Понижающий DC-DC преобразователь CR-DC2580. Что ты такое?

Достаточно давно обратил внимание на эти модули, в описании обещают отличные характеристики — входное напряжение до 25 вольт, максимальный выходной ток до 8 А (длительно 5), да и отзывы неплохие. Взял на пробу пару платок на 5 вольт в этом магазине (сейчас ссылка на лот недействительна). Тестирование не обошлось без сюрпризов, подробности под катом.

Платки приехали в запаянных антистатических пакетиках. Внешний вид модуля:

По входу есть предохранитель и TVS-диод, микросхема преобразователя закрыта радиатором. По выходу стоит красный индикаторный светодиод. Подстроечника для установки выходного напряжения здесь нет, варианты со стандартными напряжениями 3,3, 5, 9 и 12 вольт выбираются при заказе; напомню, на обзоре модуль на 5 вольт.
На обратной стороне платы только маркировка и открытый от маски полигон под микросхемой:

Размеры платки 30,4х20,2х7,5 мм, расстояние между отверстиями для подключения 26,4х12,6 мм. Предусмотрены вырезы для крепления винтами, плату можно установить на радиатор.

Для тестирования собрал стенд из блока питания RD6006P и электронной нагрузки:

Запускается преобразователь уже от 3,3 В, при этом на выходе также появляется напряжение, примерно на 0,3 В ниже входного, под нагрузкой оно заметно снижается, на 0,2-0,3 В, то есть стабилизация напряжения в таком режиме не работает. Только примерно с 6 В на входе просадка под нагрузкой исчезает.

На холостом ходу плата потребляет от источника 9-10 мА, независимо от входного напряжения, немного добавляет к потреблению светодиод на выходе.

КПД протестировал при входном напряжении 12 и 24 вольта:

КПД невысокий на малых токах, с увеличением нагрузки растёт и достигает очень приличного значения в 95%. КПД выше при небольшой разности напряжений между входом и выходом; также есть зависимость от температуры — у прогретого модуля КПД примерно на 0,5% ниже.

Проверить работу при максимальном заявленном токе 8 А не удалось — при попытке задать ток выше 7 ампер преобразователь мгновенно сгорел, уйдя в глухое КЗ по входу) Честно говоря, я был удивлен — современные dc-dc преобразователи обычно без проблем выдерживают перегрузки и КЗ.

Снял радиатор и отскрёб герметик с погорельца:

Чип в QFN корпусе с 20 выводами, маркировка стерта лазером. Внешних повреждений не видно. Маркировка первого вывода на плате не совпадает с маркировкой на чипе:

Чип с обратной стороны:

По разводке платы и типу корпуса примененной микросхемы модуль очень похож на другой популярный понижающий преобразователь — MINI560:

По информации из интернетов, он построен на микросхеме JW5068A, вполне вероятно, что здесь используется тот же чип (или его аналог):

Вот только «8A continuous output current» получить не удалось, да и высокой эффективности при малых нагрузках не наблюдается)

Уже после публикации обзора нашёл даташит на ещё один преобразователь — SY8286 от китайской Silergy Corporation:

Преобразователь с максимальным током 6 А, характеристики и описание гораздо лучше соответствуют поведению распаянной в модуле микросхемы, да и внешний вид похож. По распиновке чип совместим с JW5068A.

Зарисовал схему сгоревшего модуля:

Емкость входных и выходных конденсаторов на схеме указана предположительно, поскольку измерялась прямо на плате, без выпаивания. Защитный диод стоит до предохранителя, логичнее было бы поставить его после. Один из входных конденсаторов включен через последовательный резистор на 2 ома, какой-то трюк китайской схемотехники, постигнуть смысл которого моих скудных знаний не хватает)

Ну чтож, отложим потерпевшего в мусорное ведро сторону и продолжим тестирование со вторым модулем.

Я ожидал, что он точно так же сгорит под нагрузкой и на этом тестирование можно будет со спокойной совестью завершить) но нет, второй при токе 7,6-7,7 А вполне штатно уходил в защиту. При перегрузке преобразователь просто отключает выход, потом пытается перезапуститься:

На всякий случай, повторно проверил КПД и ток потребления без нагрузки, никаких значимых отличий от первого.

Проверка теплового режима, при входном напряжении 12 вольт и токе нагрузки 4 ампера нагрев умеренный, радиатор разогревается до примерно 85°. При 5 А плата раскаляется до 90-100°, радиатор до 115°, это практически предельные температуры, но защита еще не срабатывает:

А вот при 6 А преобразователь быстро перегревается и уходит в тепловую защиту, поведение выглядит похоже на работу защиты от перегрузки:

При входном 24 В защита начинает срабатывать уже при 5 А, на 4 А нагрев вполне допустимый:

На токах 1-2 ампера нагрев незначительный. В целом, по температурному режиму можно сказать что 4 ампера это максимальный ток для работы без дополнительного охлаждения.

Зависимость выходного напряжения от температуры довольно большая; начальное 5,14 вольта при нагреве снизилось до 5,04, это около 2%.

Шум и пульсации измерялись с помощью экранированного кабеля, подпаянного к выходным площадкам. Вначале при входном напряжении 12 В и нагрузке 0, 1, 3 и 6 ампер:

Уровень пульсаций невысокий, даже с учетом «звона» размах под нагрузкой около 40 мВ от пика до пика, на малых нагрузках менее 10 мВ. По осциллограммам видно, что частота переключения преобразователя составляет около 600 кГц и не зависит от нагрузки.
Те же токи на медленной развёртке, низкочастотные составляющие в шуме отсутствуют: 

При входном 24 В уровень немного выше, но в целом поведение похожее.
0, 1, 3, 6 ампер:

И на медленной развёртке:

Переходной процесс при скачке тока нагрузки от 0,8 до 8 А и обратно (10%-100%-10%), выглядит очень хорошо, выбросов не видно:

А вот поведение при работе защиты от перегрузки мне не понравилось, при восстановлении после КЗ выходное напряжение подскакивает выше установленного на 1,5-2 В, чувствительная нагрузка может такое не пережить. Защита ограничивает ток КЗ на уровне 9-10 А.

При длительной перегрузке (дольше нескольких десятков миллисекунд) срабатывает защита. Выглядит это так (на графике выходное напряжение при входном 24 В и токе нагрузки 9 А):

Что же в итоге? Впечатления от модуля остались очень неоднозначные.
С одной стороны, неплохой КПД, низкие пульсации, довольно большой выходной ток (до 4-5 ампер без дополнительного охлаждения), невысокая цена. С другой, один из двух преобразователей сгорел при вполне штатной нагрузке. Конечно, мне мог просто попасться случайный брак, но вопросы к надежности этой микросхемы остаются. К тому же, мне не понравились довольно большие выбросы при выходе из защиты, это также может быть существенным минусом.

На этом всё, спасибо за прочтение, если у вас есть успешный опыт использования или сжигания таких платок, — делитесь в комментариях!