Мощный двухканальный DC-DC преобразователь

Во время формирования одного из заказов на Таобао увидел я интересные платки преобразователей и почитав отзывы покупателей решил прикупить и себе несколько штучек. А так как есть шанс, что они могут попасться еще кому-то, то соответственно было решено набросать небольшой обзор.



На таобао часто попадаются продавцы, которые занимаются разборкой всякого разного БУ железа и потом продают отдельно запчасти, в данном случае я как раз наткнулся именно на такого. Причем судя по комментариям у него есть постоянные покупатели и они весьма довольны его товарами, что собственно отчасти и толкнуло заказать не один, а несколько преобразователей. Уже после первых тестов стало ясно, что решение было правильным, особенно в свете того, что уже на момент получения мною посылки он уже все их распродал. Но думаю что эти преобразователи могут попасться и в других местах, почему так, думаю будет понятно из обзора.

И так, было заказано и получено 6 преобразователей.


Платки очень компактные, по размерам не сильно больше спичечного коробка.


По виду явно БУ, а точнее, выпаянные из какого-то устройства, имеются следы компаунда, загнутые выводы, но все компоненты целы, что радует.
На верхней стороне пара дросселей, несколько твердотельных конденсаторов, а также прочая мелочь. По входу стоит дроссель, защищающий или преобразователь от пульсаций БП или БП от пульсаций преобразователя.


На одной из сторон платы была найдена маркировка — G1208-20013120A.


Данная маркировка вывела меня на блоки питания, из которых были выпаяны эти преобразователи, несколько ссылок на обзоры
Cooler Master MWE 750 WHITE 230V V2 — ссылка
Cooler Master MWE Bronze 650 — ссылка
А также китайский и корейский сайты
MWE 500 WHITE 230V V2 — ссылка
Cooler Master New Thunder 500W — ссылка

Где я нашел не только фото, а и характеристики данных плат, в частности выходное напряжение 5 и 3.3 вольта.


Думаю явно видно, что платы те же самые.


Но что любопытно, у одних БП они заявлены как 16+16А или 110Вт общая, а у других 20+20А или 120Вт общая.


Но на самом деле плата содержит не только преобразователи напряжения, а и датчики температуры и узел управления вентилятором. Один датчик температуры выведен наружу, на основании его температуры идет плавное регулирование оборотов вентилятора, а второй SMD датчик размещен между дросселями и работает как защита от перегрева преобразователя.


Снизу компонентов явно больше, причем без компаунда была только одна плата.


Управляет преобразователем специализированный двухканальный ШИМ контроллер APW7159C, на выходе у него подключены четыре ключевых транзистора FTD05N03NA, 30 вольт 100 ампер 4мОм.


Из ключевых особенностей.
Чип питается от 12 вольт, имеет защиту от повышенного и пониженного напряжения, рабочий диапазон 6-14.4 вольта, имеется защита от перегрева и перегрузки (измерением падения на верхних транзисторах), рабочая частота 50-400кГц.


Также имеется типовая схема включения, где видно, что каналы практически идентичны и вполне можно как изменить выходное напряжение, так и сделать из варианта 5+3.3 вольта более удобный для меня 5+5 вольт.
Кроме того на приведенном примере вариант с выходным током 30+30А.


Рядом с преобразователем имеется еще два чипа, которые я не смог идентифицировать, предположительно один отвечает за управление вентилятором.


В комментариях к товару были и фотографиями где показано куда подавать питание и откуда снимать выходные напряжения.


Подключаем к блоку питания и подаем 12 вольт. Потребление без нагрузки относительно большое, 1.2 ватта.


На выходе 5 вольт все точно, а на выходе 3.3 напряжение завышено, предположу что на дополнительную «гребенку» также выведен вход компенсации падения на проводах и без его подключения преобразователь выдает максимальное напряжение в 3.4 вольта (ограничено на случай обрыва провода ОС).


Так как токи приличные, то нагружать буду нагрузкой с максимальным током до 30А, мультиметр подключен к выходным площадкам платы.


Точность стабилизации напряжения просто великолепная, в диапазоне токов нагрузки от 0 до 25А напряжение изменилось всего на 11мВ!


Но мало того, преобразователь выдал и 30А, правда для этого пришлось поднять напряжение на входе до 14.3 вольта, иначе БП входил в режим ограничения тока.
К сожалению в таком режиме преобразователь примерно через 10 секунд отключается по защите от перегрузки, защита триггерная, т.е. пока не сниму входное напряжение на выходе будет 0.


Был измерен КПД платы по выходу 5 вольт в двух режимах, при входном 12 и 14.3 вольта.

Судя по полученному графику КПД выше при входном 12 вольт, причем максимален при выходном токе 10А. У меня в планах перестроить плату на вариант 5+5 вольт, при этом мне надо общий ток 40А, соответственно можно поставить две такие платы и реализовать четыре канала по 10А с максимальным КПД и соответственно минимальным нагревом.


Кстати насчет нагрева. Я провел небольшой тест, для чего подал на вход 12 вольт, нагрузил преобразователь по каналу 5 вольт током 10 ампер и посмотрел как он будет себя вести.
1. Температура на начало теста.
2, 3. Температура с обеих сторон платы через 20 минут.


Потом поднял ток до 15А и погонял еще 20 минут.
Да, без активного охлаждения ситуация не очень красивая, сверху платы почти 110 градусов, максимальную температуру имел дроссель. Именно потому и пришла в голову мысль сделать два канала по 10 ампер, при небольшом обдуве плата будет работать даже с приличным запасом.


Да и на выходе красота, размах пульсаций без нагрузки (первый скриншот) и при 8, 16 и 24 ампера. Даже при 24 ампера размах был не более 30-35мВ, даже как-то сильно круто питать таким преобразователем обычный зарядник для аккумуляторов :)


А вот с вентилятором вышла небольшая заминка. Как и задумано, я подключил его к штатному разъему на плате, подал питание и начал греть термодатчик. Но ничего не происходило. Проведя беглый анализ схемы пришел к выводу, что управление у него несколько странное, коммутируются оба вывода, плюсовой при помощи большого транзистора рядом с разъемом сверху платы, а минусовой мелким SMD транзистором. Насколько я понял, большой транзистор занимается линейным регулированием оборотов, а мелкий просто включает/выключает вентилятор.
Методом «научного тыка» выяснил что на одном из контактов «гребенки» есть сигнал разрешения работы вентилятора, чтобы включить его, подал через резистор 680Ом 5 вольт с выхода преобразователя. На самом деле лучше подавать туда напряжение с другого источника, например со входа 12 вольт чтобы не оставить плату без охлаждения если отключится вход 5 вольт. Резистор 680 Ом можно заменить на другой, большего номинала, просто этот был под рукой и подходил для теста.

После запайки резистора вентилятор стал плавно увеличивать обороты по мере нагрева термодатчика, а после его остывания не выключается полностью, а вращается на очень малых оборотах. Причем в общоре блока питания с такой платой писали, что вентилятор выключается полностью.


Изначально думал оставить переделку на потом, но любопытство взяло свое.
В общем здесь все предельно просто, на плате есть два делителя напряжения, R47 (12кОм) и R50 (3кОм) для канала 5 вольт и R2 (12кОм), R46 (100 Ом), R5 (5.1кОм) для канала 3.3 вольта. При этом R50 и R5 стоят в нижнем плече делителя, а R47 и R2+R46 в верхнем. Во втором случае стоит два резистора последовательно, 12к и 100 Ом, видимо как раз для небольшой коррекции напряжения вверх для канала 3.3 вольта.

Чтобы поднять напряжение на канале 3.3 вольта надо или заменить резистор R5 на 3кОм или напаять ему параллельно другой, номиналом 7.5кОм. Я выбрал первый вариант так как резистора на 7.5кОм под рукой не оказалось, а на 3кОм как раз были, правда немного больше размером.


Напряжение на выходе поднялось до требуемого значения и даже немного выше.


Так как в цепи данного делителя есть резистор 100 Ом включенный в верхнем плече последовательно с резистором на 12 кОм, то просто замкнул его перемычкой.
Кстати, на некоторых платах резисторы делителя напаяны «бутербродом», т.е. коррекция идет вручную.



Теперь на выходе канала 3.3 вольта точно такое же напряжение как и на канале 5 вольт. Потом возможно подкорректирую в сторону уменьшения, но для этого надо проводить эксперименты с целю выяснения, насколько можно опустить.


Выводы будут короткими, преобразователи очень понравились, если попадутся по адекватной цене, то «надо брать», компактные, мощные, с приличным КПД, двумя каналами и схемой управления вентилятором, а также защитой от перегрева и перегрузки.

Как вы уже наверное поняли, эти преобразователи понадобились мне для переделки многоканального тестера аккумуляторов, отсюда и требование в 40 ампер и напряжение в 5 вольт и входное напряжение в диапазоне 10-14. Сильно на руку играет то, что каналы можно разделить и не надо иметь один преобразователь 5 вольт 40 ампер, а достаточно либо 2х20 либо 4х10, возможно снижу выходное напряжение до 4.7-4.8 вольта чтобы еще уменьшить необходимую общую мощность так как питание будет идти от ИБП.

Ссылка на Тоабао бесполезна так как там они закончились, но если встретите их где нибудь по нормальной цене, берите, не пожалеете.