Импульсный регулируемый блок питания на основе DC Buck Boost конвертера ZK-4KX

Срочно понадобился регулируемый блок питания для выезда в командировку. Требования к БП были не очень сложные, напряжение питания от 1.5 до 30В, ток в пределах 2-3А, и желательно как можно более легкий прибор. Габариты чем меньше, тем лучше, но в разумных пределах, конечно. Посмотрел на свой «зоопарк» блоков питания, и ничего не нашел подходящего, по весу и габаритам. Задумчиво полез перебирать всевозможные блоки, купленные ранее про запас и часто спонтанно на Алиэкспресс… И в коробке наткнулся на Buck Boost конвертер ZK-4KX. Покрутил его в руках, и решил что вероятно это именно то, что мне нужно.

Я не планировал писать обзор на эту железяку, но поскольку она основа моего блока питания, то конечно протестируем модуль, и я вкратце расскажу про него, и про то что в итоге получилось. Всем кому интересна эта тема — Велком!

UPD: Про просьбам трудящихся добавил осциллограммы при различных сценариях включения прибора.

Эпиграф: «Я его слепила из того что было...»

Подходящий модуль питания, это уже почти полдела, так же в закромах выкопал:
— Импульсный блок питания MW 24В 2.1А лет 5 купленный в оффлайн
— Коробку из пластика для DIY конструкций, почти подходящего размера (куплена в оффлайн, хотелось бы на пару сантиметров побольше, но на безрыбье и рак рыба)
— Вентилятор улитку 12В 0.1А (покупал на Али в увлажнитель, но с размером не угадал)
— Импульсный понижающий модуль малой мощности (тоже был куплен давно на Али)
Ну и понятное дело, что провода, клеммы, предохранители, кнопки всегда найдутся в закромах радиогубителя.

Попытался все вышеперечисленное запихать в корпус, не хватало буквально 5мм для полного счастья, что бы Импульсный блок питания разместить с модулем Buck Boost конвертера ZK-4KX. Выход нашел через некоторое время, закрепив ИИП на крышку корпуса, только в таком положении мог выиграть эти нужные мне 5 мм. В прочем, закреплен ИИП хорошо, на латунные «столбики» и в этом перевернутом положении.

Вырезаем на лицевой панели 2 прямоугольных отверстия и сверлим 2 круглых под клеммы. Все село на свои места замечательно.

Примеряем… Вроде входит и выходит, крышку закрыть не мешает.

Соединяем выходные клеммы с выходами модуля при помощи проводов достаточного сечения, и как можно более короткими.

Подключаем выход ИИП к входу модуля Buck Boost конвертера, так же подключаем шнур питания через дополнительный керамический предохранитель (лишним не будет)

Задумчиво смотрим на вентилятор улитку…

И пытаемся впихнуть невпихуемое…

Влез прям впритык, но зато не требуется вентилятор закреплять, поскольку он сел довольно плотно, греметь внутри точно не будет.
На нижней стенке крепим на двухсторонний скотч маленький импульсный понижающий модуль. Он нужен для того, что бы снизить напряжение ИИП в 24 вольта, до нужных 12В от которых работает вентилятор. Я заранее выставил на модуле 10,5В, при этом напряжении, и так почти бесшумного вентилятора, не слышно вообще…

Собственно всё. Ставим нижнюю крышку (в которой просверлены отверстия для вентиляции аккурат под модулем) и стягиваем 2 половинки корпуса винтами, не забыв так же надеть ножки.

Вот такой он получился «цветочек аленький».

Вид с боку.

Подключаем небольшую нагрузку (мощный зеленый проволочный резистор) и перекрестившись даем питание. Ничего не взорвалось — уже хорошо. В этот раз рискнул и первый запуск не делал последовательно с лампой накаливания, как обычно, тестирую свои самодельные импульсные блоки питания. Все работает. Вентилятора не слышно.

Внимательный читатель помнит, что Импульсный блок питания у меня на 24В, но поскольку модуль Buck Boost конвертер, он может повышать напряжение до 30В, конечно при снижении максимального тока, но мне этих возможностей достаточно.

Примененный мною модуль Buck Boost конвертера ZK-4KX имеет множество настроек, управление не самое удобное, но все же получше чем у новых версий, и кроме того, кнопки очень мягко нажимаются, в отличие от мембранных кнопок в новых версиях модулей.
Характеристики модуля китайцы приводят такие:

Входное напряжение: 5,0-30 в
Выходное напряжение: 0,5-30 в
Выходной ток: может работать стабильно на 3 А в течение длительного времени и может достигать 4 а при усиленном рассеивании тепла
Выходная мощность: Естественное тепловыделение 35 Вт, усиление тепловыделения 50 Вт
Разрешение дисплея напряжения: 0,01 В
Текущее Разрешение дисплея: 0.001A
Эффективность преобразования: около 88%
Мягкий старт: Да (с высокой мощностью и нагрузочным модулем может не работать при запуске)
Механизм защиты:
Входное анти-обратное соединение;
Выход анти-обратного орошения;
Входная защита от пониженного напряжения (4,8-30 в регулируется, по умолчанию 4,8 В)
Защита от перенапряжения на выходе (0,5-31 В регулируется, по умолчанию 31 В)
Защита от перегрузки по току 0-4.1a (регулируется, по умолчанию 4.1a)
Защита от избыточной мощности (0-50 Вт регулируется, по умолчанию 50 Вт)
Защита от перегрева (80-110℃Регулируется, по умолчанию 110 ℃)
Защита таймаута (0-100h регулируется, выключено по умолчанию)
Сверхмощная защита (0-60 ач регулируется, по умолчанию выключено)
Рабочая частота: 180 кГц
Размеры: длина * ширина * высота 79 мм * 43 мм * 26 мм

Управление модулем происходит при помощи 2-х кнопок (короткое и долгое нажатие задействует разные меню настроек) так и ручкой энкодера (вращение ручки и нажатие)

Короткое нажатие на кнопку U/I интуитивно понятно ведет к меню в котором можно задать выходное напряжение и ток. Вращение ручки энкодера плавно меняет значение, нажатие на кнопку энкодера меняет декады (вольты — десятые вольта, амперы-десятые ампер)

Долгое нажатие на кнопку U/I переводит в меню настроек:
Где можно выставить подается ли напряжение на выходные клеммы по умолчанию (да-нет)

Далее кнопкой SW переходим на следующий пункт меню: порога защиты от низкого напряжения LUP (видать этот модуль можно подключать к аккумуляторной батарее, и тут задаются параметры отключения по разряду АКБ)

Далее идут настройки:
— OUP — порог защиты от перенапряжения; OCP — порог защиты от перегрузки по току; OPP — Верхний порог входного напряжения; OAP — порог защиты по емкости; OHP порог по времени (тайм аут); OTP — выставление защиты от перегрева.

Далее идут три пункта меню, где можно откалибровать входное и выходное напряжение, в случае, если девайс показывает неправильно, а так же откалибровать ток, по внешнему амперметру. Фото тоже под спойлером.


Короткое нажатие на кнопку SW перелистывает различные варианты отображения информации в ходе работы блока питания. Так же спрячу все под спойлер.

В общем разнообразная информация на любой вкус и пожелание.
Ну и посмотрим осциллограммы процессов возникающих при включении и выключении нагрузки.



А это помехи при работе Блока питания при 12В

Тоже помехи, но в режиме бустера и напряжении 30В.

Ничего страшного я на осциллограммах не нашел, вроде вполне неплохо с моей точки зрения.

UDP: Про просьбам трудящихся осциллограммы включения и выключения испытуемого блока питания при разных сценариях
1. Нагрузка Резистор. Напряжение 30В ограничение тока 0.9А
Включение

Выключение

2. Нагрузка Лампочка 12В 35Вт Напряжение 13В ограничение тока 2.1А
Включение

Выключение

3. Светодиод 25В 300мА Напряжение 24В ограничение тока 300мА
Включение

Выключение

4. Нагрузка Конденсатор 2200 мкФ 50В
Включение

Выключение


ИМХО, я опять ничего страшного не вижу на осциллограммах, но я не инженер, может кто прокомментирует, кто понимает больше чем я.

На этом всё! Нормальные и по делу комментарии приветствуются, на неадекватные комментарии я отвечать не буду, уж извините заранее.
Обзор накидал за полчаса, потому заранее прошу прощения за погрешности и недочеты…
Всем мира и добра!
Котейко одобрил…