Еще пара мультистандартных модулей DC-DC преобразователей напряжения от YZXstudio

Попали мне в руки еще два преобразователя от известной китайской фирмы YZXstudio. Один попроще и подешевле, второй соответственно подороже и в «топовой» конфигурации, причем второй не просто DC-DC преобразователь, а универсальный обратимый преобразователь, но думаю что лучше обо всем почитать в обзоре.


Для начала спасибо моему постоянному читателю Владимиру, который прислал мне эту пару модулей для теста и обзора.
Куплены они были в фирменном магазине YZXstudio DIY, при этом модули сильно отличаются друг от друга как минимум тем, что один из них самый дешевый в линейке YZXstudio, второй же самый дорогой и тем интереснее их сравнить, за что же платится четырехкратная разница в цене.



Конструктивно модули очень похожи, пара контактов для подключения и USB разъемы, размер очень компактный.


Нет, конечно если приглядеться, то разница видна даже невооруженным глазом, вверху ZC822, стоимостью около 5 долларов, внизу ZC826 который стоит 20 долларов.


При этом у первого модуля два разъема, USB-A и USB-C, а у второго только USB-C. Да, вот такая несправедливость, к более дорогому привычные кабели не подключить.


Кроме того эти два модуля дополняют предыдущий обзор, где принимала участие модель ZC823.


Перед тем как перейти к описанию и тестам расскажу немного о том что выпускает данная фирма, ну кроме их известных тестеров.

Платы, о которых пойдет сегодня речь, входят в состав конструктора для сборки универсального зарядного устройства состоящего из:
1. Корпуса
2. Кросс-платы. Кстати на ней установлен какой-то контроллер, назначение которого для меня осталось неизвестным.
3. Передней и задней панели
4. Опционально дополнительного разъема для подключения внешнего аккумулятора.


На кросс плату можно установить четыре варианта плат преобразователей:
1. ZC822
2. ZC826
3. ZC823
4. ZC823P

Первые две показаны в сегодняшнем обзоре, третью я тестировал ранее, а не так давно появилась умощненная модель ZC823P с мощностью до 100 Ватт, ZC823 выдавала до 60 Ватт, разница в цене у них очень мала потому если надо ZC823 то лучше сразу брать с индексом Р.


В общем выбираете необходимую для себя конфигурацию, запаиваете платы на кросс-плату, вставляете в корпус и получаете законченное изделие. На алиэкспресс есть готовый вариант — ссылка.


Есть и альтернативные варианты от того же производителя, причем в уже собранном виде, например версия с мощностью 100+60 Ватт, которая является более мощным вариантом предыдущей, 100+27 Ватт. Она есть на алиэкспресс, цена немного выше чем на тао, около 45 долларов, — ссылка.


Теперь о самих платах.
Для начала ZC822, цена $5.45, ссылка на таобао.
Заявленные характеристики
входное напряжение DC 10-24В
выход PD 27w и USB 27W.
максимальная выходная мощность 12 В, 2,5 А, 27 Вт
Входное напряжение всегда должно превышать требуемое выходное хотя бы на несколько вольт.

Базируется плата на контроллере IP6528, вся силовая часть «спрятана» в контроллере, снаружи только силовой дроссель и токоизмерительные шунты. На плате видно пару силовых транзисторов, они не имеют отношения к собственно преобразованию и просто коммутируют питание на соответствующие выходы, шунты два также по этой причине, каждый выход имеет независимый контроль, но активным может быть только один выход. По входу установлен самовосстанавливающийся предохранитель на ток 3 Ампера.


Имеется поддержка почти всех протоколов, но если насчет QC 20 Вольт я и не питал каких либо надежд, то вот отсутствие Huawei SCP несколько удивило, обычно этот стандарт поддерживается без проблем.


Иногда автоопределение может быть неточным или не отображающим реальное положение дел, потому на всякий случай я проверяю каждый протокол отдельно.
1. QC2.0, поддерживается но до 12 Вольт включительно.
2, 3. QC3.0, поддерживается в диапазоне 3.7-12.3 Вольта
4. Huawei FCP, поддерживается, дает выставить 9 Вольт.
5. Huawei SCP, не поддерживается, напряжение не меняется.
6. Samsung AFC, поддерживается режим 9 Вольт.
7. PD. Поддерживается протокол 3.0, но мощность действительно только до 27 Ватт.
8, 9. В протоколе PD 3.0 есть возможность менять напряжение на выходе кратно 20мВ, например я без проблем выставил сначала 7.2 Вольта, а затем поднял до 7.26. Жаль мощность маловата.


Как я писал, плата имеет два выхода, USB-A и USB-C, в первом варианте поддерживаются все определенные ранее протоколы кроме PD, кроме того отдельно указывается что не поддерживается Samsung AFC 12 Вольт, предыдущий тестер не умеет работать с этим протоколом.
При подключении через кабель USB-C подключается поддержка Power Delivery, но почему-то отображается как 9 Ватт…


Переключаем преобразователь к регулируемому блоку питания и подключаем на выход электронную нагрузку, дальше идет уже тестирование под нагрузкой и определение реальной выходной мощности.


Во всех тестах входное напряжение было 20 Вольт.
Сначала QC, выходное напряжение 5 Вольт. По мере увеличение тока напряжение также немного растет достигая 5.2 Вольта при максимальном токе, который составляет 3.8 Ампера.


При выходном напряжении картина примерно похожа, но отключение происходит уже при токе около 3,1 Ампера.


Максимальное выходное напряжение, все опять же повторяется, но защита срабатывает уже при токе 2.4 Ампера.

Во всех экспериментах отключение мгновенное, напряжение держится в нормальных пределах, ток везде выше заявленного.


Тесты FCP, AFC и Power Delivery выдали практически те же результаты потому спрячу их под спойлер.


Результаты измерения КПД, входное напряжение 24 Вольта, выходное 5, 9 и 12 Вольт. По горизонтали метки идут кратно току 0.5 Ампера, при 12 Вольт последнее значение 2.4 Ампера.


Прогрев при напряжении 5 Вольт и токе 3 Ампера, а также при 12 Вольт и 2 Ампера. Нагрев умеренный, температура дросселя (он с обратной стороны платы) около 55-60 градусов.


Пульсации при выходном напряжении 5 Вольт, без нагрузки, а также при токе 1, 2 и 3 Ампера. В самом худшем режиме основной размах пульсаций составляет около 40мВ, но есть очень короткие импульсы с размахом до 160 мВ. Пульсации измерялись непосредственно на выходном конденсаторе преобразователя, после кабеля к нагрузке размах импульсной составляющей должен быть заметно меньше.


Тест при выходном напряжении 12 Вольт и соответственно также без нагрузки и при токе 1, 2 и 2.4 Ампера.
Здесь размах основных пульсаций доходит до 50мВ, импульсных до 250мВ.


Вот и вторая платка, ZC826. Стоимость $21.50, ссылка на таобао.

Диапазон входных напряжений платы не указан, но заявлено что нормально должно работать от 12 Вольт и выше. Я проверял до напряжения в 20 Вольт.
Выходное напряжение до 20 Вольт 3 Ампера, т.е. до 60 Ватт в режиме QC и PD.

Здесь плата гораздо сложнее, виден контроллер, дополнительный чип, четыре мощных транзистора, емкие керамические конденсаторы, а также одноразовый предохранитель на ток 6 Ампер.


Управляет всем контроллер IP2716, выход которого подключен к универсальному ШИМ контроллеру SC8802, который в свою очередь управляет четырьмя полевыми транзисторами.
За контроль тока отвечает пара шунтов сопротивлением 7 мОм, причем один стоит по входу, а второй по выходу преобразователя. На второй стороне платы кроме дросселя установлена пара конденсаторов 220мкФ 35 Вольт, которые зашунтированы емкими керамическими конденсаторами.


Я не просто так написал выше что применен универсальный ШИМ контроллер. Вернее данный контроллер работает по схемотехнике универсального преобразователя, т.е. абсолютно все равно, повышать напряжение или понижать, но что еще более важно, данный преобразователь является симметричным так как может работать в обе стороны и разработчик эту функцию использовал, хотя об этом я расскажу немного позже.
Если сильно упростить, то силовая часть выглядит так как на этой блок схеме.


Те, что читает мои обзоры, возможно скажут — где то мы это уже видели и вы не ошибаетесь, именно по такому принципу работает универсальный преобразователь из моего обзора платы на базе LTC3780.


У меня нет полного описания поддерживаемых протоколов, но оно есть в даташите на контроллер.


Тот случай, когда USB тестер высветил зеленым всё.


И более детальная проверка поддержки протоколов.
1. QC2.0, поддерживается полностью
2, 3. QC3.0, поддерживается полностью
4. Huawei FCP, поддерживается полностью
5,6 Huawei SCP, поддерживается полностью
7. Samsung AFC, поддерживается режим 9 Вольт.
8, 9. PD. Поддерживается протокол 2.0, выходная мощность до 60 Ватт.
Насчет последних двух пунктов есть странность, так как по данным из даташита контроллер умеет работать с PD 3.0, но тестер определил только режим 2.0. Разница между этими режимами была показана выше, по аналогии с QC 2.0 и 3.0 в PD 3.0 можно менять выходное напряжение с шагом в 20мВ, а в 2.0 только 5/9/12/15/20 Вольт.


Проверка моим старым тестером также показала что поддерживается только PD 2.0 с мощностью до 60 Ватт, а кроме того не поддерживается режим Samsung AFC 12 Вольт, на фото к сожалению плохо видно, это указано красным цветом.

Кстати, наконец-то купил себе кабель USB Type-C/Type-C именно для подобных проверок так как старый тестер имеет только гнезда Type-C, ну и собственно попутно проверил сам кабель что у него имеются все необходимые линии передачи данных. Кабель длиной 1.5м обошелся в оффлайне всего в полтора доллара :)


Существенный плюс платы в том, что она при отсутствии нагрузки переходит в режим низкого потребления и ток по входу при этом менее 1мА. Если подключить нагрузку, даже банальный USB тестер, то плата уверенно стартует и дальше не отключается пока не снимешь нагрузку.


Тот же стенд что был в тесте предыдущей платы, но так как ток потребления у нее ожидается больше, то провод питания был короче, а кроме того в тесте КПД напряжение контролировалось прямо на контактах платы преобразователя.


Тестирование работы в разных режимах, входное напряжение 12 Вольт если не указано другое, сначала режим QC
Выходное напряжение 5 Вольт, плата ушла в защиту при токе нагрузки более 4 Ампер, при этом напряжение не было снято полностью, но преобразователь продолжал работать хотя ток по входу упал почти до нуля.
По мере роста тока нагрузки напряжение поднимается с изначальных 5.07 Вольта до 5.12 при максимальном токе, что впрочем полностью вписывается с стандартный разброс 5%.


При напряжении 9 и 12 Вольт примерно тоже самое потому результаты под спойлером. Ток срабатывания защиты также 4 Ампера, также есть небольшой подъем напряжения с ростом тока нагрузки.


Как я писал выше, плата имеет универсальный преобразователь, потому может выдать 20 Вольт и при 12 Вольт входном, правда чтобы провести тест мне пришлось поднять немного входное напряжение до 15 Вольт так как блок питания мог выдать максимум 5.1 Ампера, а плата требовала больше, а с поднятием входного напряжения падает ток по входу.
В этом режима плата без проблем выдала 3.4 Ампера, но думаю что запросто выдала бы и 4.






Выходное напряжение в 15 Вольт проверялось при входном 13 Вольт из-за указанных выше ограничений и опять ничего нового, 4-4.1 Ампера на выходе, но отключение резкое.


Когда я выше проводил тесты и получил ограничение по входному току меня все таки интересовало, какой же максимальный выходной ток при выходном напряжении в 20 Вольт. В итоге я подал на вход 18 Вольт и запустил тест чтобы это измерить и как оказалось, даже в таком режиме ток срабатывания защиты составляет 4.2 Ампера, мощность на выходе при этом более 80 Ватт.


Пожалуй единственный тест, который я не провел, это проверка что будет если при входном напряжении в 12 Вольт «запросить» 20 Вольт 3 Ампера. Но я провел подобный тест при входном напряжении 13 Вольт. Ток нагрузки был около 3 Ампер, ток по входу 5 Ампер, а так как при питании от аккумуляторов это уже получается около 3.25 Вольта на элемент, то преобразователь просто не успеет перегреться так как кривая разряда просто не даст долго работать в таком режиме.


Основное измерение КПД платы проходило в четырех режимах — входное напряжение 12 Вольт, выходное 5, 9 и 12 Вольт, входное 13 Вольт и выходное 20 Вольт с разными токами нагрузки, от 0.5 до 4 Ампер в первых трех режимах и до 3.2 Ампера при выходном 20 Вольт.


Попутно провел еще два теста, входное 20 Вольт, выходное 5 и входное 8 Вольт и выходное 15. Во всех режимах плата работала устойчиво.


Измерение температуры платы:
1. 13 Вольт входное, 20 Вольт выходное, ток 3 Ампера.
2. Входное 12 Вольт, выходное 5 Вольт 4 Ампера.

На мой взгляд нагрев был не очень большим даже в самом сложном режиме, когда на воде 13 Вольт, а мощность по выходу 60 Ватт.


Пульсации при входном напряжении 15 Вольт, выходном 5 Вольт без нагрузки и при токе 1, 2 и 3 Ампера, максимум составил около 20мВ что очень хорошо.


Режим повышения напряжения, на входе те же 12 Вольт, но на выходе 20 без нагрузки и при токе 0.5, 1.0 и 1.5 Ампера, здесь пульсации значительно выше, около 120мВ основные и до 700мВ импульсные. Многовато, но как я писал выше, импульсы неплохо гасятся кабелем к нагрузке, вернее паразитным RC фильтром образованным кабелем и емкостью на входе устройства.


Входное напряжение 24 Вольта, выходные 5, 9, 12 и 20 при токе 3 Ампера. В олщих чертах претензия только к режиму 5 Вольт, в остальном вполне нормально.


Я несколько раз писал насчет аккумуляторного питания данной платы, а кроме того производитель даже советует свою 4S плату защиты и это все просто так, «а по поводу».
Для начала на странице товара указано что плата не имеет защиты от работы при пониженном входном напряжении и по факту спокойно работает и от 5-7 Вольт потому при аккумуляторном питании за это отвечает плата защиты.
Но это не все. Выше я указал что преобразователь обратимый, т.е. можно подать на выход платы 5 Вольт и она будет заряжать подключенный аккумулятор.
Подходящего аккумулятора под рукой не нашлось потому взял старенький свинцовый на 12 Вольт, а на выход платы подал 5 Вольт.


Питание подавалось от регулируемого блока питания через другую плату, которая выдавала требуемые 5 Вольт, ток по цепи 5 Вольт при этом был 2.6 Ампера, но из-за большого падения на питающем кабеле напряжение на входе ZC826 было всего 4.48 Вольта.
Проблема была именно в кабеле, так как аналогичные результаты я получал и при питании платы от пары USB зарядных.


Но здесь я вспомнил, что в описании было заявлено что если подключить данную плату к Power Delivery зарядному устройству, то будет автоматически запрошен режим 20 Вольт 3 Ампера, потому пришлось взять плату зарядного ZC823 и проверить с ней.
В итоге получилась такая схема — Блок питания 24 Вольта, плата ZC823 которая умеет работать в режиме PD 20 Вольт 3 Ампера, кабель, плата ZC826.


И действительно, обозреваемая плата дала команду подать ей 20 Вольт и стала потреблять те же 2.6 Ампера, но уже при 20 Вольт, соответственно на заряд пошло около 50 Ватт, при напряжении в 15-16 Вольт ток в цепи аккумулятора около 3.2 Ампера, при более низком напряжении (разряженный аккумулятор) ток будет больше так как ограничение идет по входу, а не выходу.


После окончания процесса заряда плата должна отключить ток и светодиод с синего переключиться на красный цвет, но так как определение окончания заряда идет по падению тока, а аккумулятор явно не тот что задумывался, то она просто довела напряжение до 16.73 Вольта и больше ничего не делала.


Теперь выводы и начну с более простой платы, ZC822.
Плата простая, недорогая и тем не менее нормально работает поддерживая большое количество протоколов. Расстраивает только не очень большая мощность, всего 27 Ватт, но как дополнение к другим платам вполне нормально, зарядить планшет, телефон или еще что-то. Плюс ко всему умеет не только QC, а и PD, чего обычные платы не умеют.

И «топовая» ZC826.
Здесь конечно сразу отмечу поддержку почти всех известных протоколов, большую мощность, универсальное питание и наверное главную функцию — возможность работы в режиме повербанка, когда при подключении 4S батареи плата может не только от них питаться, а и заряжать, причем на мощности до 50 Ватт. Я рекомендовал бы поставить емкие аккумуляторы, но в связке 4S2P, тогда и батарея работала бы в оптимальном режиме нагрузки и емкость была бы приличной.
Из недостатков на мой взгляд только цена и странное отсутствие поддержки протокола PD 3.0.

Если коротко, обе платы интересны, обе качественно изготовлены и применены качественные компоненты, обе умеют работать с большим количеством протоколов но при этом относятся к совершенно разным ценовым категориям, а из-за конструктива обе могут работать в составе одного устройства.

На этом у меня все, надеюсь что обзор был полезен.