок питания конечно был разобран.
Разбирается он относительно несложно, нож, небольшой молоточек и немного времени. Склеены в основном были только боковые грани, место около сетевой вилки и вставки с индикатором и USB гнездом не проклеены.


Правда будут сложности с разделением половинок, так как они дополнительно приклеены герметиком к начинке блока.


По бокам начинка блока закрыта медными экранами, попутно выполняющими роль теплоотводов, припаянными к плате.


Хотя правильнее сказать что роль теплоотвода или даже теплораспределителя выполняет только одна пластинка, та что со стороны печатной платы, на ней находится большой кусок теплопроводящей резины покрывающий почти всю площадь платы.


Мало того, эта теплопроводящая резина была посажена на герметик, соответственно как я ни старался снять её аккуратно, все равно местами повредил.


Компоновка блока очень плотная, мне даже почему-то вспомнились блоки питания для ноутбуков, где было ощущение, что компоненты чуть ли не утрамбовывают в компактные корпуса чтобы потом залить все герметиком.


На входе присутствует предохранитель и полноценный входной фильтр, вот только варистора и термистора нет и если первое не так критично, то без термистора при включении бывают заметные „щелчки“. Но в любом случае наличие такого фильтра уже говорит о многом, например о том, что в данном случае не экономили „на спичках“, а отсутствие термистора можно объяснить погоней за высоким КПД.


1. Есть межобмоточный конденсатор емкостью 410пФ, а также и Х-конденсатор
2. Входной фильтр набран четырьмя конденсаторами 22+22+22+27мкФ производства Aishi, дающими общую емкость 68мкФ. Да, я уже как-то писал, что конденсаторы у них относительно качественные, но высоковольтные почти всегда имеют заниженную емкость. Кроме того странно видеть комбинацию где один конденсатор имеет емкость чуть больше остальных.
3. По выходу стоит полимерный конденсатор 820мкФ 25 вольт, я рядом приютился мелкий светодиодик.
4. Параллельно выходному конденсатору есть еще один, тоже полимерный, но емкостью 100мкФ. Включены они именно параллельно, хотя как по мне, можно было поставить хотя бы мелкий SMD дроссель.


На плате с разъемом Type-C находятся мелкие керамические конденсаторы и ключевой транзистор RU3089M, с сопротивлением 2.4мОм, коммутирующий питание в нагрузку. Я как-то писал о необходимости такого транзистора, дело в том, что по хорошему подачу тока при перегрузке выхода надо отключать не гашением ШИМ контроллера, а просто отключением выхода.


С обратной стороны QC\PD контроллер WT6636F в предыдущем был применен WT6615F.


При этом в варианте БП от On semiconductor поддержка QC 20 вольт тоже нет :(, зато есть поддержка PD 20В 4.5А


Снизу компонентов побольше, схему перечерчивать не стал, думаю это не имеет в данном случае большого смысла.


1. Входной диодный мост, а рядом пара резисторов для разряда Х-конденсатора. Как-то встречал жалобу что при выключении блока из розетки вилка „щипается“. Обычно это происходит если нет этих резисторов. Здесь они есть, причем стоит их как и положено, минимум два последовательно (лучше было бы три), но вот номинал великоват, в сумме 3МОм.
2. Транзистор синхронного выпрямителя AON6220, 100В 48А 6.2мОм, очень неплохо для тока в 3А.


Ну и собственно пресловутый GaN. На самом деле конечно это контроллер со встроенным транзистором выполненным на основе нитрида Галлия, а если более полно, то в данном случае имеем высоковольтный транзистор по технологии GaN на сапфировой подложке.


Контроллер SC1933C производства Power Integrations имеет высокую степень интеграции и включает в себя:
1. ШИМ контроллер включающий в себя цепи защиты.
2. Высоковольтный транзистор
3. Гальваническую развязку
4. Цепи обратной связи
5. Узел управления синхронным выпрямителем.

Интересно что производитель указав все основные особенности, включая компенсацию падения напряжения на кабеле, нигде не акцентировал внимание на том, что высоковольтный транзистор выполнен по технологии GaN.


Даже в блок схеме высоковольтной части он обозначен просто как Sense FET.


Я уж было подумал что опять какой-то обман, но в пресс релизах писали именно о новой технологии приводя в описании как раз этот чип и даже фотографии его внутренностей.




Вообще мне очень нравится продукция фирмы Power Integrations, которая стала широко известна не только благодаря известным контроллерами серий ТОР (обычные блоки питания), Link switch (компактные маломощные БП), DPA (PoE решения), которые я применяю давно и очень часто, например даже в простых БП, описание процесса изготовления которых я как-то выкладывал, раз, два.


Единственно что сбило меня с толку, я не знал что фирма изменила свой логотип, так как некоторое время не покупал их чипы, раньше логотип выглядел по другому. Интересно, сможет кто-то отличить, где оригинал, а где подделка :)


Но как по мне, то еще больше эта фирма стала известна тем, что публикует не только даташиты, а и инструкции по применению, причем на примере реальных устройств, где показана не только схема, а и печатная плата, список компонентов, много тестов и даже описан процесс изготовления моточных узлов! по большому счету я сам частично учился благодаря именно этим инструкциям и их ПО для разработки БП.
На фото скрин одной из инструкций к применению похожего чипа (здесь их больше), но вот кстати полный даташит на чип примененный в обозреваемом БП я так и не нашел.


К сожалению корректно измерить температуру компонентов не представляется возможным, так как в исходном виде внутрь не подлезть, а когда разобрал, то частично нарушил систему охлаждения. Но все равно попробовал, накрыл блок питания небольшой крышкой чтобы ухудшить охлаждение и нагрузил током 3.3А при напряжении 20.3В, мощность по выходу была соответственно около 67Вт или 110% от заявленного максимума.
1. Через 5 минут измерил температуру платы, самым горячим конечно был чип контроллера, около 65 градусов.
2. Погонял так еще около 15 минут, контроллер прогрелся до 79 градусов
3. Температура трансформатора при этом была 71 градус.

Тест конечно не совсем корректный, но я считаю что с температурами все в порядке.


Ну и часто встречающийся вопрос, о КПД таких блоков питания, ведь некоторые покупатели ждут что он станет невероятно большим.
На самом деле КПД хоть и высокий, но предсказуемо не сильно выше чем у обычных блоков питания и добирается до 90-91% на мощностях близких к максимальным при напряжении 12-20В.

Значения по горизонтали соответствуют току нагрузки 0.3-3.3А с шагом 0.3А.


Обычный блок питания имеет КПД чуть хуже, ближе к 88-91%, но у него 91% был достигнут только при 100-110% нагрузки и максимальном напряжении.
Как говорится — на эти два процента и живем :)


Так что же дает GaN?
Для разработчиков — Лучшие параметры компонента, возможность работать при более высоких частотах и температурах.
Для пользователя — Немного выше КПД, что позволяет делать блоки питания более компактными
Для маркетолога — Ну здесь они конечно оторвались по полной, рисуют красивые картинки и обещают КПД чуть не выше 100% :)


А реально можно сказать что да, такие БП чуть интереснее обычных, но на мой взгляд не на столько чтобы затевать такие пиар кампании. Соответственно кто готов переплатить за компактность, то можно купить такое зарядное, кому надо сэкономить, можно взять обычное, не думаю что проигрыш будет сильно заметным.

По понятным причинам пользоваться разобранным блоком неудобно, потому собираю его обратно.
1. Теплопроводящая резинка конечно теперь будет работать хуже, потому как не прилегает также плотно как была, но думаю что разница не будет сильно большой.
2. Припаиваю обратно медные экраны.
3. Затем надо плотно смотать все скотчем. я использовал такое же как были изначально, у меня такой скотч разной ширины используется для изоляции при изготовлении трансформаторов.
4. Примеряю что вся конструкция ставится в корпус и закрывается крышка. На самом деле лучше было бы убрать остатки герметика, из-за него пришлось сильно сжимать корпус при сборке, я этого не сделал. а зря.
5. Прошел по шву клеем и потом сжал всю конструкцию струбцинами проложив комплектные бумажки.
6. Для ускорения процесса решил немного подогреть блок поставив на заряд смартфон, хотя конечно лучше после склеивания проверить что на выходе при помощи USB тестера, вдруг „что-то пошло не так“.


Вот собственно и всё, с клеем немного перестарался и он местами вылез в виде тонкой полоски. Но для домашнего пользования вполне пойдет, а мне больше и не надо.


Ну а что можно сказать конкретного по обозреваемому блоку.
Из хорошего — качественная элементная база, продуманная конструкция, стабильная работа, отсутствие перегрева, поддержка режима PD с напряжением 20.3В 3А и реально достижимыми длительно 3.3А, компактный размер.

Из того что не понравилось — немного странная работа защиты в режиме QC, да и сам QC всего до 12В, малый выбор поддерживаемых протоколов.
Вообще совсем непонятно, как можно реализовать PD 20V и при этом не сделать QC 20V, моя логика пасует перед этим. А ведь это зависит по сути только от реализации контроллера так как аппаратно БП это может.

Ну а если коротко, то технически мне БП понравился, но как писал выше, его вполне можно заменить предыдущей версией Q4004, которая стоит дешевле, имеет больше поддерживаемых протоколов, ту же мощность, чуть ниже КПД и больше размер.

Сейчас блок питания стоит $26.99, во время распродажи ожидается цена $25.06, при этом продавец попросил добавить ссылку на сайт ichoetech, где этот БП можно купить за $28.00 с купоном SAVE20WH, хотя от меня ускользает смысл данного действия…

На этом у меня все, надеюсь что было полезно.