AC-DC модуль 24В 4А

Сам по себе этот блок 24В 4А ничего особенного не представляет, они тысячами расходятся с разных интернет-магазинов. В данном обзоре часть информации многим будет уже знакома, но отдельно уделю внимание температурным режимам этого блока. Так как чаще всего он будет установлен в каком-либо корпусе и интересует то, насколько его можно нагружать без особого риска получить пожар, но в тоже время держать его включенным достаточно долго.

Был куплен вот здесь

Сначала процесс распаковки. Пришел он в мелком пакете:

Упаковка вполне стандартная, ничего особенного, необходимый минимум. Что же может этот блок? 

Как уже упоминалось, номинальное выходное напряжение составляет 24В. Номинальный выходной ток заявлен на уровне 4А, максимальный - 6А. 

Кушает переменное напряжение 110-220В, частотой 50/60Гц, то есть вполне универсален. Реальные размеры платы 106.3х57.4мм. Высота блока без учета концов выводов - 26.3мм

Чертеж с габаритными размерами платы:

Схема блока питания (взята в сети):

Имеющиеся отличия в нашем экземпляре:

VD4 - STPS60170CT. Это сборка из двух диодов с общим катодом. Максимальный ток 2х30А при температуре 150С, максимальное импульсное обратное напряжение 170В. В аналогичных блоках ранее ставились STPS41H100CT на 2х20А и 100В обратного напряжения. Налицо увеличение запаса прочности.

С47 стоит на 22мкФ, ранее устанавливался на 33мкФ. 

Оптопара установлена PS817C.

Электролиты все неизвестного производителя, хотя заявлена работа при температурах до 105С, после испытаний заменил на Epcos. 

В остальном все элементы соответствуют схеме.

Немного фотографий крупным планом:

Приступим к испытаниям

К сожалению, электронной нагрузки пока у меня нет, зато под рукой была куча мощных проволочников С5-36В на 56Ом 100Вт. Поэтому за вечер была собрана простая четырехступенчатая активная нагрузка с сопротивлением каждой ступени в 24Ом. Выглядит сие творение вот так:

Для измерений использовал два мультиметра UT61E, вольтметр В7-40, термометр UT325, осциллограф Huntek 6074BC.

Сам блок питания предварительно был установлен в металлический корпус, снабжен выходными клеммами. По иронии судьбы, в этом корпусе когда-то как раз и был блок питания, тип STS-15/4 всего на 5В 3А (всего 15Вт)

Термопары термометра прикреплены к радиаторам ключевого полевика (T1) и диодной сборки (T2). Изначально замеры проводились при закрытом корпусе.

Прогрев после включения составлял 30 минут. Затем включал по одной ступени нагрузки и проводил замеры выходных напряжения и тока, температур радиаторов, уровня переменной составляющей на выходе и снятие осциллограмм пульсаций. Интервал между замерами составлял 15 минут для стабилизации температурного режима. Результаты измерения свел в таблицу:

Когда была подключена 3-я ступень нагрузки, температуры радиаторов поднялись до уровня 75-ти градусов, поэтому была снята крышка с блока питания и дальнейшие измерения проводились уже без нее. 

Немного фото:

Просадка напряжения при увеличении нагрузки от нуля до номинала всего 20мВ, это очень хороший результат.

Также в таблице видно, что на холостом ходу уровень пульсаций максимален, при подключении нагрузки он резко падает, почти вдвое и затем растет пропорционально нагрузке. 

Пульсации измерялись вольтметром В7-40, который измеряет среднеквадратичное значение переменного напряжения в достаточно широкой полосе 20Гц - 100кГц. Поэтому интересно частотное распределение напряжения пульсаций.

Во-первых на выход вполне успешно пролезают пульсации  частотой 50Гц:

Горизонтальная развертка 100мВ/дел. (для работы со щупом с делителем изначально выставлен коэффициент умножения 10:1, потом увидел, поставил 1:1)

Во-вторых. Ставим вертикальную развертку 50мкс/дел и горизонтальную - 200мВ/дел. Много, очень много мусора:

Под нагрузкой частота следования пульсаций меняется пропорционально количеству включенных ступеней. 

Изначально была идея использовать этот блок питания для питания рубидиевого стандарта частоты Temex LPFRS-01. Один экземпляр уже установлен в корпус от Б5-47, питается от обычного линейного источника питания со стабилизатором на LM317 в корпусе TO-3. Планируется установка делителей, встроенного простого частотомера.

А второй экземпляр планировал установить в корпус поменьше с этим импульсным блоком питания и снабдить только одним выходом в 10МГц.  Но глядя на качество выходного напряжения, могу этот блок питания порекомендовать только для питания светодиодных лент и паяльных станций. Для питания высокочастотной цифры или усилительных устройств без принятия дополнительных мер по фильтрации помех он непригоден. Установка на выходе обычной советской КМ-км на 0,33нФ уже существенно меняет картину:

1-й скрин ДО, 2-й - ПОСЛЕ. Нагрузка 4А:

Видно, что амплитуда выбросов существенно уменьшилась.Если на выход поставить нормальный П-образный LC-фильтр, то ситуация должна стать еще лучше. И тогда уже можно будет думать о питании им измерительных приборов. Правда останется еще проблема помех, генерируемых блоком в питающую сеть. Включение этого блока приводило к попаданию помехи на мой ИОН на 10В с декадным делителем и уменьшению выходного напряжения на 0,3мВ. Ну, где-то лежат качественные сетевые гнезда с встроенным фильтром. Можно попробовать их поставить. Но это уже позже.

Недавно на работу пришли мультиметры UT-71E с переходником для измерения мощности. Поэтому можно измерить и КПД блока питания. Не путать КПД с коэффициентом мощности, это совершенно разные вещи. Хотя UT-71E отлично измеряет и коэффициент мощности. 

Ниже таблица с результатами замеров. Видно, что токи далеки от полученных при первом этапе, это объясняется довольно низкой температурой в лаборатории, а ТКС у используемых проволочников весьма велик.

Вполне неплохой КПД для такого простого в схемотехническом плане устройства.

Итак:

Плюсы:

• дешевый, порядка 450р;
• довольно мощный ( 100Вт при нормальном охлаждении легко);
• выходное постоянное напряжение стабильно при изменении нагрузки;
• компактный;
• установлена более мощная диодная сборка на выходном выпрямителе в сравнении с ранними версиями.

Минусы:

• очень сильно греется в закрытом корпусе при номинальной нагрузке;
• высокий уровень помех на выходе;
• высокий уровень помех, излучаемых в питающую сеть.

Вывод: для полноценной работы требует дополнительных цепей фильтрации помех и активного охлаждения, но за свою цену и простую схемотехнику вполне хорош. 

Но! При работе на половинной мощности при комнатной температуре дополнительное охлаждение не нужно.

Спасибо администрации за предоставленный для тестирования блок.

Теги:

• Блок питания