Обзор

 Лабораторный блок питания Longwei LW-K3010D (30 В 10 А) - тест и обзор

Предисловие

Основное отличие лабораторных блоков питания от "обычных" - возможность регулировки выходного напряжения. Кроме того, многие из них имеют возможность регулировки порога срабатывания защиты по превышению тока со стороны устройства-потребителя, индикацию текущих параметров и другие удобства.

Лабораторные блоки питания очень полезны, когда их пользователю приходится работать с разноплановой техникой. В этом случае, вместо того, чтобы плодить в хозяйстве множество источников питания с фиксированными параметрами, достаточно иметь один регулируемый.

Основные технические характеристики лабораторного блока питания Longwei LW-K3010D (30В 10А):

Цена на дату обзора на AliExpress - около $59; проверить актуальную цену и/или купить можно - здесь или здесь.

Реклама. ООО "АЛИБАБА.КОМ (РУ)" ИНН 7703380158

     Оглавление:

   1. Внешний вид и конструкция

   2. Тестовые испытания

   3. Окончательный диагноз и рекомендации

Упаковка, внешний вид и конструкция лабораторного блока питания Longwei LW-K3010D (30 В 10 А)

Изучение объекта начнём с осмотра упаковки.

Упаковка представляет собой обычную коробку из гофрокартона:

(кликнуть для увеличения, откроется в новом окне)

На фотографии видно, что упаковка при транспортировке слегка помялась; но, благодаря вставкам из пористого пластика, содержимое нисколько не пострадало.

Теперь приступаем к осмотру самого "пациента". Так он выглядит спереди вместе со своей комплектацией:

Посмотрим на блок питания с обратной стороны:

Здесь сверху расположен вентилятор для охлаждения блока питания. Вентилятор - "умный", он не начинает вращаться сразу тупо после включения блока, а работает только при высоких нагрузках. Шум от вентилятора - не высокий.

Ниже вентилятора - переключатель входного напряжения 220/110 В. Перед включением лучше убедиться, что он - в правильном положении (иначе возможен "бабах!").

Ещё ниже - разъём для подключения питающего кабеля. Разъём - стандартный, "компьютерного" типа. Его особенность - наличие отсека для плавкого предохранителя (в нижней части разъёма).

Извлечь вставку с предохранителем можно с помощью отвертки с плоским шлицем.

Но при этом помним, что предохранители почти никогда не сгорают "просто так", даже от скачка напряжения в сети. Сгоревший предохранитель - это верная примета наличия серьёзной неисправности внутри устройства.

Теперь детально изучим лицевую панель лабораторного блока питания LW-K3010D:

В верхней части лицевой панели - цифровые индикаторы напряжения и тока.

Ниже - механическая кнопка включения/выключения блока.

Регулятор "Voltage" - естественно, регулирует напряжение на выходе. В качестве регулирующего элемента использован многооборотный переменный резистор.

Настроить напряжение по собственным показаниям блока питания можно с точностью 0.1 Вольта, для более точной настройки необходимо подключить внешний вольтметр. Но более точная настройка потребует настолько аккуратного вращения ручки, на какое не всякий пользователь будет способен. :)

Под регулятором "Voltage" находится регулятор тока срабатывания защиты, именуемый "Current". Он - не многооборотный, а обыкновенный, поэтому отрегулировать порог срабатывания защиты столь же точно, как настроить напряжение выхода, не получится. Да и вряд ли это надо; поскольку это - настройка защиты, а не номинала отдаваемого тока.

Рядом с регуляторами находятся два светодиода: зелёный и красный. Зелёный индицирует нормальный режим работы блока питания, красный - срабатывание защиты по току (зелёный при включении красного гаснет). При устранении перегрузки по току блок питания автоматически возвращается в нормальный режим.

Ещё ниже расположены три однопроводных соединителя - ими можно пользоваться как для подключения кабеля со штыревыми наконечниками, так и с клеммами под винт.

На крайние соединители выводится выходное напряжение, а центральный напрямую соединён с "земляным" контактом разъёма питания блока на задней стороне.

Этот (средний) контакт предназначен для рабочего заземления (не защитного!) и с какими-либо элементами схемы самого блока питания не соединяется.

При питании блока от обычной двухпроводной "бытовой" сети этот контакт будет просто "висеть" в воздухе).

И, наконец, в самом низу под лицевой панелью находятся резиновые ножки (всего их четыре, они прикручены ко дну блока). Резина - хорошая, не скользкая.

Конструкция лабораторного блока питания Longwei LW-K3010D (30 В 10 А) и его схемотехника (частично).

Разборка блока делается элементарно - крышка держится только на пяти легко доступных винтах.

Посмотрим на внутренности блока, сначала с верхней стороны главной платы:

Схема лабораторного блока питания весьма сложна; описать всю её не представляется возможным.

Поэтому - коротко о главном.

Блок питания основан на двухполупериодной схеме импульсного преобразователя с ШИМ.

В качестве силовых транзисторов использованы MOSFET-ы типа FQPF10N60C (2 шт.): 9.5 А, 600 В, 50 Вт, сопротивление в открытом виде до 0.73 Ом.

Транзисторы снабжены радиаторами, один из них установлен слегка кривовато (см. фото выше). Не надо его выпрямлять - можно повредить контакты.

Для выпрямления тока после импульсного трансформатора используется сдвоенный диод Шоттки MBR30200CT (2*15 А, 200 В). Он тоже снабжен небольшим радиатором.

Связь между высоковольтной и низковольтной частями платы организована с помощью двух импульсных трансформаторов и одной оптопары EL817.

Сетевая часть блока (подключенная к напряжению питания 220 В) снабжена индуктивным фильтром, диодным мостом KBU810 (8 А, 1000 В), парой "больших" электролитических конденсаторов 560 мкФ 200 В. Производитель конденсаторов обозначен буквами WJ.

В нижней части платы (низковольтной, работающей на выход) можно заметить шесть фильтрующих электролитических конденсаторов, работающих совместно с парой индуктивностей.

Переворачиваем блок и изучаем обратную сторону платы:

Здесь элементов почти нет - только пара керамических 5-ваттных резисторов.

Надо обратить внимание на то, что печатные проводники выходной части (где может протекать ток до 10 А) сделаны широкими и толстыми (облужены припоем "от всей души").

На плате также сделаны узкие разрезы между высоковольтной и низковольтной частями: так принято для повышения электробезопасности у "приличных" устройств.

Ещё один короткий, но широкий вырез сделан под радиаторами силовых транзисторов: видимо, для улучшения вентиляции и теплоотвода.

Теперь посмотрим на плату измерения напряжения и тока, привинченную к лицевой панели блока питания:

Здесь на плате есть два синих многооборотных подстроечника (обозначены красными цифрами 1 и 2).

На плате подстроечник 1 обозначен как VRV1 - это регулировка показаний встроенного вольтметра; а подстроечник 2 обозначен как ARV2 - регулировка показаний амперметра.

В тестируемом блоке необходимости их настраивать не было; но это не значит, что и в других экземплярах блока питания такой необходимости не будет.

В начале работы с блоком крайне желательно включить какую-либо нагрузку "средней" величины (1-3 Ампера, 15-30 Вольт) и сравнить показания встроенных вольтметра и амперметра с показаниями внешнего прибора. В случае существенных расхождений показания встроенных измерителей можно поправить (при условии, что показания внешнего прибора "вне подозрений").

Итак, завершая эту главу, можно сказать, что силовая часть лабораторного блока питания LW-K3010D вполне соответствует его заявленным параметрам и в состоянии их выполнить. А степень этого выполнения рассмотрим в следующей главе.

Дополнение: схема лабораторного блока питания LW-K3010D - здесь (PDF, 75 Kb). Выложена схема блока MCH-K305D, аналогичная схеме LW-K305D и LW-K3010D (могут быть незначительные отличия, связанные с модернизациями).

Испытания лабораторного блока питания Longwei LW-K3010D (30В 10А)

Первым делом проверяем максимальное отдаваемое блоком напряжение и точность измерения выходного напряжения встроенным в блок питания вольтметром. Для этого подключаем нагрузку из достаточно мощных резисторов и вкручиваем регулировку напряжения на максимум, вуаля:

Итого: вольтметр блока питания показал 32 В, а внешний прибор (мультиметр) - 31.8 В.

Из этого делаем два вывода.

Первый: блок питания даже немного "перевыполняет" заявленные характеристики (может выдать 32 В при заявленных 30 В).

Второй: точность измерения встроенного вольтметра достаточно высока - расхождение с внешним прибором менее 1%.

И при этом - не факт, что в погрешности виноват именно вольтметр блока питания: применённый внешний мультиметр DT-830B - не самый точный в мире прибор. Да, уважаемый читатель, Вы правы: надо будет купить что-либо более совершенное. :)

Теперь повторяем этот же эксперимент, но мультиметр переключаем на измерение тока и включаем его последовательно. Результат:

По измерению тока отклонение - чуть больше 1% (2.89 А - на блоке питания и 2.86 А - на мультиметре); но такая небольшая погрешность - не повод бросаться крутить подстроечник ARV2. Хотя у других пользователей может быть и по-другому.

Следующий этап проверки - на максимальный отдаваемый ток. Регулировка порога защиты была вкручена на максимум.

 Поскольку мощность в этом режиме составляет 300 Ватт (30 В * 10 А), то пришлось использовать для нагрузочного резистора водяное охлаждение:

С учетом погрешности встроенного амперметра можно считать, что максимальный отдаваемый ток составляет ровно 10 Ампер (т.е. ровно столько, сколько заявил производитель, но без запаса; в отличие от напряжения).

При попытке ещё больше повысить ток начинала срабатывать защита и ток не повышался.

Регулировка порога срабатывания защиты по току лабораторного блока питания LW-K3010D

Порядок настройки защиты по току описан в прилагаемом "Руководстве пользователя" (на английском языке).

Вкратце - он таков:

1. Установить на выходе небольшое напряжение 3-5 Вольт.

2. Выкрутить регулировку порога защиты по току на минимум.

3. Сделать короткое замыкание на выходе.

4. Отрегулировать порог защиты на желаемую величину.

Если же величина порога защиты для пользователя в конкретной ситуации не важна, то можно просто установить его без измерений на максимум, он составит 10 А.

Наиболее важные страницы "Руководства пользователя" представлены на следующих фото:

Проверка стабильности выходного напряжения и пульсаций лабораторного блока питания LW-K3010D

Для проверки возможного температурного ухода выходного напряжения блок питания был оставлен под нагрузкой 12 В 4 А на 1 час. По показаниям собственного вольтметра блока питания напряжение не изменилось (т.е., если изменение и было, то составило менее 0.1 В).

Если же говорить о температурном режиме, то сколь-нибудь существенного нагрева блока питания не было ни в каких режимах. Как только наступал едва заметный на ощупь нагрев корпуса, включался вентилятор и снова снижал температуру.

Проверка уровней пульсации напряжения на выходе проводилась при токах на выходе 1 А и 8 А.

Осциллограмма пульсаций при токе в 1 Ампер:

Осциллограмма представляет собой слегка зашумлённую линию с отдельными небольшими "иглообразными" всплесками.

При росте тока нагрузке выше 3 Ампер наблюдается появление заметной синусоидальной составляющей с частотой 2 кГц. Пример осциллограммы при токе 8 Ампер:

Если сделать развёртку осциллографа более медленной, то видно, что пульсации имеют ещё и небольшую модуляцию:

Размах пульсаций получается большим - 700 мВ (0.7 Вольт).

Вопрос - как это "лечится"?

Лечится это так же, как и все обычные пульсации: параллельным подключением к выходу электролитического конденсатора с "хорошей" ёмкостью (2200 мкФ и выше).

На пробу был подключен электролит на 4700 мкФ, и результат превзошел все ожидания: эти синусоидальные пульсации не просто уменьшились, а вообще исчезли! Точнее, пульсации стали такими же мелкими, как на осциллограмме с током нагрузки 1 Ампер.

В результате получилось ещё одно подтверждение знаменитого философского закона "о переходе количества в качество".

Тем не менее, замечу, что "лечить" эти пульсации в большинстве случаев вообще нет необходимости.

Как правило, устройства, чувствительные к пульсациям, сами по себе содержат на борту электролиты в достаточном количестве и качестве; и они всё прекрасно сделают сами.

А если устройство не чувствительно к пульсациям, то и заботиться о них не надо. :)

Если же у пользователя всё же возникнет желание непременно эти пульсации "вылечить", то можно установить электролит внутри корпуса. Но при этом надо помнить, что его номинальное напряжение должно быть не ниже 40 В!
 

Теперь - последний "штрих" к осциллографическим исследованиям лабораторного блока питания LW-K3010D (30В 10А) - исследование его поведения при входе в короткое замыкание и выходе из него:

Поведение блока при входе в короткое замыкание - хорошее: он не сгорает, а входит в режим стабилизации тока на ранее установленном пользователем значении.

При выходе из короткого замыкания поведение тоже отличное: никаких выбросов, прекрасное плавное нарастание напряжения; но и не слишком затяжное.

Окончательный диагноз лабораторного блока питания Longwei LW-K3010D (30 В 10 А)

Начну с главного: этот лабораторный блок питания полностью подтвердил параметры, указанные производителем.

В число его плюсов надо отнести удачную конструкцию с очень компактными габаритами. На столе настройщика (тестировщика, ремонтника) аппаратуры почти всегда бывают проблемы со свободным местом, и такой малогабаритный блок питания будет как нельзя кстати.

В плюсы также запишем не только наличие защиты от короткого замыкания, но и возможность регулировки порога её срабатывания.

"Мягкий" выход из короткого замыкания тоже добавляем в "плюсы".

И с температурным режимом у блока тоже нет никаких проблем.
 

"Минусов" будет два, и притом оба - чисто условные.

Первый - наличие крупных пульсаций при высоком выходном токе. Метод борьбы описан в обзоре, да и вряд ли вообще с этим надо бороться (почему - тоже описано в обзоре).

Второй условный недостаток - малая разрядность встроенного вольтметра, который показывает напряжение с точностью только до 0.1 Вольт. Для применения при низких напряжениях (менее 5 В), в каких-то случаях, возможно, потребуется более высокая точность.

Полезная ссылка: ремонт этого блока питания обсуждается на форуме РадиоКот.
 

Ещё раз о цене и где купить.

Цена на дату обзора на AliExpress - около $59; проверить актуальную цену и/или купить можно - здесь или здесь. Вместо модификации с 3-значным индикатором возможна модификация с 4-значным индикатором (в режиме "3.5 знаков" -  с показом 0 или 5 в младшем разряде).

Реклама. ООО "АЛИБАБА.КОМ (РУ)" ИНН 7703380158

Дополнение.

И в заключение надо сказать, что приобретение лабораторного блока питания имеет смысл, если пользователю приходится работать с большим разнообразием аппаратуры по предъявляемым к питанию требованиям.

В ином случае есть смысл приобрести один или даже два-три источника питания с фиксированным выходным напряжением, и даже сэкономить на этом. Например, блоки питания с фиксированным выходным напряжением на разную мощность можно приобрести здесь или здесь (цена зависит от напряжения и мощности, 5 - 48 В, 10 - 600 Вт).

Блоки питания с фиксированным напряжением, оформленные в стиле блоков питания для ноутбуков, можно приобрести здесь (5 В / 1 А ... 24 В/ 10 А).

И, наконец, когда требуется не очень мощный блок питания в "ноутбучном" стиле с регулируемым напряжением, можно обратить внимание на этот (3 - 24 В, 60 - 72 Вт).

Реклама. ООО "АЛИБАБА.КОМ (РУ)" ИНН 7703380158
 

Обзоры других контрольно-измерительные приборов, протестированных на данном сайте - здесь.

Весь раздел "Сделай сам! (DIY)" - здесь.

  Ваш Доктор.
 15 декабря 2019 г.
 Последнее изменение страницы - 15.03.2021.

Вступайте в группу SmartPuls.Ru  Контакте! Анонсы статей и обзоров, актуальные события и мысли о них.

  Комментарии вКонтакте:

При копировании (перепечатке) материалов ссылка на источник (сайт SmartPuls.ru) обязательна!