Не совсем обычный блок питания 24/5 вольт

Не так давно в комментариях один из моих постоянных читателей предложил написать обзор оригинального блока питания. Меня данный блок заинтересовал и я решил, а почему бы и нет, тем более он явно выбивается из общей массы распространенных БП.



Для начала хочу сказать спасибо Владимиру за любопытный экземпляр, такой мне еще не попадался :)

Увы, сейчас по ссылке данного БП нет, возможно временно, возможно не будет совсем. Но суть в том, что на Таобао иногда можно встретить интересные вещи за относительно небольшие деньги и даже с учетом цены доставки они все равно могут быть выгодными.

Первое, что сразу конечно бросается в глаза, это необычная форма печатной платы. Блок питания явно был встраиваемым в какое-то устройство и форма платы обусловлена формой корпуса этого устройства.

Вес платы 222 грамма, максимальная длина 126мм, минимальная 89мм, ширина 82мм, высота 62мм.



С одной стороны находится высоковольтная часть блока питания.


С другой низковольтная.


Да, конструктивно это две печатные платы соединенные при помощи разъемов, что-то подобное вы могли видеть в обзоре БП от Новатека.
В общем-то ничего нового здесь нет, такое решение применяется там, где на одну плату все уместить сложно, но встречается все таки не очень часто.


1, 2. На входе присутствует полноценный сетевой фильтр, включающий в себя дроссель, X и Y конденсаторы, предохранитель, варистор и термистор. Фильтрующий конденсатор имеет емкость 82мкФ
3. В данном случае применен ШИМ контроллер с интегрированным высоковольтным транзистором, потому схема получается еще проще чем обычно.
4. По выходу классика TL431 и оптрон.


ШИМ контроллер STR-Y6753


Снизу компонентов почти и нет.


Схему перечерчивать смысла особо не вижу, тем более во многом она по даташиту, даже выход двухканальный.


А вот вторая плата немного интереснее.
1. Как уже писал, ИИП имеет два напряжения, соответственно две диодные сборки, комплект конденсаторов и два дросселя для снижения пульсаций.
2. Кроме того на плате есть некий дроссель, назначение которого я сначала не понял.
3. Также на плате стоит реле и такой же разъем как стоит по входу сети.
4. Мало того, здесь имеется еще и разрядник!

По поводу разрядника и реле отдельное пояснение.
Во первых реле разрывает цепь нуля, если подключать питание на плату согласно маркировки.
Во вторых, разрядник включен последовательно с резистором 10кОм и стоит между нулем и общим выходом платы.
В третьих, разрядник подключается через отдельную группу контактов, т.е. он подключен к сетевому выходу платы только когда включено реле.


Назначение реле и силового разъема стало понятно после экспериментов, так как выяснилось что первый контакт большого разъема дает команду на включение реле, которое в свою очередь коммутирует сетевое питание на этот разъем. Т.е. получается что в устройстве было еще что-то питающееся от сети, но включаемое по команде.
1. Также на разъемах есть 24 вольта, 5 вольт и команды включение и регулировки светодиодов, а также вентилятора. Но регулировка вентилятора просто сквозная с одного разъема на другой.
2. После того как увидел сигналы управления светодиодами и собственно выход на светодиоды стало понятно назначение дросселя.


Снизу этой платы компонентов явно побольше чем на высоковольтной.


1. Повышающий ШИМ контроллер BIT3251, обеспечивает повышение напряжения со стабилизацией тока и регулировкой яркости подключенных к нему светодиодов, применяется в подсветке телевизоров. Справа виднеется парочка транзисторов включенных параллельно и токоизмерительные резисторы по этому выходу.
2. Кроме того на плате есть стабилизатор 5 вольт, так как оказалось что по этому каналу около 7.5-8 вольт, а 5 получается уже за счет линейного стабилизатора. Правее расположен транзистор управления питанием вентилятора.


В общем судя по всему это плата либо от телевизора, либо от монитора, правда тогда непонятно назначение коммутируемого выхода сетевого напряжения. Да и 5 вольт с таким малым током подойдут разве что для каких-то вспомогательных цепей, дежурки и т.п. А значит вполне возможно что остальное питание берется от второго БП, который как раз и питается от дополнительного выхода.
А может это вообще был какой-то хитрый светодиодный светильник…

1, 2. Пробное включение, на основном выходе 24 вольта, потребление без нагрузки около 1Вт.
3. На втором выходе, до стабилизатора, 7.9 вольта но при нагрузке основного выхода оно конечно немного поднимется.
4. А вот выход на светодиоды я не смог нормально запустить, если периодически подавать 5 вольт на вход LED EN, то на этом выходе есть бросок напряжения примерно до 70 вольт. Но напряжение есть пока идут импульсы на вход управления, стоит подать 5 вольт непрерывно, выход отключается. Манипуляции с входом LED ADJ ничего не дали. Если честно, меня данный выход волновал не очень сильно и думаю что его можно запустить, тем более документация на чип есть.


Так как у блока питания наружу не выведено ни одно из напряжений напрямую, то пришлось подключаться проводами прямо к контактам на печатной плате.


Нагрузочный тест показал, что по основному выходу можно снимать до 4.4-4.6 ампера, дальше срабатывает защита, причем защита триггерная, для сброса надо на 1-2 минуты обесточить БП.
Напряжение стабилизируется отлично, в начале теста нагрузка показала 24.28 вольта, при токе 4.5А напряжение поднялось на 10мВ.


КПД измерялся в диапазоне токов нагрузки от 0.5 до 4.5А и здесь все типично, не хуже и не лучше других блоков.
Шкала по горизонтали кратна току в 0.5А.


А вот пульсации приятно порадовали, только в режиме без нагрузки из-за «зеленого режима» был большой размах, а при токах 1.5, 3.0 и 4.5А максимум 35мВ, да и то, большой размах был только в режиме полуторакратной перегрузки.
При этом пульсации измерялись прямым подключением, т.е. без С+С фильтра.


На низкой частоте развертки стали заметны проблемы при токе 4.5А, у меня еще изначально была небольшая «болтанка», но теперь стала видна её причина, БП явно был перегружен.
Но при токах 1.5 и 3А все пристойно.


Из-за не очень удобной конструкции для термопрогона блок питания пришлось пристроить вертикально, попутно измерялся уход напряжения от температуры.


Тест проходил в четыре этапа по 20 минут каждый, ток нагрузки был соответственно 1, 2, 3 и 4А. При этом как можно видеть со скриншота, блок питания не ушел ни в защиту, да и напряжение держалось стабильно.


Измерения температуры основных компонентов при помощи пирометра, только в самом конце температура ШИМ контроллера добралась до 100 градусов, так что здесь все отлично.


Кроме того в конце каждого этапа делалось термофото и если обычно я размещаю только последние этапы теста, то в данном случае хочу показать все.

Все дело в том, что на плате имелся компонент, который сильно нагревался, но не попал в список выше, нашел я его уже потом.
1. 20 минут при токе 1А, на фото явно видно место с высокой температурой недалеко от ШИМ контроллера, но сам контроллер явно не может так нагреваться при такой небольшой мощности.
2. 20 минут при 2А, температура компонентов поднялась, стал хорошо заметен термистор, но фокус максимальной температуры все равно прыгает в то же место что и раньше.
3. Низковольтная сторона в конце второго этапа.


1. 20 минут при токе 3А, это максимальная мощность данного БП. Компоненты прогрелись, но опять заметен только один очень горячий компонент на том же месте что и ранее.
2. 20 минут при токе 4А, все то же самое, только температура наблюдаемого компонента поднялась до 112 градусов.
3. Низковольтная сторона платы в конце четвертого этапа, здесь ничего криминального.


Естественно меня заинтересовало, что же там так греется, но так как фокус у тепловизора при малых расстояниях совсем плохой, пришлось немного помучаться.
1. Положил блок питания более удобно, свел изображение ИК и обычной камеры, явно вижу греющийся компонент.
2. Так как компонент стоял вверх ребром, то немного загнул его и он стал лучше заметен.
3. И в итоге это оказался керамический конденсатор 220пФ.


Вот он в центре фото


Судя по всему данный конденсатор включен по сути параллельно высоковольтному транзистору. Я встречал подобное включение, но чтобы такой нагрев, как-то странно. Возможно из-за того что конденсатор глянцевый измерение было неточным, тепловизор показывал чуть меньше, но даже если на 20 градусов ниже, то все равно как по мне этого много.


Со стабильностью напряжения как от нагрузки, так и от температуры все отлично. На горячем БП при токе 4А напряжение 24.256 вольта, после снятия нагрузки снизилось на 2мВ, а после остывания и также без нагрузки поднялось на 13мВ.
Думаю основная заслуга в том, что узел делителя цепи ОС находится довольно далеко от компонентов с высокой температурой.


Человек, который прислал этот блок питания, написал что в отзывах была инструкция как сделать его регулируемым.


Предлагается изменить несколько резисторов цепи ОС и поставить переменный резистор для регулировки. В таком варианте напряжение по задумке автора переделки должно меняться в диапазоне 10.3-32 вольта.


Скажу честно, я к подобным переделкам отношусь скептически, так как в таком случае БП будет работать в неоптимальном режиме. Причем получается так, что верхний предел ограничен надежностью узла, включающего в себя высоковольтный транзистор и снаббер, а нижний, уходом в срыв из-за снижения питания ШИМ контроллера.

Верхний проверять нет смысла, а вот нижний можно попробовать. Всю схему переделывать не буду, изменю только номинал верхнего резистора делителя.

1. Параллельно верхнему резистору 20кОм был подключен переменный с номиналом 22кОм и последовательно с ним постоянный 1кОм. При включении получил около 14 вольт…
2. Если уменьшать сопротивление переменного резистора, то напряжение снижается до 10 вольт без проблем, если ниже, то БП начинает перезапускаться. Этот тест проводил с нагрузкой в виде маломощной лампочки подключенной к выходу LED, где в неактивном режиме те же 24 вольта через диод.
3. Немного поднял напряжение, при 10 вольт БП стал работать стабильно.
4. Но стоило снять нагрузку как напряжение поднялось на 0.4 вольта.

Результат был довольно предсказуем, если не принимать специальных мер, то БП в подобных режимах будет работать не совсем корректно так как изменение напряжения более ±10-20% это уже много.


Выводы.
Плата однозначно интересная, а за эти деньги тем более и интересна она в первую очередь не сама по себе, а для применения в каких нибудь «умных» устройствах так как имеет не только силовые 24 вольта, а и низкое напряжение, драйвер светодиодов, управление вентилятором и управляемый силовой выход.
Заявленные параметры плата обеспечивает, также выход 8 вольт (до стабилизатора) явно может выдавать больше указанных 0.5А.

Но пожалуй есть две нарекания. Первое касается самой громоздкости конструкции, второе наличию разъемов в цепи ОС. Да, контакты дублированы, но в случае запуска только высоковольтной платы на входе делителя ОС не будет напряжения и БП может выйти из строя.

На данный момент платы нет в продаже, но я почему-то уверен что они еще появятся, если не у этого продавца, так у другого. Также данный БП является хорошим примером того, что при желании на ТаоБао можно найти интересные вещи за относительно небольшие деньги даже с учетом доставки.

На этом у меня все и еще раз спасибо Владимиру за интересный блок питания.