В рамках «светодиодизации» своего дома, я проектирую настенные светильники. Мой план состоит в том, чтобы разместить на стенах массив светодиодных полос, закрытых прозрачным (или, в некоторых случаях, непрозрачным) пластиком. Плексигласовые панели должны устанавливаться в нескольких сантиметрах перед светодиодами. Однако, пока это лишь планы (и тема для будущего блога).
Как нередко бывало и раньше, камнем преткновения стал источник питания 12 В, но в этом случае, думаю, проблема не должна быть непреодолимой.
Это вернуло меня к отношениям любви и ненависти с компанией Cheap Chinese Chotchkes, теперь в связи с 18-ваттным источником питания, достаточно маленьким, чтобы поместиться в распределительной коробке (Рисунок 1).
 |
||
| Рисунок 1. | Блок питания 12 В/18 Вт. Обратите внимание на КПД, равный 100% (входная и выходная мощность по 18 Вт), и на страшное предупреждение не касаться поверхности пластикового корпуса из-за высокой температуры! |
|
Я сказал «18 ватт» (да, на вебсайте написано 18 Вт), но подчеркиваю, что это китайские характеристики, чтобы не путать их с реальными. Первая партия блоков питания появилась год назад, и, верьте или нет, без разрушения могла обеспечить полные 1.5 А. Однако, после открывания корпусов через несколько минут работы на полном ходу оказалось, что это не так. Ключевой транзистор, выходной выпрямитель и выходной конденсатор (!) имели далеко не комфортную температуру. Я предполагаю, что указанные в спецификации 18 Вт рассчитаны на один день использования источника.
Недавно я купил еще одну партию источников питания, на этот раз на AliExpress. Они вели себя не так, как устройства из первой партии. Сразу бросилось в глаза, что, в отличие от старых устройств, эти рассчитаны на максимальный ток 1.3 А. А при токе 1.5 А выходное напряжение проваливалось до 8 В.
После разборки стали видны и другие различия. Наиболее заметно, что конденсатор на выходе 12 В не перегревается, даже при токе 1.3 А. И в самом деле, на корпусе написано «Low ESR». На предыдущих конденсаторах этого не было.
Конструкция выглядит как простая автоколебательная схема. Измеренная частота генерации составила около 100 кГц. Выходные конденсаторы вы можете увидеть на каждой плате справа вверху (Рисунок 2). Хотя надпись на плате утверждает «1000µF 25V», емкость конденсаторов, установленных на плату, равна 470 мкФ.
 |
||
| Рисунок 2. | Блок питания от AliExpress (сверху) и другой, от забытого источника (снизу). Обратите внимание на даты в нижней части плат. Производитель перешел от гетинакса к стеклотекстолиту. |
|
После того, как стала понятна причина нагрева выходного конденсатора (но до приобретения второй партии блоков питания), я получил мешок высококачественных конденсаторов 270 мкФ/35 В. Такой емкости для этой схемы более чем достаточно, зато допустимый уровень пульсаций у них намного больше, а ESR намного ниже. Эти конденсаторы были установлены на обе показанные на Рисунке 2 платы. Они остаются холодными, как огурец, по сравнению со слегка повышенной температурой блоков из второй партии, и тем более, по сравнению с экстремально горячими первыми.
 |
||
| Рисунок 3. | На нижней стороне печатной платы обнаруживаются другие незначительные изменения: в основном, это паяльная маска, вскрытая, чтобы нанести на медь припой и уменьшить сопротивление проводников. |
|
Меня постоянно поражает странное положение дел на этом уровне китайского производства. Очевидно, что какие-то мысли и умение вкладываются в разработку и производство, но в итоге мы все равно сталкиваемся с такими глупостями, как неподходящие компоненты или желаемые характеристики вместо действительных.
Как я уже упоминал, остальные элементы также нагреваются. На переключающем транзисторе при больших нагрузках можно было поджаривать тосты, но я сосредоточил свое внимание на измерении температуры выходного выпрямителя. При токе 1.33 А температура его корпуса достигала 90 °C, при 1.2 А – 86 °C.
 |
||
| Рисунок 4. | Моя испытательная установка в лаборатории EDN. | |
Не думаю, что, закрыв корпус обратно и поместив этот блок питания в распределительную коробку, я решусь взять от него больше 1.1 А. Надеюсь, для моей светодиодной конструкции этого будет достаточно. Другие варианты: втиснуть в распределительную коробку два блока питания (возможно, заменив корпус на термоусадочную пленку или изоленту) или вырезать в корпусе отверстие, чтобы я смог, вытащив выпрямитель наружу, прижать его к коробке для отвода тепла. Мда. Посмотрим.
Возможно, вы также обратили внимание на отсутствие на плате входного сетевого фильтра. Ну, а чего вы ждали за $3.15? Я присмотрел на AliExpress другие блоки питания, 2-амперные. Возможно, их характеристики также не соответствуют спецификациям, но, безусловно, они будут лучше того, что использую я, хотя бы потому, что имеют входные фильтры. Однако… они не помещаются в распределительную коробку.
Комментарий читателя EDN
Поработав в Китае на фабрике, производящей электронику для использования в собственных продуктах, я могу сказать вам, что на уровень изделий, выпускаемых в Китае, влияет много противоречивых факторов.
Во-первых, прежде всего, молодые инженеры, очень заинтересованы в том, чтобы разрабатываемая ими схема была «наилучшей из возможных». Я видел много таких людей. С течением времени под давлением окружения «наилучшее» превращается в технически лучшее решение, работающее с наименьшим количеством самых дешевых компонентов.
Следующий фактор – окружающая их среда. Я говорю здесь не о воздухе и воде, а о коммерческой среде. Их счетоводы стремятся получить минимально возможные затраты на производство. Причина в том, что маржа многих производителей не превышает 5%, «жира» там нет и в помине! Без каких-либо познаний в электронике, их снабженцы ищут самые дешевые компоненты, которые удовлетворяли бы большинству самых лучших спецификаций. «ESR»…? Да у них нет ни малейшего понятия о том, с чем это едят, и это их совершенно не заботит. Их работа заключается в том, чтобы купить наиболее дешевые из подходящих компонентов, но что это такое – никто их по настоящему никогда не учил. А если они потратят хоть минуту, обратившись за разъяснениями и помощью к инженеру, то немедленно потеряют работу, которая заключается только в добыче компонентов, и ее результаты измеряются только в компонентах.
Теперь о контроле качества. Если вы за него заплатите, они выполнят контроль по наивысшим возможным стандартам, а если нет – вообще ничего не будут делать. Клиенты должны ТОЧНО указывать, что именно они хотят. Если сами вы ничего не укажете, вероятность того, что они зададут вам уточняющий вопрос, очень мала, и будет выбран самый дешевый подход.
Вы сказали, $3.15 в США? И чего же вы хотите за такие деньги? Во многом эту проблему создают сами потребители, каждый из которых хочет, чтобы было дешево, но качественно и быстро. Если у вас есть треугольник с одной из этих характеристик в каждом углу, за какие углы вы будете его держать? Дешевизна, Качество, Скорость… Что-то всегда будет принесено в жертву остальному.
