Анатомия одного китайского блока питания 480 Вт для 3D принтера.

Подписаться на 3Dtoday
vadik1000
Идет загрузка
Загрузка
08.08.18
3512
24
Техничка
25
Попался мне один блок питания промышленного дизайна на тестирование.
Характеристики его 480 Вт (40 А), 12 В.
Разумеется это универсальный блок питания, применять его можно где угодно, а не только для питания 3D принтера.
Но для прожорливых 12-ти вольтовых больших подогреваемых столов 3D принтеров этого блока питания хватит с большим запасом.

Итак, внешний вид у него обычный для таких блоков питания:
PREVIEW
Такие корпуса бывают и со стальными крышками, но здесь весь корпус алюминиевый, выполняет в том числе роль большого радиатора. Корпус покрыт плёнкой, то ли чтобы не царапался, то ли это штамповочная плёнка, которой часто покрыты листы алюминия перед штамповкой, собственно тоже, чтоб меньше царапались.

Сбоку есть такая содержательная этикеточка:
ca1ff8ef25827869560e4736f46104c1.jpg
Из которой мы можем почерпнуть основные характеристики БП.

В таких блоках питания помимо относительно небольшой цены есть ещё один очень важный момент.
А именно - установленный и выведенный наружу переменный резистор для подстройки выходного напряжения в некоторых пределах:
5d101dd8a930562a21c8f968fe11155e.jpg
В данном блоке питания напряжение подстраивается в диапазоне 10.0-14.8 вольт.

Опытные печатники прекрасно знают для чего это нужно.
Не опытным объясню. Часто стандартных 12 вольт не достаточно, чтобы раскочегарить 12-ти вольтовый стол до высоких температур, необходимых для печати сложными пластиками. В этой ситуации даже небольшое поднятие напряжения позволяет улучшить ситуацию. Только тут нужно быть осторожными, учитывая, что ещё у вас питается от этих 12 вольт. Это может быть и повышенной нагрузкой на линейный стабилизатор Ардуин, и вентиляторы, которые начнут вращаться с бешеной скоростью. Но это уже у каждого индивидуально.

Хорошо что у нас такая возможность есть, а пользоваться ей, собственно как и всем в жизни, нужно конечно с умом.

Теперь давайте посмотрим что у нашего блока питания внутри.

Этот блок питания с активным (вентиляторным) охлаждением. Вентилятор там обычный, типоразмера 60х60 мм:
577e91ac0e3d619a29f0ed03cf116aa5.jpg
Соответственно если он вас не устроит по шуму / производительности его легко можно заменить на другой.
Потому как не смотря, на выбитое в металле обещание работать в зависимости от температуры:
82255768877aaa242637a58cb16d00ed.jpg
на самом деле вентилятор работает всегда.
Справедливости ради стоит сказать, что работает достаточно тихо.

Ну что пройдёмся тогда по остальным внутренностям БП.

В качестве ШИМ контроллера используется очень распространённая микросхема TL494CN:
00cb89fbf5f3512ffb1da21cd4926f3f.jpg
Входные электролиты 2 штуки по 680 мкф х 250 в:
cc6a4cc5c0e6b63be7b01304d5a7ab41.jpg
Якобы Nippon Chemi-Con:
18e8e0c41ddce356ade6ec081a7a59ac.jpg
Что вызывает очевидные сомнения.

Выходных электролитов 3 штуки, каждый по 3300 мкф х 25 в:
e0c6204ea1b96bcd34b82b67d1da77c5.jpg
Их производитель некий HUAHONG:
9cdb6a3440e093d79943974379d006d5.jpg
Высоковольтные транзисторы — биполярные, J13009, 700 Вольт, 100 Вт:
7f72e095f7f0fdbf02c8694f14fc729c.jpg
Входной диодный мост KBU808 — 800 Вольт, 8А:
f0c125a4dc36dc2833b122f2e2e6dc2e.jpg
Низковольтные диодные сборки — MBR30100PT — 100 Вольт, средний выпрямляемый ток — 30 А:
82bd27b133f72c4a65019b64e36eee46.jpg
Диоды включены параллельно. Выпрямляя переменное напряжение каждая работает половину общего времени, поэтому получается имеют некоторый запас по току.

Все мощные элементы через термопасту и изоляционную прокладку прижаты к толстой теплораспределительной алюминиевой пластине, которая в свою очередь прикручена к алюминиевому корпусу, который вместе с вентилятором выполняют роль системы охлаждения

Пайка платы:
0ff1d0066ac8aea7e382b927bef66fca.jpg
На дне корпуса имеется изолирующая прокладка:
56d8d6cdbd33e6d2938a87a735b67534.jpg
Тестирование.

При тестировании таких мощных блоков питания основная проблема — где взять такую мощную и точную нагрузку.
При 12 вольтах 480 ватт это целых 40 А. И нагрузка соответственно должна быть 0.3 Ом. И рассеиваться на ней должно 480 ватт. Задачка.

Прибегнув к смекалке, я соорудил вот такую конструкцию в качестве нагрузки:
8cab1742c10b98c00160a1bc2cf7627b.jpg
По моим расчётам её сопротивление получилось около 0.315 Ом, что примерно соответствует потребляемой от 12 вольт мощности в 460 Вт.

Охлаждал эту нагрузку такой вот вентилятор:
b8c1d1ff456ce5ce6e0358cc053850d1.jpg
Это необходимо, для уменьшения нагрева нагрузки, и следующего за этим увеличения сопротивления и уменьшения тестового тока.

Вообще по хорошему нужно было просто бросить её в ведро с водой, благо напряжение всего 12 вольт. Но хорошая мысля, как известно приходит...ну хорошо, что она вообще хоть когда нибудь приходит :)

Вот стенд целиком:
713de8d031bf0bababb1da8a0770a7dd.jpg
Результаты тестирования.

Результаты тестирования таковы.
Напряжение при максимальной нагрузке практически не изменилось по сравнению с напряжением холостого хода, изменение в сотых долях вольта. Просто отличный результат.

Блок питания стартует нормально с подключенной заранее нагрузкой, в защиту не уходит.

Температуры компонентов за 10 минут тестирования не выходили за рамки фатальных . Сильнее всего греются мощный дроссель и трансформатор, думаю именно они слабое место конструкции. Вообще опыт подсказывает, что на максимум такие блоки питания длительно нагружать не стоит. Их крейсерская скорость мощность находится где-то в районе 70-80% от максимальной. И чем мощнее блок питания, тем, обычно, меньше запас прочности имеют его компоненты (речь идёт про подобные китайские NoName модели, а не про БП вообще).

В частности этот БП сделан на основе платы от 360 ватного:
98f2664daca2cccd78cd85df0acf7f9d.jpg
Это конечно не значит, что это просто разогнанный 360 ватный. Ключевые компоненты здесь разумеется стоят для 480 ватт. Но вот похоже трансформатор и дроссель работают на пределе для 480 ватт. Зато на меньших мощностях у этого БП есть хороший запас.

Ещё один очень важный момент.
Часто на форумах проскакивают сообщения с непонятными глюками принтеров. Некоторые такие проблемы решаются заземлением корпуса принтера / блока питания. Почему это происходит?
Дело в том, что схемотехника некоторых устройств такова, что там стоят фильтрующие конденсаторы, подключённые к 220 вольтам и центральной точкой соединяющиеся с металлическим корпусом устройства. В результате на корпусе оказывается 110 вольт по отношению к земле / нулю. Конденсаторы эти имеют очень маленькую ёмкость поэтому убить никого от них не убьёт, но для цифровых устройств эти наводки вредны и могут приводить к различного рода непонятным сбоям. Особенно если корпус принтера металлический и выполняет роль антенны для этих наводок. Хочу подчеркнуть, это не особенность китайской схемотехники, подобная схемотехника используется самыми разными производителями и разработчиками.

Этот блок питания в этом вопросе не исключение. И его, для нормальной работы 3D принтера, очень сильно крайне желательно заземлять. Земляной контакт клеммной колодки имеет соединение с корпусом в двух точках.

Если интересует конкретного этот, протестированной мной блок питания, вот ссылка на него:
Блок питания 12 Вольт 480 Ватт.

На этом сегодня всё.
Всем спасибо.
Подписаться на 3Dtoday
25
Комментарии к статье

Комментарии

08.08.18 в 11:40
0
Наклейка наклеена поверх защитной плёнки? Защитной плёнки не должно быть на блоке питания.

Когда увидел конденсаторы на входе на 250В, сначала испугался, потом посмотрел как они включены - оказалось последовательно, т.е. правильно сделали.
08.08.18 в 11:59
0
> Наклейка наклеена поверх защитной плёнки? Защитной плёнки не должно быть на блоке питания.

Нет, наклейка была поверх плёнки, плёнку я разумеется потом снял, корпус стал выглядеть гораздо опрятнее.
08.08.18 в 12:03
2
Вся трабла в том что 12 вольт мало для стола 200x300. Максимальный нагрев редко выше 80-90 градусов и то время нагрева стола адские 20 минут. Оптимально для стола 15-16 вольт в идеале 20 В. В этом случае для остальных слаботочных цепей и питания вентиляторов приходится ставить степдаун преобразователи на 12 вольт 3А и 5 вольт 3 А для всяких тюнингов типа оптоконцевиков fanextender.
08.08.18 в 12:48
0
Ну этот как раз разгоняется до 14.8 вольт. А на вентиляторы достаточно обычных резисторов поставить.
08.08.18 в 12:33
0
на самом деле вентилятор работает всегда.
у меня такой же (конструктивно) на тех самых 360 ватт, о которых написано на плате. вентилятор работает как заявлено - т.е. включается при нагреве БП. так что, видимо, у вас дефектный. сомневаюсь, чтобы так было задумано из-за повышенной мощности. да и не видно отсутствующих деталей, которые должны быть в этом случае: термистор, управляющий транзистор...
08.08.18 в 12:37
0
Нет он не дефектный. Там вентилятор конкретно подключается к 12 вольтам, без какого-либо управляющего элемента.
08.08.18 в 12:53
0
Это не дефектный, это просто урезанный клон оригинального БП.
У меня такой же S-500-12. В нём вентилятор включается только при перегреве. Да и если учесть, что эти БП предназначены для питания светодиодных лент, то постоянно гудящий вентилятор не добавляет комфорта в помещении.
Вот из описания оригинального S-500-12:
S-500-12 Single output switching power supply 500w 12v
High efficiency, high reliability, low cost
Universal AC input / full range
100% full load burn-in test
Protections: Short circuit/ Over load/ Over voltage
PWM control and regulated
Forced air cooling by built in DC fan
Built-in cooling Fan ON-OFF control
Fixed switching frequency at 25KHz
1 year warranty
Dimensions: 215*115*50mm(L*W*H)
10.08.18 в 05:53
0
У меня в подобном корпусе 24-360, фан работает всегда, правда обороты его поднимаются при нагрузки. В качестве радиатора не боковая стенка, а задняя (относительно клеммной колодки)
08.08.18 в 12:36
0
Еще вентилятор можно сразу поменять. Этот загудит через месяц.
08.08.18 в 14:37
4
Еще один пост в погоне за славой?)
Обьясните неверному смысл всех этих 460 Вт - 12 В.
Есть 220 В грелки, которые греют стол за 60 секунд и общий старт печати для АБС 2 минуты максимум.
08.08.18 в 23:03
0
Смысл - в безопасности. 220в грелка не развязана гальванически с электрической сетью и при плохом раскладе может сделать очень больно, вплоть до летального исхода. Но так то, если для себя любимого, и к принтеру нет доступа прочих несознательных организмов - можно и 220в грелку. Только вот под неё надо ещё стол из люминя делать, миллиметра три-пять толщиной. Тоже нетривиальная может быть задачка.
14.08.18 в 00:51
0
Есть на рынке вполне работающие решения, где стол сделан из стекла, а нагреватель 220в укрыт не проводящей электричество шубой с запасом по площади. В итоге если где и шарахнет в случае чего, так не от стола, безопасность на отличном уровне. Правда, возникает проблема с креплением этого стеклянного стола к раме, но это отдельная проблема.
08.08.18 в 16:37
0
Ешоб глянуть осцЫлогхрфом чо у него на выходе при подключении максимальной нагхрузки во время работы под нагрузкой 20-30%
08.08.18 в 16:52
0
Осцилографа пока нет, как появится обязательно взглянем :)
Для принтера в любом случае это не очень критично. Там на цифровой части стоит обычно ещё 1-2 преобразователя. Поэтому что подаётся на микросхемы уже зависит больше от них.
08.08.18 в 18:10
0
Это критично для всяких там датчиков. температурных, уровня... Особенно если их тооооненькие проводочки рядом с силовыми проходят.
08.08.18 в 18:35
0
Большинство датчиков вешается на "чистые" 5 вольт. А пульсации если в блоке питания и будут, то они не такие сильные, чтобы передаваться по воздуху. Пульсации в проводах шаговиков гораздо сильнее, тем не менее вас это не смущает.
08.08.18 в 21:57
1
Штатные китаезные БП для принтера - однозначно шляпа. Лучший вариант это установить БП от компьютера там есть все необходимые напряжения и мощность более чем достаточна плюс по надежности и ресурсу очень большой запас.
08.08.18 в 22:56
3
Это компьютерный однозначно шляпа: большой, много лишних деталей, 12в трудно поддается разгону. У меня на пруше стоит комповый. Пришлось его знатно покурочить, чтоб хотя бы 13в из него добыть стабильных. По умолчанию под нагрузкой у него из 12 от силы 11.5 оставалось, поскольку комповые контроллеры обычно следят за стабильностью +5в, а не +12. Пришлось сваять в обратную связь делитель с 12в и завести вместо 5, только тогда стал нормально держать напругу. Ну и по пути ещё что то упростили, уже не помню что. Возились с коллегой электронщиком пол дня над ним. При том что цепи дежурки и все кроме +12в нам нафиг не нужны. Так что комповые блоки точно шляпа. Гораздо лучше хороший светодиодный поискать. А ещё лучше - два: отдельно на электронику и отдельно на стол.
18.08.18 в 11:06
1
стол на 220 и ATX справится без разгона 12В. Там есть еще 5В для Малин-Апельсин и умение включаться-выключаться удаленно. А надежность, разумеется у хороших брендовых ATX намного выше подвальных китайцев. При том, что ими завалены барахолки - народ на ноутбуки переходит.
18.08.18 в 23:09
0
стол на 220 и ATX справится без разгона 12В
У меня стол на 12 вольт, АТХ на 400 ватт.
При работе с горячим столом напруга просаживается до 11.5, но и это позволяет спокойно за 10 минут разогревать стол до 115 градусов и осуществлять многочасовые печати АБС-ом.
09.08.18 в 16:11
0
от ps3 классный блок и переделка минимальная подстроечник в паять и усе до 14 вольт.Плюс 5 вольт есть для меги, столик вполне быстро греется
после переделки .
09.08.18 в 16:12
0
И да качество очень хорошее
14.10.18 в 17:16
0
Блок вроде неплох. Деталюх много, они крупные (это не шутка), а главное - хоть и "медленная", но "боевая" 494я. Я вот купил в китае пару 600ваттных БП для блока питания - корпус был такой же, но вот внутри... Если вкраце - микросхема однотакт, по спецификации ставится в БП мощностью ватт 20 =) Ей просто тут "мускулов" добавили. Чудесный 3D-монтаж в области обратной связи, и как вишенка - в одном из БП был УЖЕ выгоревший резистор на питание вентилятора
1b6e6f8a6a36f293b331542dbc582e8c.jpg
42ddd881b7e34850cc9f553d723e88b5.jpg
41ff8c2a8dd924bf7bb187c7fc8c99e3.jpg
3e640b127d7d9a38353ac95d18aab1b9.jpg

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Всё что нужно знать о 3д печати заказчику

XpreSki-11.8: Про Octoprint 2.0.0 - из первых уст Джины, с приветом от Томаса

Компания HRE Wheels занялась 3D-печатью титановых автомобильных колес

История одной вывески

Новинки XYZprinting на IMTS 2018: 3D-принтеры и роботы

Вернули голову на место: новосибирские хирурги провели уникальную операцию