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

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: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: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: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: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: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:Входные электролиты 2 штуки по 680 мкф х 250 в:Якобы Nippon Chemi-Con:Что вызывает очевидные сомнения.

Выходных электролитов 3 штуки, каждый по 3300 мкф х 25 в:Их производитель некий HUAHONG:Высоковольтные транзисторы — биполярные, J13009, 700 Вольт, 100 Вт:Входной диодный мост KBU808 — 800 Вольт, 8А:Низковольтные диодные сборки — MBR30100PT — 100 Вольт, средний выпрямляемый ток — 30 А: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:На дне корпуса имеется изолирующая прокладка: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: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: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: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: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.