Блоки питания, маленькие и очень маленькие

Подписаться на 3Dtoday
kirich
Идет загрузка
Загрузка
09.01.17
5127
23
печатает на Prusa i3 Kit
Песочница
28
Блоки питания бывают не только на большую мощность, а и совсем маленькие, но от этого не менее полезные.
Сегодня у меня на "операционном столе" четыре представителя этого класса блоков питания, но испытания у них будут такие же как всегда.

Иногда возникает ситуация, когда необходим совсем маломощный блок питания. Например питания совсем маломощного устройства, датчика, ардуино подобного устройства или тому подобного.
Можно конечно поставить большой блок питания, но тогда устройство заметно вырастает в габаритах, потому применяют малогабаритные и соответственно маломощные блоки питания.

Впрочем тесты будут стандартные, как и сам стиль обзора.

Упаковка
Все платы были упакованы в герметичные антистатические пакетики, три одноразовых, а один с защелкой.
Что странно, дата отправки стоит почти на всех одна и та же, но пришли они с разницей в полтора месяца О_о
4f9b29dce433c9ac2ffdc234a54e23ae.jpg
Блоки питания действительно очень маленькие. Размеры я приведу по ходу обзора для каждой платы индивидуально, а пока общее фото в сравнении с известным спичечным коробком :)
PREVIEW
Для начала самый маломощный представитель.
Сразу сделаю общий комментарий. В магазине была предоставлена не вся информация, указанная ниже найдена на других сайтах, но вполне реальна.

Заявлены следующие характеристики:
Входное напряжение - 110 ~ 370V DC, 85 ~ 264V AC
Выходное напряжение - 12V
Выходной ток - 83mA
Мощность нагрузки - 1W
КПД - 80%
Точность поддержания выходного напряжения +/-10%
Уровень пульсаций - не более 100мВ
Защита от КЗ и перегрузки выхода с автовосстановлением.
Размеры платы - 26 х 24 х 12мм без выводов, с выводами 26 х 33 х 12мм
расстояние между выводами 220В - 5мм, 12В - 2.5мм, но между входом и выходом расстояние не кратно 2.5мм и составляет 14.3мм

На плате отсутствует предохранитель и входной и выходной фильтры, конструкция предельно простая.
Входной конденсатор 2.2 мкФ (реально 1.9), выходной - 220мкФ (реально 183). Емкость достаточна для нормальной работы.
ШИМ контроллер OB2535, максимальная мощность 5 Ватт.
ac65e1049f05fa58e82732dde0eeb3cc.jpg
Практически все резисторы установлены точные, качество пайки нормальное, замечаний внешне не возникло, параллельно выходному конденсатору установлен керамический.
e519e8bedc432c586cdf98929273f12d.jpg
Схема данного блока питания.
Как я выше писал, это самый простой блок питания из четырех, он не имеет большинства узлов, свойственных большим БП, сделано это в угоду уменьшения размеров.
В данном блоке питания нет привычной цепи обратной связи с оптроном, на таких маленьких мощностях это вполне оправдано. Но на самом деле измерение выходного напряжения есть, хоть и косвенное. Измерение происходит на обмотке питания микросхемы.
Микросхема может работать в двух режимах - стабилизатора напряжения и стабилизатора тока.
ddd97dd6e979c2061bdcfa1169a9ae2a.JPG
Под вторым номером идет немного более мощный блок питания.
Если первый был на одно из самых распространенных напряжений, то этот имеет на выходе гораздо более редкое напряжение в 24 Вольта. Хотя судя по маркировке, есть версия и на 12 Вольт.
Заявленные характеристики:
Входное напряжение - 110 ~ 370V DC, 85 ~ 264V AC
Выходное напряжение - 24V (существует версия 12 В 400мА и 3.3В 500мА)
Выходной ток - 200mA
Мощность нагрузки - 4,8W
КПД - 85%
Уровень пульсаций - не более 100мВ
Размеры платы - 41 х 15 х 17мм
65418d8b9ac173bc2fe7a34a78a8b9c7.jpg
Что интересно, трансформатор на этой плате стоит меньше по габаритам чем на предыдущей, но мощность заявлена заметно больше.
ШИМ контроллер со встроенным высоковольтным транзистором, наименование - THX208, заявленная в даташите мощность 4 Ватта при входном диапазоне 85 ~ 264V. Негусто, так как заявленная мощность БП - 4.8 Ватта.
Входной фильтр и предохранитель отсутствуют, вместо предохранителя стоит перемычка размера 0805. Выходной фильтр также не наблюдается.
Входной конденсатор 4.7мкФ (реально 4.2), выходной 220мкФ (реально 242). Входной совсем впритык, выходной соответствует выходному току.
7a9ab194f987cf9c0c634567b08484ca.jpg
Все резисторы применены точные, по крайней мере имеют соответствующую маркировку. Это радует, так как применение обычных резисторов обычно чревато уходом выходного напряжения по мере прогрева платы.
87026a3fdf1182cfcb6ca11f9daa2b6e.jpg
В данном варианте уже присутствует обратная связь с применением оптрона и нормальная цепь измерения выходного напряжения с применением стабилитрона TL431.
ca45870853ef0d0d14c6000f5ec27e05.JPG
Третий товарищ смог меня удивить уже на этапе внешнего осмотра, но об этом чуть позже.
Этот БП имеет довольно распространенное напряжение в 5 Вольт. в принципе я 5 Вольт БП и выбирал для обзора именно потому, что они могут быть довольно востребованными, так как сейчас это напряжение используется во многих местах.

Заявленные характеристики.
Входное напряжение - AC 85V - 265V
Выходное напряжение - 5V
Выходной ток - 1000mA
Мощность нагрузки - 5W
КПД - 85%
Точность поддержания выходного напряжения +/-0.1V
Уровень пульсаций - не более 150мВ
Размеры платы - 52 х 24 х 18мм
6740beaa170f0408319f0a1279a5c167.jpg
У этого блока питания отсутствует предохранитель (вместо него перемычка 0 Ом), но уже есть входной и выходной фильтр и резистор ограничивающий пусковой ток.
В блоке питания применен ШИМ контроллер AP8012, который имеет встроенный высоковольтный транзистор. мощность данного ШИМ контроллера составляет 5 Ватт (для данного размера микросхемы и диапазона входного напряжения). Также впритык, но тесты покажут кто есть кто.
На этой плате уже присутствует помехоподавляющий конденсатор, причем Y1 класса, как и положено.
БП пришел с небольшим повреждением, на дросселе отломился кусочек пластмассы, так как он был в пакете, то скорее всего "постаралась" почта.
9eb9b153fc2c4c62c5274e1614a46c89.jpg
Но удивило меня другое. Я обозревал кучу разных блоков питания, но варистор по входу вижу в них впервые (может во второй раз, не уверен), да еще в таком мелком БП. В мощных и более дорогих БП нет, а здесь поставили, предохранитель бы ему еще :(
Входной конденсатор емкостью 4.7мкФ (реально 4.2), выходные 2шт 1000мкФ 10В (реально 2х 1095). Присутствует выходной помехоподавляющий дроссель.
374b2cf4cc560a26e3c2892e175f330f.jpg
Печатная плата. Как и в прошлых блоках питания, здесь производитель также применил точные резисторы, радует :)
Пайка в целом нормальная, плата чистая.
36211808671edf273ef4500f8f1af9eb.jpg
В схеме нет ничего нового, классика как она есть, фильтр, ШИМ контролер, TL431 на выходе.
65ce99145821e7fe8299629928d0e97b.JPG
Ну и четвертый БП.
Этот блок питания немного выбивается из общей картины, так как имеет мощность и габариты заметно больше чем у предыдущих, но меня неоднократно спрашивали про БП с такими характеристиками, поэтому я решил добавить к обзору и его.

Для начала характеристики:
Входное напряжение - AC 85V - 265V
Выходное напряжение - 5V
Выходной ток - 2000mA (кратковременный 2500мА)
Мощность нагрузки - 10W (макс 11 Ватт)
КПД - 85%
Точность поддержания выходного напряжения +/-0,1V
Размеры платы - 60 х 31 х 20мм
f3c711126dc02e8a7ba1a481ea509038.jpg
Первая плата из обозреваемых, на которой присутствует полноценный предохранитель.
Также установлен входной и выходной помехоподавляющие дроссели и термистор для ограничения пускового тока.
d5a6674f0e9812d3cacddd810e937d93.jpg
На этой плате установлен уже более мощный диод, также присутствует помехоподавляющий конденсатор Y1 класса (маркировка на фото не попала).
Входной конденсатор емкостью 15мкФ (реально 15.2) и выходные суммарной емкостью 2000мкФ (реально 2110). Емкость соответствует требуемой.
В этом БП уже применили маломощный ШИМ контроллер с внешним полевым транзистором, это обусловлено отчасти тем, что мощность Бп все таки больше чем у предыдущих.
081fd5d52226b26848a6ad2db0cae292.jpg
Как и в предыдущих БП, резисторы применены точные, но почему то в районе выходного разъема присутствуют следы пайки, хотя в целом плата чистая и аккуратная.
bd622e215936a3b4cdc0d30705ae0fa5.jpg
Что интересно, в выходной цепи есть место под дополнительный резистор, включенный параллельно нижнему резистору делителя обратной связи. Устанавливая резистор на это место можно поднять выходное напряжение.
ШИМ контроллер я не опознал, но скорее всего это 63D12, ближайший аналог FAN6862
147312af446de54fc3d79734af75f8ee.jpg
Схема очень похожа на один из блоков питания, который я обозревал ранее, почти 1 в 1, отличие только в номиналах некоторых элементов.
afa17b1d8b0dff43d4f245ab70022aaa.JPG
Так, внешне осмотрели, теперь пора бы перейти и к тестам.
В этот раз я буду использовать простенькую электронную нагрузку, так как не вижу смысла в применении мощной, тем более что она довольно сильно шумит, а тесты предполагали быть долгими.
Тестировать БП я буду в том же порядке, что и описывал выше, но методика тестирования будет немного отличаться от то, что я использовал в предыдущих обзорах.
Так как БП маленькие, то методика была такая:
Проверка в режиме ХХ (а точнее при токе в 20мА), после этого 15 минут тест с нагрузкой в 50%, измерение температур, тест с нагрузкой 100%, измерение температур.
Дальше повышение нагрузки пока не наступит одно из ограничений (перегрузка, перегрев или выход БП из строя).
Все результаты потом будут сведены в одну таблицу.

Тесты

Итак первый БП, 12 Вольт 1 Ватт.
1. Ток нагрузки 20мА (для БП такой мощности тяжело назвать это режимом холостого хода).
2. Ток нагрузки 50мА, напряжение чуть поднялось, но в целом все нормально
b4bd54dc036fb0226b901ce422684261.jpg
1. Ток нагрузки 100мА, пульсации выросли до 80мВ, но в остальном изменений нет.
2. Ток нагрузки 150мА, пульсации 90мВ (заявлено макс 100), напряжение неизменно.
160a81a6252e6c3fc73d31aa94769544.jpg
1. Ток нагрузки 200мА, пульсации 100мВ, напряжение 12.1.
2. Ток нагрузки 250мА, пульсации 100мВ, напряжение 12.1
2a99c01e4fe66a5c1b9affec9e724564.jpg
Если честно, то этот БП меня не просто удивил. при такой простоте схемотехники и таких выходных параметрах он меня поразил.
БП сдался только при токе более 250мА, это в 3 раза больше заявленного тока, при этом БП был холодным и пульсации не превышали заявленные.
При превышении тока в 250мА напряжение на выходе падает резко, срабатывает защита от перегрузки, при уменьшении тока напряжение восстанавливается.
2d1c1b6d70af90458be30b195c2f8095.jpg
Второй БП, 24 Вольт 200мА, 4.8 Ватта
1. Ток нагрузки 20мА. напряжение немного занижено и составило 23.6 Вольта
2. Ток нагрузки 100мА, пульсации 70мВ. напряжение неизменно
19baa3055a36a4698e06c048f92833ab.jpg
1. Ток нагрузки 200мА, это 100% мощности, пульсации 80-90мВ, но вполне в пределах допустимого, особенно с учетом того, что фильтра по выходу БП нет.
2. Ток нагрузки 260мА. это предельный ток для этого БП.
8e6cf34fed8f825768ca244ad349441d.jpg
Выше я написал что предельный ток 260мА. Если повышать ток нагрузки, то этот БП не уходит в защиту с отключением выхода, а просто начинает снижать выходное напряжение. 260мА это порог когда напряжение на выходе неизменно.
4b50de60280ec5d28f74ec88d4b95811.jpg
Третий БП. 5 Вольт, 1 Ампер, 5 Ватт.
Этот БП имеет на выходе помехоподавляющий дроссель, что должно положительно сказаться на уровне пульсаций.
1. Ток нагрузки 20мА, напряжение 4.98 Вольта, пульсации минимальны.
2. Ток нагрузки 500мА, напряжение немного снизилось. Часть напряжения упала на проводах (в этот раз я измерял уже после проводов), в таблице напряжение будет скорректировано с учетом этой погрешности измерения.
ad5e7d77085ef5cff903b86b96c1449a.jpg
1. Ток нагрузки 1 Ампер, 100% мощности, все параметры в норме.
2. Ток нагрузки 1.5 Ампера. Выходное напряжение опустилось чуть ниже заявленного значения, но БП работает с полуторакратной перегрузкой, так что все нормально.
Пульсации немного выросли, но в данном случае начала сказываться низкая емкость входного электролита. Это видно по осциллограмме, пульсации не ВЧ, а НЧ. Если немного увеличить емкость входного конденсатора, то даже при таком токе будет нормально.
6795ba2fb3980b13ebbd79e7cd5ac8f4.jpg
Четвертый БП, 5 Вольт, 2 Ампера, 10 Ватт.
1. Ток нагрузки 20мА (вот для этого БП это точно режим холостого хода).
2. Ток нагрузки 1 Ампер, напряжение предсказуемо "просело", В этом БП почему то поставили слишком маленький выходной дроссель, поэтому пульсации по выходу имеют вполне заметный уровень, в отличии от предыдущего "подопытного", но пока не превышают 100мВ.
f12577da07cd7f0c2110c1c68d579f36.jpg
1. Ток нагрузки 2 Ампера, 100% мощности. Интересно, но уровень пульсаций уменьшился.
2. Ток нагрузки 2.5 Ампера, выходное напряжение и уровень пульсаций в пределах нормы.
Но к этому БП есть небольшой замечание, в работе он издает небольшой "писк" в диапазоне токов от 100мА до 250мА.
7fe31039eb850c3d4bef2794bdc9ee16.jpg
Тесты закончены. Теперь табличка с результатами тестирования, но для начала список причин прекращения теста соответственно номеру БП
1. БП ушел в защиту при токе 250мА с отключением выхода.
2. БП снизил выходное напряжение ниже предела допуска
3. Тест прекращен из-за высокой температуры ШИМ контроллера.
4. Тест прекращен из-за высокой температуры выходного диода.
e892186428a7d149d101c831817f5d41.jpg
Теперь можно делать какие то выводы.
Первый БП.
Конструкция совсем простая, отсутствует предохранитель и фильтры, но БП который имеет трехкратную перегрузочную и такую высокую стабильность выходного напряжения уже достоин уважения. Предохранитель можно добавить, хотя с тем что БП явно разрабатывался для работы в составе какого нибудь устройства, то чаще он уже присутствует на основной плате.

Второй БП,
БП вписался в заявленные параметры, но не имеет запаса по мощности, при нагрузке в 1.3 раза больше заявленной БП уходит в защиту, хотя запас по нагреву есть и большой. Также плохо что нет предохранителя :(

Третий БП.
В штатном режиме работает отлично, уровень пульсаций самый низкий из протестированных БП, но не рекомендую использовать при токе более 1 Ампера (собственно больше никто и не обещал). из минусов - отсутствие предохранителя и хуже стабилизация выходного напряжения.

Четвертый БП.
Неплохая стабильность выходного напряжения, пульсации есть, но в пределах допустимого. Есть выходной и выходной фильтр, но выходной дроссель слабоват для БП такой мощности. Если в плане нагрева дроссель работает нормально, то из-за небольшой индуктивности Бп имеет заметный уровень пульсаций на выходе.

Общее по всем БП.
Все БП прошли тесты, одни лучше, другие хуже, но заявленным характеристикам соответствуют.
Удивили характеристики самого первого БП, при заявленной мощности в 1 Ватт выдать без проблем 3 Ватта. Этот БП точно в Китае делали?
Также удивило наличие правильных помехоподавляющих конденсаторов в 5 Вольт БП и наличие варистора в БП 5 Вольт 1 Ампер, их и на более мощные БП то не ставят, а здесь...

На этом вроде все, как всегда жду вопросов, уточнений и дополнений в комментариях, надеюсь что обзор были полезен.

Также попутно задам вопрос аудитории - обзоры каких блоков питания вам были бы интересны, напряжение, мощность, формфактор.
По возможности постараюсь заказать такие БП и сделать их обзоры.
Подписаться на 3Dtoday
28
Комментарии к статье

Комментарии

9 Янв 00:06
3
kirich, непонятно кто минусует, мне Ваши посты очень нужны и познавательны!

Стал уже задумываться, правильно ли я делаю, выкидывая старый блоки питания, считая их расходниками...
В Москве ремонт практически любого блока питания стоил совсем недавно 1500руб, что сравнимо со стоимостью аналогичного нового, ну или слегка б/у.

Очень интересна Ваша методика тестирования только что купленного, и совершенно правильный подход по проверке нового "разбором" и "визуальным осмотром".

Буду ждать следующих постов!
Спасибо!
Ski.
9 Янв 12:19
0
Скорее всего те кто понимают что эти блоки питания все рассмотренные ранее не имеют отношения к принтерам ни какого. Я считаю совсем не к месту эти копии обзоров.
9 Янв 14:07
0
То, что лично Вы их видели ранее, не означает того, что их не против увидеть другие, кто раньше их не видел.
Я не прав?

Насчет 3D принтеров. Совсем недавно в комментариях мне писали, что можно вообще поставить обычный 50Гц транс на питание нагревателей и драйверов, а электронику питать от маломощного БП. Вот как раз такие БП и подошли бы для такой задачи, потому не надо так категорично.
9 Янв 14:41
1
То, что лично Вы их видели ранее, не означает того, что их не против увидеть другие, кто раньше их не видел.
Я не прав?
тематика другая. с обзорами бп на паяльник/казус и прочие прошу вас. Я же не описываю тут плюшки 2016 сервера. Описываю там где соответствующая аудитория.
9 Янв 14:59
5
с обзорами бп на паяльник/казус и прочие прошу вас.
1. Принтеры, граверы и лазеры питаются святым духом и им БП не нужны?
2. Аудитория с Вами не совсем согласна
3. Если модератор пропускает обзор, значит с ним все нормально, или нет?

Я же не описываю тут плюшки 2016 сервера.
Ну так и я тут не пишу про компьютеры, смартфоны, измерительные приборы, электронные конструкторы.
Тематика статей вполне подходит для сайта.
9 Янв 21:38
1
Вы молодец, благодаря таким как вы все движется в перед, а ваше желание делится с другими бесценно. Тема самая 3Д-шная. Просто люди делятся на тех кто придумывает и воплощает в жизнь новые технологи и на тех кто потом идет и покупает готовенькое решение считая себя "в каждой бочке затычкой";)
10 Янв 02:02
1
Так же ваша информация помогает понять, как работают и в случае поломки починить оригинальные блоки питания для принтеров, а не делать их расходником, выкидывая и покупая новый.

Вообще, сразу понять как устроен импульсный блок питания достаточно сложно. Обзоры более простых собратьев упрощают понимание.

Большое спасибо за ваши труды
9 Янв 00:23
3
kirich, непонятно кто минусует, мне Ваши посты очень нужны и познавательны!
Кто то из моих "фанатов" проминусовал ВСЕ мои посты сразу, не думал что на техническом сайте такое процветает.

Стал уже задумываться, правильно ли я делаю, выкидывая старый блоки питания, считая их расходниками...
Обычно БП не так сложно отремонтировать. А если Бп качественный, то лучше попробовать именно отремонтировать.

В Москве ремонт практически любого блока питания стоил совсем недавно 1500руб, что сравнимо со стоимостью аналогичного нового, ну или слегка б/у.
Это ерунда. Участвовал в разработке своеобразного "робота", он потом уехал в США и через время заказчик спалил плату управления.
Ремонт, относительно несложный, встал ему там в 500 (пятьсот) долларов.
Попутно заказчик попросил нас изготовить пару плат под заказ, с доработкой, срочным заказом плат, сборкой и отладкой они ему вышли дешевле чем 500 баксов.
9 Янв 01:25
0
Кто то из моих "фанатов" проминусовал ВСЕ мои посты сразу, не думал что на техническом сайте такое процветает.
Напишите Администратору.
Он именно этим занимается... месяца три уже...
9 Янв 01:33
1
Видимо он сам уже увидел или кто то другой написал, потому как после моего комментария вернули как было.
Спасибо.:)
9 Янв 00:34
3
Спасибо большое!
Очень полезная информация и очень нужная!
Описание на 5 с плюсом, все доходчиво и понятно!
9 Янв 11:29
1
даже не сразу понял, у меня в rss ленте не сразу видно откуда статья приехала, думал это с хабра/гиктаймс
отличная статья.
9 Янв 15:11
0
Спасибо :)
Надеялся что будет полезно.
9 Янв 11:59
0
Интересен был бы еще обзор разных преобразователей напряжения DC-DC.
9 Янв 12:15
0
А не забанят меня потом здесь? :)
10 Янв 02:05
1
Я прикрутил понижающий преобразователь на обдув радиатора хотенда.
Чтоб вентилятор не так сильно шумел.
Да и большой мощи там не нужно.

На обдуве блока питания стоит 12В вентилятор с простейшей схемкой на полевике и термисторе - вентилятор начинает вращаться только при достижении корпусом заданной температуры. Он тоже отчасти является преобразователем напряжения DC-DC :)

вот, если кому надо (R3 это термистор на 10К, R1 настраивает точку срабатывания), полевик любой n-канальный с материнской платы пойдет (там p-канальные почти и не встречаются).

Печатка тоже есть, но можно и навесным все это сделать :)
9 Янв 12:49
0
Если правильно подать )
Преобразователи ведь иногда ставят вместо простых линейных на платы ардуинки, когда те выходят из строя, хотя тут вродь и так понятно. Ну или, существует вероятность, что у кого-то есть хороший БП, но не на тот вольтаж, и тут уже смотреть, что дешевле - новый БП или преобразователь.
9 Янв 20:50
0
Дело в том, что статей про всякие преобразователи у меня не меньше, а может и больше чем про блоки питания. С описанием принципа действия, схемотехники, применением.
Но думаю, что это точно не попадет под тематику сайта :(
11 Янв 16:39
0
я думаю многим бы на этом сайте была б интересна переделка блока питания на повышенное напряжение (тот же компьютерный БП как переделать малой кровью на 24В), чтобы через релюшку столик греть.
повышенное напряжение ускорило бы нагрев
9 Янв 21:35
0
Народ, откройте для себя муську. Там этого добра навалом ...
123 обзора этих пребразователей
9 Янв 23:32
0
Любой сайт есть хороший пример социума, там свои привычки и атмосфера, здесь своя.
10 Янв 02:16
0
На том же drive2.ru жгут и про блоки питания и про паяльники и про фены и про светодиоды. И даже про 3д принтеры :)
А сайт про машины вообще :)
11 Янв 19:40
0
Годный, полупрофильный обзор, в разделе песочница, что народу не нравится)))

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Летние новинки от Ultimaker

Вокруг света с 3Dtoday: экструдеры для печати вязкими материалами, промышленные 3D-принтеры Renishaw и дорожные испытания 3D-печатного суперкара

3D GUITAR.

Автомат аварийной остановки 3D принтера.

Wanhao D7............вторые блины!

HBot из Польши