Источник питания на основе управляемого Step-down модуля RD DPS5005 50V/5A (версия c USB/BT)

Всем привет!
Небольшой обзор управляемого модуля DPS5005 от Ruideng Technologies.
И сборка аккумуляторного блока питания на его основе.
Модуль обеспечивает выход до 50 В и до 5А (при условии достаточного питания).

Отдельно выделю возможность подключения данного модуля к компьютеру через USB или Bluetooth, что особенно актуально при аккумуляторном питании.


Пока не закончились праздники, выкладываю из черновиков старую задумку про портативный лабораторный блок питания (ЛБП). В качестве главного компонента использую программируемый модуль Ruideng Technologies DPS5005, который представляет собой Step-Down преобразователь с контролируемыми параметрами (V, A, W с точностью до 0.01 единицы). Последние версии модулей были доработаны, как в части схемотехники, так и прошивки. А также есть опция удаленного подключения по USB/BT для управления и контроля выходных параметров.

Небольшая ремарка: информации и впечатлений много. Я разделю ее на два обзора. Следом идет обзор на похожий модуль DPH5005, но с функцией Buck-boost конвертера напряжения. Модуль DPH5005 обеспечивает выходные параметры до 50V 5A при питания от аккумулятора/источника от 6 Вольт (* есть ограничение, более подробно в самом обзоре).

Что касается обновленного RD DPS5005-C, то сейчас есть три версии:
– просто DPS5005 communication version (с возможностью подключения адаптера связи, но без адаптера в комплекте);
– DPS5005 USB board, что означает наличие в комплекте адаптера USB communication board;
– DPS5005 USB + Bluetooth, что означает наличие в комплекте обоих адаптеров USB communication board+ Bluetooth communication Board.

Сразу выделю два важных момента: платы не подходят к старым модулям DPS5005 (которые не communication version), и платы работают только по отдельности. Нельзя одновременно подключаться по USB и по BT. На модуле присутствует только один разъем для подключения одного адаптера (!). При использовании нужно будет выбирать: или USB, или BT.

Внешний вид модуля DPS5005 communication version. Справа на рисунке представлены два адаптера для связи по USB и Bluetooth.


Характеристики:
Бренд: Ruideng Technologies
Модель: DPS5005-C
Диапазон входного напряжения: 6.00В — 55.00 В
Диапазон выходного напряжения: 0.00В — 50.00 В
Выходной ток: 0-5.000A
Выходная мощность в диапазоне: 0-250 Вт
Выходные пульсации: <100 мВ
Точность установки выходного напряжения: 0.01 В
Точность установки выходного тока: 0.001 А
Точность измерения напряжения: ± (0.5% + 1 цифра)
Точность измерения тока: ± (0.5% + 2 цифры)
КПД преобразования: 90% (входное напряжение и мощность должны быть не менее, чем в 1.1 раза больше установленных выходных параметров соответственно)
Диапазон рабочих температур: -10°c ~ +60° c
Вес: 113 г
Размер модуля: 79*43*48 (мм) (L * W * H)
Длина шлейфов: 200 мм

Ruideng Technologies (RD) является производителем и продавцом данных модулей. Они также продаются и на других торговых площадках, но именно RD обеспечивает полную поддержку, вплоть до бесплатных комплектующих до ремонта (в предыдущих обзорах про это говорили).
Ну и упаковывает свои посылки на совесть. Модуль приходит вместо почтового пакета аж в большом пенопластовом боксе, щедро обмотанном скотчем.

Посылка не очень габаритная и весит чуть более 130 грамм.

Внутри коробка из прозрачной толстой пленки.

Упаковка фирменная, присутствует много информации. Обратите внимание: адаптер BT связи прикреплен снаружи упаковки. Модуль USB с кабелем подключения находится внутри.

Адрес и контакты производителя. Есть электронная почта техподдержки.

И сравнительная таблица по похожим моделям Step-Down модулей.

Комплект из коробки на фото: модуль DPS5005, адаптер USB с кабелем, адаптер и BT, инструкция на английском/китайском.

Сразу пару слов про адаптеры.

Адаптер USB комплектуется кабелем для подключения.

Адаптер BT идет просто в пакете, без кабеля.

Модуль DPS5005 представляет собой Step-Down преобразователь, состоящий из трех (!) плат, собранных как бутерброд.

Помещается это очень компактно в корпусе и выглядит как дисплей. А вот сзади есть клеммная колодка IN/OUT для подключения проводов


Плюс, что колодка разъемная

Сильно разрабрать модуль без паяльника не получится.

На силовой плате установлен массивный радиатор охлаждения

Входные емкости пара 330мкФ/63В.

На выходе стоит 250мкФ/50В плюс дроссель. На фото видно в токовый шунт.

Силовой транзистор ШИМ установлен 2SJ652 (P-channel MOSFET 60V/28A). Рядом тоже на радиаторе установлен сдвоенный диод Шоттки VF40100C (Dual High-Voltage Trench MOS Barrier Schottky Rectifier).

Управляет всем этим, как и в других модулях, контроллер STM32F100C8.



Подключение к клеммнику делаем в соответствии с картинкой.

Можно включить и проверить работоспособность. Прошивка кстати v1.4


Точностные тесты.
Устанавливаю 10Вольт

Осциллограф это подтверждает

15 Вольт

20 Вольт

30 Вольт. Нагрузка уже прилично нагрелась))))

Измерение пульсаций. В клетке 100 мВ

Для сравнения подключил источник питания попроще (дешевый импульсник с Али, на 30 В). Сравните осциллограммы и пульсации. Слева плохой, справа — хороший.


Изначально идея аккумуляторного ЛБП была вот такая

Превратилась в итоге в более универсальную. В качестве аккумулятора используются батарейки от шуруповертов. Что-то типа такого


Размеры модуля для установки в корпус.

Открываем любой CAD и начинаем рисовать панель. Не забываем про два фиксатора по бокам.

И корпус

Если используем батарейку от шуруповерта, то нужен переходник, имитирующий подключение тушки инструмента

Вместе будет что-то типа такого.

Печатаем все это дело. Скрины из слайсера.
Панель

Корпус. Высокий, печатается подольше.

Переходник для батарейки

Ну и пара фотографий во время печати. Печатал PETG, получилось достаточно хорошо (прочно).


Готовый корпус


Модуль уже мелькал в обзорах, но с другой панелью (я пробовал несколько вариантов корпуса)


Пара слов про софт.
Используется DPS5005 PC Software

Подключается через виртуальный ком-порт (USB или BT). При подключении блокируется управление с дисплея.

Софт достаточно функциональный, более подробно во втором обзоре.

Теперь сборка ЛБП
Устанавливаю модуль в панель, защелкиваю.


Вот напечатанные детали

Махнул лишка с корпусом, можно было сделать на такой высокий.

Адаптер для батарейки.
Собственно говоря, вот примерно как это должно собираться

Но я слегка упростил. В прорези вставляются провода или пластинки.

Корпус ЛБП в сборе с аккумулятором. Аккумулятор можно выщелкнуть)))

При установке аккумулятора, модуль сразу включается.

Можно посмотреть входное напряжение (около 17В), выставить требуемое.

Проверяю 11В, 2А

Для контроля использую USB тестер и нагрузку. Немножко падает на проводах, либо брешет USB тестер, но показывает 10.6В.


Хотелось конечно промдизайн корпуса получше, но дизайнер из меня никудышный. Плюс есть просчеты при проектировании, есть что улучшить.
На фотографиях отсутствуют клеммы-бананы, так как (Праздники же!!!) все радиомагазины были закрыты в начале января)))) Прикуплю, перепроектирую панель поудобнее. Можно добавить выключатель питания, чтобы постоянно не отщелкивать батарейку.

Небольшие выводы: модуль RD DPS5005 очень удобен для интеграции не только для ЛБП, но и в другие устройства, которые требуют контроля и точной установки параметров питания. Модуль обеспечивает выход до 50В / 5А и точность установки до сотых (тысячных) долей. Обновленная версия RD DPS5005-communication позволяет управлять модулем с компьютера, что очень удобно.

Адаптеры для Милки (раз, два и три)

Вторая часть обзора: Источник питания на основе управляемого Step-down модуля RD DPS5005 50V/5A (версия c USB/BT)