Подробный обзор на блок питания на 24 Вольта и 100 Ватт мощности с тестированием

Опубликовано: 2019-12-22 03:02:07

Содержание

1 Обзор внешнего вида и размеров устройства
2 Заводские характеристики устройства и обзор печатной платы
3 Недостатки платы
4 Тестирование блока питания на 24 вольта и 100 ватт
5 Заключение

Детальный обзор печатной платы, компонентов, работоспособности и соответствия заводским характеристикам нового блока питания на 24 Вольта и 100 Ватт. Подробный отчет с фотографиями и комментариями, а также тестирование устройства на стенде.

Недавно у нас в операционной был собрат нашего сегодняшнего гостя, а именно, почти такой же блок питания, только на 12 вольт. Тот экспонат произвел на меня весьма приятное впечатление по соотношению цены и качества, а также был приятен глазу и хорошо упакован. Теперь мы сделаем подробнейший анализ его аналога – блока питания на 24 вольта и 100 ватт мощности, и посмотрим, что же он из себя представляет. Купить данный блок питания вы можете по ссылке ниже:

Мне и самому не терпится начать этот обзор, поскольку, судя по скриншотам устройства, оно похоже на первый экземпляр как две капли воды. Поэтому не судите строго, если я буду в этом тексте сравнивать данный блок питания с 12-вольтовым собратом.

В качестве небольшого отступления хочу рассказать в целом о 24-вольтовых блоках питания. В быту они применяются крайне редко, а вот на производстве используются достаточно широко, имея ряд своих особенностей и преимуществ.

Сохраняя еще безопасный уровень напряжения, эти блоки питания успешно справляются с функцией запитывания светодиодной ленты с меньшим падением в кабеле, если эта лента, разумеется, рассчитана на питание в 24 вольта. Еще такие блоки часто используют в самодельных небольших станках, заводские аналоги которых можно найти по соответствующей аббревиатуре CNC.

Ну а теперь перейдем к обзору, который я традиционно начну с самой упаковки. И в этот раз продавцы магазина снова не укрепили торцы коробки, что, впрочем, не сказалось на сохранности самой посылки. Плата пришла в надежной упаковке и не съехала из своего положенного углубления в пластиковом контейнере.

Упаковка платы

Обзор внешнего вида и размеров устройства

Несмотря на внешние сходства с предыдущим нашим подопечным, блок питания на 24 вольта имеет некоторые различия. Для новых читателей я буду делать полный обзор, лишь изредка ссылаясь на 12-вольтовую версию в случае надобности наглядных сравнений.

Внешний вид платы 24 В

Плата выглядит не очень аккуратно, но следов флюса и особо небрежной пайки при ее детальном рассмотрении со всех сторон я не обнаружил. Еще бы, заводской уровень качества должен соответствовать каким-никаким стандартам. Основной компонент – трансформатор, вначале показался больше и массивнее предыдущей модели, хотя на поверку оказалось, что сердечник в нем такой же, просто было использовано больше изоляционной ленты, из-за чего внешний вид смотрелся чуть солиднее.

Радиаторы охлаждения один в один такие же, как на прошлом блоке питания и имеют идентичные размеры. Единственное еле заметное различие – в расположении радиатора диода, который был подвинут к трансформатору буквально на пару миллиметров. Для какой это было сделано оптимизации, я, честно сказать, ума не приложу.

Вход блока питания украшает безвинтовой клеммник, а вот входной дроссель стал чуточку массивнее. Он намотан более толстой проволокой, что, соответственно, снижает индуктивность. Такие меры в 24-вольтовом блоке питания, на мой взгляд, излишни. Также присутствует и помехоподавляющий конденсатор, о котором особо нечего и говорить – вполне стандартный.

Размеры устройства, идентичные 12-вольтовой версии и имеют значения 107х57х30 мм. Блок питания легко размещается на ладони и, на первый взгляд, не производит впечатления особой надежности.

Заводские характеристики устройства и обзор печатной платы

Итак, краткие и основные характеристики выглядят следующим образом:

Допустимое входное напряжение – 85–256 вольт.
Уровень выходного напряжения – 24 вольта.
Ток под нагрузкой – 4–6 ампер.
Максимальная выходная мощность – 100 ватт.

При нехитрых расчетах заявленные 6 ампер тока на выходе дают целых 150 ватт мощности, чего явно не может быть. Либо производитель допустил опечатку, либо намеренно завысил характеристики. Скорее всего, данная модель не превышает по току 3 ампера в нормальном режиме и 4 в максимальном.

При сравнении двух блоков питания 12 и 24 вольта, я обнаружил, что они все же имеют существенные различия. Если сверху все выглядит довольно одинаково, то вот нижняя сторона печатной платы сразу же выдает слегка измененную топологию нового устройства. Несмотря на то что я похвалил качество пайки, на сравнительном фото видно (сверху 24 В, снизу 12 В), что она все же уступает 12-вольтовой версии и выполнена чуть менее аккуратно.

Изменения в расположении компонентов следующие: радиаторы теперь привязаны к самой плате за оба крепежных компонента, в то время как в блоке питания на 12 вольт, почему-то были только по одному. Но этот плюс перекрывается насторожившей меня деталью – один из радиаторов находится в опасной близости к минусовой дорожке на плате. Впрочем, диод, который охлаждает этот радиатор, вроде неплохо заизолирован, что ухудшает его теплоотдачу, повышая безопасность и уровень помех, излучаемых в эфир.

Еще одним исходом оптимизации стала элементная база. В сравнении с прошлым устройством, сэкономили на резисторах, которые были точными, а тут стали обычными. Это, конечно, не такой критичный момент, но, как говорится, осадочек неприятный остался. А вот ШИМ-контроллер остался прежним – CR6842S. Это аналог неплохого и довольно известного контроллера SG6842.

Силовой транзистор был заменен на 20N60C3, что хорошо, поскольку он имеет более высокое напряжение – 650 вольт против 600, 20,7 ампер против 20 и 2400 пФ против 3000 пФ у предыдущего транзистора, соответственно. Уже жду теста под нагрузкой.

И еще один немаловажный момент. В прошлый раз мной было замечено, что конденсатор на питании ШИМ-контроллера почему-то стоял с заниженной емкостью. Тут же все исправлено и стоит нужная модель. Уж не знаю, может быть, мне посчастливилось получить несколько бракованную версию предыдущего блока питания или это заводская недоработка.

Конструкция выходного диода стандартна для подобных устройств и содержит диодную сборку по 100 вольт и 2×20 ампер stps41h100ct. Такая же конструкция была в прошлом блоке питания на 12 вольт, что меня несколько настораживает. Моя программа для расчета блоков питания, прогнозирует обратное напряжение в 110 вольт, правда, там указан другой тип ШИМ-контроллера и значения даются с запасом. Тем не менее, в подобную сборку на 24 вольта я бы поставил диоды на 150 вольт для надежности. Но, видимо, экономия превыше всего! Может быть, это компенсируется высоковольтным конденсатором повышенной мощности, стоящим в снаббере, которого не было на прошлой модели. В любом случае выходной диод работает на пределе своих возможностей!

Сами выходные конденсаторы, как и в 12-вольтовой версии, имеют емкость в 1000 мкФ и работают под напряжением в 35 вольт. Причем упакованы они как фирменные Nichicon FW, но по факту являются теми, о которых я написал выше. Меня просто насторожило цветовое исполнение и дороговизна фирменных конденсаторов и я решил замерить их на тестере. Результат – реальный фейк с упаковкой тех же конденсаторов в «дорогую» обложку.

Итого на тестере видно, что выходные конденсаторы имеют емкость в 1100 мкФ и 30 мОм, при параллельном измерении, а входные 79,9 мкФ и 0,162 Ом. Последние имеют лучшие характеристики, чем в блоке на 12 вольт.

Недостатки платы

Наиболее существенным недостатком как этого, так и предыдущего блока питания, я считаю применение обычного конденсатора в качестве межобмоточного, тогда как по уму нужно было бы использовать специализированный Y-конденсатор. Это, на мой взгляд, существенно влияет на безопасность устройства, и я бы рекомендовал допилить этот момент самостоятельно и заменить деталь на необходимую.

Перед включением платы на стенде, я, как обычно, внимательно ее осмотрел и обнаружил неприятную деталь – был поврежден резистор снаббера диода. Возможно, мне опять попался заводской брак, хотя, теоретически, блок должен был бы работать и с такими повреждениями.

Сам снаббер нужен по ряду причин. Во-первых, он уменьшает напряжение выбросов, помогая цепи на высоковольтной стороне. Во-вторых, защищает сам выходной диод от воздействия коротких импульсов. И, в-третьих, уменьшает помехи исходящие от постоянного переключения диода.

Этот резистор имел номинал в 5,6 Ом, а такого у меня попросту не было. Поэтому пришлось впаять другой, на 6,8 Ом, что не имеет особого значения, и, наконец, переходить к долгожданным тестам.

Тестирование блока питания на 24 вольта и 100 ватт

Тестировать устройство буду при помощи электронной нагрузки, которая у меня, к сожалению, не имеет ненулевого сопротивления, поэтому все измерения будут проводиться мультиметром.

Итак, на холостом ходу блок питания выдавал выходное напряжение 23,9 вольта, а с нагрузкой в 100 мА, все те же 23,9 вольта. Напряжение в 1, 2 и 3 ампера, нисколько не понизили выходное напряжение, которое все так же составляло стабильные 23,9 вольта. А вот при нагрузке в 4 ампера, оно опустилось до 23,8 вольта. Это я считаю весьма достойным результатом!

Выходная мощность при 3–4 амперах составляла 95 ватт, при этом плавно поднималась и температура. Я решил немного увеличить мощность, и дал ток в 5 ампер, проводя замеры на протяжении 20 минут. В итоге максимальная мощность достигала на пике 120 ватт, при выходном напряжении в те же самые 23,8 вольта!

При этом напряжение пульсаций на таких максимальных нагрузках было в районе 0,8 вольта, что для блока питания в 24 вольта является неплохим результатом.

Что касается температуры, то, как ни странно, радиатор диода даже под большой нагрузкой не превышал 84 градусов, в то время как 12-вольтовая модель грелась на 95 ваттах до 93!

Заключение

А в итоге я оказался приятно удивлен результатами тестов данного блока питания и пришел к выводу, что с некоторыми доработками он вполне пригоден для использования.

Минусы модели:

неправильный межобмоточный конденсатор;
диодная сборка на выходе установлена впритык по напряжению;
упаковка посылки могла быть и лучше.

Плюсы модели:

неплохая стабилизация выходного напряжения даже при нагрузках;
устройство в целом соответствует своим характеристикам;
качество сборки на приемлемом уровне;
хорошее охлаждение компонентов.

Мое заключительное мнение – при такой цене этот блок питания вполне пригоден к эксплуатации, однако нужно быть осторожным с неправильно подобранными на заводе компонентами и возможными повреждениями платы во время транспортировки. Для радиолюбителей это неплохая игрушка за весьма демократичную цену, так что если вам нужен 24-вольтовый блок питания с выходной мощностью до 100 ватт, то это он самый!

Автор: Тимеркаев Борис

Тимеркаев Борис — 68-летний доктор физико-математических наук, профессор из России. Он является заведующим кафедрой общей физики в Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. ТУПОЛЕВА — КАИ

Читайте также. Похожие записи.