Понижающий преобразователь напряжения с током до 10 (12) ампер

Не так давно я публиковал обзор модуля понижающего преобразователя с током до 20 ампер, но как тогда было сказано, это был уже второй, заказанный мной на Алиэкспресс. Ну а сегодня обзор того, что я получил примерно год назад вместо него при первом заказе.



Именно этот преобразователь я не заказывал, продавец что-то перепутал и прислал мне его вместо варианта на 20 ампер, заметил я это слишком поздно потому пришлось смириться. Но вот решил все таки его протестировать и попутно нашел ссылку именно на эту модель у того продавца, который его прислал.

Упаковка все такая же классическая, антистатический пакет, внутри компактный преобразователь, конструктивно плата с двумя радиаторами по бокам.


Характеристики со страницы товара (оригинал перевода)

Входное напряжение: 4,5-30 В Входное напряжение не должно превышать 30 в!
Выходное напряжение: 1,25-30 в непрерывный регулируемый
Выходной ток: 0-12 а 100 Вт для укрепления тепла до 200 Вт,
Рабочая температура:-40 ~ + 85 градусов
Рабочая частота: 300 кГц
Эффективность преобразования: максимум 95% (эффективность связана с входом, выходным напряжением, током, разницей в давлении)
Защита от короткого замыкания: есть (ограничение по току 14A), пожалуйста, старайтесь не замыкание
Защита от перегрева: есть (автоматическое выключение выхода ультра температура)
Защита обратного подключения на входе: нет, (например, если нужно, пожалуйста, серий диодов на входе)
Установка: 4 шт. 3 мм винты
Подключение: Соединительный терминал, без сварки, V-IN вход, V-OUT выход, с модулями корпуса для вывода сварочной линии
Размер модуля: Длина 60 мм Ширина 51 мм высота 22 мм

При беглом взгляде выглядит аккуратно, хотя как потом оказалось, это далеко от реальности.
Со стороны входа клемник, предохранитель на 15А и подстроечный резистор установки выходного напряжения. Регулировка тока здесь не предусмотрена.
Со стороны выхода такой же клемник как на входе, светодиод индикации выходного напряжения и место под подключение вентилятора.
Отмечу что клемники несколько слабоваты для заявленных 10 ампер, да и их общее качество оставляет желать лучшего, хотя работать будут.


По входу установлено два конденсатора, по выходу три, все имеют емкость 330мкФ и напряжение 35 вольт, хоть на них и написано какое-то название, но я такие называю просто безымянными.


Компоновка плотная, дроссель не закреплен и держится только за счет провода обмотки, впритирку стоят конденсаторы (видимо чтобы не замерзли). Уже когда осматривал внимательнее, то заметил что винт который прижимает диодную сборку, ржавый…


Преобразователь построен на базе ШИМ контроллера XL4016E1, на втором радиаторе установлена диодная сборка MBR2045CT.
Оба силовых компонента изолированы от радиаторов, кстати сами радиаторы прикручены к плате.


И вот здесь начинается самое интересное. Дело в том, что как оказалось, у данного чипа есть как минимум две версии даташита, одна старая версии 1.2 и новая, версии 1.3, при этом в старой заявлен максимальный ток в 8 ампер и наличие защиты от повышенного напряжения по входу, в новой данная защита не заявлена, зато ток нагрузки указан как 12 ампер, т.е. в полтора раза больше.


Скриншоты первого даташита я нашел в материалах к своему же обзору преобразователя с заявленным током 10А, второй скачал на сайте производителя чипа.
Думаю что обзор этой модели преобразователя многие помнят, хотя с момента публикации прошло более 4 лет.


При этом блок-схемы обоих чипов идентичны, но вот типовая схема отличается, если у старой версии был пример с выходным напряжением 5 вольт и током 8А при диапазоне входного напряжения 8-40 вольт, то у новой все сложнее, здесь заявлено:
1. В диапазоне питания 8-20 вольт и выходе 5 вольт допускается до 9А
2. В диапазоне 20-36 вольт и том же выходном напряжении можно нагружать уже до 12А
3. При этом типовой режим заявлен как 5 вольт 12 ампер при входном 8-36 вольт что не сходится с первым пунктом.

Кстати на правой схеме также указана диодная сборка MBR2045, так что производитель модуля видимо просто сделал все как указано у производителя.



Пайка средняя, но вот следы флюса на плате выглядят печально.


Но и здесь нашлись странности.
1. Почему-то контакты подключения вентилятора подписаны снизу как V_in и V_out.
2. Есть нераспаянный разъем и отсутствующие элементы для ШИМ управления преобразователем. Судя по включению они идут на второй контакт чипа (FB)


Для сравнения фото двух преобразователей, слева 20А, справа обозреваемый. При этом версия на 20А стоит всего в полтора раза дороже и помимо большей мощности имеет функцию ограничения тока.


Чтобы протестировать преобразователь использовал в качестве источника блок питания на базе RD6012 с выходным током до 12А.


Согласно описанию максимальное входное напряжение заявлено как 30 вольт, но при этом преобразователь у меня без проблем работал и при входном 36 вольт и мощности 150Вт.

1, 2. При входном 30 вольт и без нагрузки выходное напряжение регулируется в полном диапазоне и еще остается небольшой запас по ходу подстроечного резистора
3, 4. Изначально было выставлено 22 вольта на выходе, при этом ток потребления без нагрузки составил 4 и 5мА при входном 12 и 30 вольт соответственно
5, 6. Так как светодиод индикации подключен к выходу, то выставил на выходе минимальное напряжение и измерил ток еще раз, теперь он был 3 и 2.8мА.



Нагрузочные тесты и измерение КПД проводилось в комплекте с электронной нагрузкой EBC-A10H, соответственно максимальный ток нагрузки был 10А, а максимальная мощность 150Вт. Для уменьшения влияния контактов и проводов измерительные провода подключались прямо к плате преобразователя минуя клемник.


Нагрузочный тест при входном напряжении 12 вольт и выходном 5 вольт, заметен небольшой рос выходного напряжения при токах более 7А, до этого значения напряжение было стабильно. Хотя конечно назвать ростом увеличение напряжения на 30мВ это наверное слишком сильно.


При том же выходном, но входном 30 вольт ситуация несколько похуже, напряжение выросло уже на 0.18 вольта, не то чтобы совсем плохо, но разница явно есть.


Входное 24 вольта и выходное 12 вольт, здесь все было весьма неплохо, тоже был подъем, но всего на 0.12 вольта или 1%.
Также проверял и при входном 30 вольт, выходных 15 вольт и токе 10А, разницы с указанным выше не обнаружил.


А вот при соотношении 30 вольт входное и 24 выходное при токе 5А и более напряжение на выходе начинало снижаться. В итоге при токе 6.35А и мощности 150Вт разница составила 0.4 вольта.


Измерение КПД производилось в трех режимах, 12-5 вольт, 30-5 вольт и 24-12 вольт, самый высокий КПД получился при входном 24 и выходном 12 вольт, самый низкий при входном 30 вольт и выходном 5 вольт. По горизонтальной оси единица равна току нагрузки в 1 ампер.


Уже в процессе предварительных тестов я обратил внимание на заметный нагрев преобразователя, но тем не менее провел тест с термопрогревом.
В первом режиме на входе было 12 вольт, на выходе 5, тест проходил в три этапа: 20 минут при токе 5А, 20 минут при токе 7.5А и 5 минут при 10А. В последнем случае тест я остановил так как температура превысила значение в 110 градусов, самым горячим был дроссель, но не сказал бы что ШИМ контроллер от него сильно отставал, думаю также сказывалась близость дросселя и его радиатора.


При входном 24 вольта и выходном 12 вольт тест провел в двух режимах, 20 минут при токе 5А и 20 минут при 7.5А, выше ток не поднимал так как даже в этом режиме температура составила около 106-107 градусов.


Ну и под конец измерение размаха пульсаций по выходу. Измерение проводилось со связкой из конденсаторов 1 и 0.1мкФ подключенных параллельно щупу.


А вот здесь все оказалось очень даже неплохо, осциллограммы сняты в режиме: входное 12 вольт, выходное 5 вольт, нагрузка 0, 2.5, 5 и 10А. Даже в самом нагруженном режиме размах пульсаций составил 25мВ, а при токе 5А было не более 15мВ.


Также проверил в других режимах. Слева входное 30 вольт, выходное 5, токи 2.5, 5 и 10А, справа те же токи, но входное 24 вольта, а выходное 12.
Но даже при выходном 12 вольт и токе нагрузки 10А пульсации были около 30мВ что для платы без выходных фильтров также неплохо, думаю что добавление LC фильтра легко уменьшит их еще в несколько раз.


Выводы.
Да, как-то так получилось, что я не только не думал писать данный обзор, а и вообще покупать эту плату. Как можно видеть, было это не зря, так как преобразователь в общем-то ничем не выделяется и на мой взгляд проигрывает варианту на 20А.
Не понравилось низкое качество сборки, какая-то грязь на плате, ржавый винт, слабенькие клемники. Но при этом плата без проблем выдает ток до 10 ампер и имеет относительно низкий уровень пульсаций, так что вполне может быть востребована для некоторых вариантов применения.

Если коротко, то использовать можно, но лучше заплатить на пару долларов больше и купить плату на 20А.