Регулируемый преобразователь напряжения Fnirsi DC-6006L

Некоторое время назад я выложил информацию о новой модели регулируемого преобразователя, на которую натолкнулся совершенно случайно. Но буквально в тот же день ко мне в скайп постучался представитель фирмы с предложением написать обзор этой модели. И вот собственно я его не так давно получил, протестировал и готов рассказать о нем подробнее.



Так как у меня уже есть достаточно большое количество регулируемых блоков питания различной мощности, то не сказал бы что я горел желанием ковырять еще один и изначальная цель статьи была просто рассказать о найденной новинке. Но когда его предложили для теста, то решил, почему бы и нет, тем более оказалось что есть достаточно большое количество заинтересовавшихся читателей.
Представитель фирмы написал, что у меня в статье был показан по сути предсерийный образец, высланный одному из блоггеров и показанный у него в обзоре. Мне же будет выслан уже окончательный вариант, причем он еще в процессе отладки и отправят когда запустят в серию. Примерно через три недели мне его отправили, посылка шла около месяца, что даже нехарактерно для Fnirsi, так как обычно это занимало гораздо больше времени. И вот я забрал на почте довольно большую пенопластовую коробку и почему-то сразу вспомнил преобразователи другой известной фирмы, которая также пакует свою продукцию.


Внутри лежал жесткий кейс, точно такой же, какой шел в комплекте к их осциллографу 1C15, я даже в процессе распаковки грешным делом подумал, а не выслали ли они мне случайно новую модель осциллографа вместо преобразователя. Но нет, внутри лежал DC-6006L.


Всего в магазине есть четыре варианта комплектации, у меня минимальная, хотя могли бы прислать и полную.
1. Преобразователь DC-6006L
2. USB-microUSB кабель
3. Резиновые ножки
4. Кейс.

В расширенных версиях комплектации может быть добавлен USB-C кабель, а также один или два комплекта силовых проводов.


Изначально преобразователь идет без ножек, их дают просто в комплекте, а так как без них он скользит по столу, то сходу и прилепил их.
Кабель очень мягкий, пожалуй единственное его преимущество, в остальном самый обычный microUSB кабель


Технические характеристики
Входное напряжение: 6В-70В
Выходное напряжение: 0-60 в (Примечание: Убедитесь, что входное напряжение больше, чем в 1,1 раза выходное напряжение)
Выходной ток: 0-6A
Выходная мощность: 0-360 Вт
Разрешение напряжения: 0,01 В, Точность: ± 0.3% + 3 подсчета
Разрешение тока: 0,001a, Точность: ± 0.5% + 5 отсчетов
Выходная пульсация: 100 мВ р-р

Когда взял преобразователь в руки, то было две мысли:
Какой же они мелкий
Как аккуратно все сделано.

После внимательного осмотра второе мнение немного изменилось, так как нашел мелкие помарки, но не суть, смотрится он по своему даже симпатично.


На странице товара увидел интересную картинку сравнения с другими моделями преобразователей


И чем-то она мне напомнила подобное у известных производителей автомобилей :)
Так и хочется спросить — твой ход, RuiDeng. Но на самом деле этот ход уже был, причем несколько лет назад в виде модели DPS8005, которая хоть и имеет максимальный ток всего 5А, зато более компактна и выдает напряжение до 80 вольт.



А вот размер действительно небольшой, высота 40мм, ширина 87 и глубина 103 (118)мм.


В отличие от того варианта, который я показывал в анонсе, передняя панель имеет другой вид, убрали кнопки доступа к памяти и как по мне, то стало даже лучше.
На переднюю панель вынесены:
1. Дисплей
2. Энкодер
3. Кнопки навигации и включения/выключены выхода
4. Гнездо microUSB для подключения к ПК
5. Выходные гнезда.

Передняя панель из тонкого пластика, кроме того при разборке, а точнее при сборке, можно легко процарапать краску.



Задняя панель из стеклотекстолита, решетка вентилятора просто выфрезерована в ней.
Также сзади установлены разъемы для подключения блока питания, при этом предлагается три варианта:
1. Два гнезда под «банан», такие же как на передней панели
2. Гнездо 5.5/2.1мм
3. Гнездо USB-C

Предвижу вопрос, а что если… Да, если подать питание на «бананы» или гнездо 5.5мм то напряжение появится и на входе USB-C, потому подключать можно только что-то одно.
Кроме того есть замечание, ставить гнезда под «бананы» для подачи питания не очень хорошо, можно выдернуть провода и случайно закоротить их между собой, особенно эффектно будет выглядеть если это провода от аккумулятора.


Дальше планировалась разборка, но на всякий случай проверил что преобразователь вообще работает. Подключил к блоку питания с выходом USB-C, и собственно все сходу заработало. Экран имеет достаточно яркое и четкое изображение, а также неплохие углы обзора.


Разбирается блок питания в общем-то не сильно сложно, но не сказал бы что совсем уж удобно. Сначала выкручиваем по четыре винта спереди и сзади, причем интересно что спереди винты желтые, а сзади белые.
Но так получится только снять верхнюю крышку.


Компоновка достаточно свободная, отмечу что вентилятор дует внутрь корпуса, а вентиляционные отверстия есть только около радиатора и то их маловато, для улучшения охлаждения я бы добавил еще.


На что сразу обратил внимание, так это на холодную пайку силовых разъемов, видно что их перед пайкой зачищали, что хорошо, но паяли явно маломощным паяльником, что конечно плохо. Попутно сами разъемы имеют какие-то шайбы, из-за которых они не прилегают нормально к панели. В общем я бы этот момент доработал или по крайней мере советовал проверить после покупки.


Чтобы вынуть плату придется открутить и вентилятор, после этого можно её выдвинуть из корпуса.


В входных и выходных цепях установлено три конденсатора, два 330мкФ и один на 150мкФ, все на 100 вольт и также увидел на плате еще и блокировочные керамические, что весьма полезно.


Снизу ничего интересного, виден чип обслуживающий работу с Power Delivery, но маркировка стерта.
Конструкция состоит из двух плат, собственно самого преобразователя и платы с дисплеем, кнопками и прочим.


Чтобы лучше рассмотреть плату и компоненты можно убрать провода, разъемы на плате отмечены, один шлейф отвечает за подключение экрана, второй за управление.


Общий вид платы


Коротко о компонентах
1. Входной стабилизатор и предположительно транзистор защиты от переполюсовки по входу
2. Выходной транзистор, предположительно работает как стабилизатор тока для более быстрого разряда выходных конденсаторов. Рядом стабилизатор 3.3. вольта.
3. Токоизмерительный шунт, под ним предохранитель и светодиод, суд по включения скорее всего для индикации перегорания предохранителя.
4. Пара операционных усилителей, LM358 и прецизионный GS8332
5. Микроконтроллер STM32F103CBT6
6. Конвертер UART-USB CH340N. Да, вам не показалось, гальванической развязки нет, что для меня, привыкшего к преобразователям от RuiDeng, было полнейшей неожиданностью.


1. Силовой узел, виден довольно габаритный дроссель, по крайней мере для заявленных 360Вт. Рядом радиатор с установленными силовыми компонентами.
2. ШИМ контроллер TL594, рядом какой-то вспомогательный преобразователь и неизвестный мне чип в корпусе SOT23-6
3, 4. Судя по тому что оба установленных на радиаторе компонента транзисторы, то используется синхронное выпрямление. Оба транзистора имеют маркировку SKD502T, оба изолированы от радиатора.


Плата дисплея припаяна к плате передней панели через «гребенку», причем припаян дисплей немного криво и исправить это легко не получится.


Теперь можно перейти к описанию режимов работы и тестам.

1. При включении на экран выводится логотип фирмы производителя
2. После этого отображается рабочий экран, на котором можно видеть — заданное напряжение и ток, выходное напряжение, ток и мощность, температуру, пиктограмму срабатывания защиты, режим работы CC/CV, время в состоянии активного выхода с момента подачи питания и пиктограмму активации выхода.
3. Если покрутить энкодер, то можно выбрать другие режимы отображения, например режим измерения отданной емкости в Втч, Ач и входное напряжение
4. Также есть экран куда выводится входное/выходное напряжение, а также выходной ток и мощность.
5. Далее следует меню настроек
Автоактивация выхода при подаче питания
Язык
Время гашения дисплея
Поворот изображения
Единицы измерения температуры, градусы Цельсия или Фаренгейта
6. Второй экран настроек
Максимальное напряжение
Максимальный ток
Максимальная мощность
Температура при которой происходит аварийное отключение
Таймер отключения выхода.

Управление на мой взгляд не очень удобное и слабо понятное интуитивно. Например чтобы выставить напряжение, надо нажать на кнопку V/A, потом стрелками влево/вправо выбрать дискрету регулировки, затем вращением энкодера выставить требуемое. Но здесь есть еще одна сложность. Дело в том что быстро вращать энокдер можно, но скорость переключения всего около 5 раз в секунду. Например я на своих Бп привык, что можно вращать энкодер очень быстро и в некоторых ситуациях даже не переключаюсь на старшую дискрету предпочитая сделать на несколько оборотов энкодера больше, здесь тоже так можно, но будет долго.

Не менее неудобно сделано изменение в меню настроек, чтобы что-то настроить надо нажать кнопку влево/вправо, потом этими же кнопками перемещаться по меню, для активации нужного пункта нажимаем на энкодер, вращением настраиваем, выходим опять нажатием. Временами путался, хотя привык работать с разными блоками питания.


Есть пояснительная картинка от производителя


Варианты выбора меню настроек
1. Автостарт — вкл/выкл
2. Язык, китайский/английский
3. Таймер дисплея, вкл/выкл и установка времени, активация потом длительным нажатием на энкодер
4. Вращение изображения, 0, 90, 180 и 270 градусов
5. Максимальное выходное напряжение
6. Максимальный выходной ток
7. Максимальная выходная мощность
8. Защита от перегрева, вкл/выкл (по умолчанию выкл) и лимит, максимально 100 градусов
9. Время отключения выхода, вкл/выкл и лимит.


Уже позже в инструкции нашел описание принципа управления.


Тестирование, для удобства буду его приводить в том же порядке, что у других моделей преобразователей.
Тест первый, проверка точности измерения входного напряжения.

Стартует преобразователь при 5 вольт на входе, при 4 вольта сохраняет работоспособность, но экран гаснет, претензий к точности измерения напряжения нет во всем протестированном диапазоне.


В процессе обнаружил недоработку, когда тестировал и включал/выключал входное питание, то обратил внимание что автоматика мультиметра в момент подачи питания меняет диапазон. Включил режим фиксации пиков и увидел что в момент старта на выходе проскакивает до 11 вольт. Причем судя по всему очень короткий импульс так как в обычном режиме увидеть можно было только само переключение диапазона.


Тест второй, точность установки выходного напряжения и точность измерения собственным измерителем.
Здесь в общем-то можно было бы сказать что все просто отлично, но есть небольшая недоработка, при напряжении до 0.1-0.2 вольта преобразователь корректно выставляет то что настроено, но его собственный вольтметр ничего не отображает.
В остальном к калибровке вопросов нет, проверялось при напряжениях: 0.1, 0.2, 0.5, 1, 5, 10, 20, 30, 40, 50 и 55.07 вольта.
Да, в последнем случае такое вот странное напряжение, это максимум что я смог установить при входном в 61 вольт, но об этом позже.


Тест третий, точность установки и измерения выходного тока.
Сразу приношу извинения за «много картинок», но по другому описать то, что я увидел, будет весьма сложно.
Обычно данный тест проводится в режиме когда преобразователь нагружен на входы мультиметра, т.е. фактически работает в режиме КЗ, что позволяет сразу оценить как точность установки тока, так и точность его измерения. Здесь я сделал все также, как и обычно, но в итоге получил несколько непривычную картину.

Выставлено ограничение тока по выходу: 1, 10, 50, 80, 60, 50, 100, 200, 500мА.
Я не зря сделал сначала повышение тока, затем снижение, видно что преобразователь реагирует по разному. Более менее работать он начинает от тока 200-500мА.


Но когда я взглянул на «быструю шкалу» мультиметра, то большая часть глюков стала более-менее понятна, у него некорректно работает режим СС, а точнее, некорректно отрабатывается обратная связь. Видео получилось не очень хорошего качества, просто во время теста увидел, переключил фотоаппарат в режим съемки видео и быстро снял кусочек для демонстрации.


Хотел посмотреть что творится в режиме измерения пиковых значения, но на 500 и даже на 400мА тестер зашкаливало, пришлось выставить 300мА и увидел реальные пики тока.


Измерение при значениях тока: 1, 2, 4, 5, 5.5, 6.1А
До тока в 5А все шло очень даже хорошо, но потом опять начались глюки, в режиме 6.1А я получил 7.3А!


Но еще интереснее было когда я опять перевел мультиметр в режим измерения пиковых значений, ниже результаты при установленном токе 4 и 6.1А


Уже после всех тестов я тестировал преобразователь с электронной нагрузкой и обратил внимание что в общем-то все работает нормально, ток в режиме CV измеряется корректно и проверил то же самое не в режиме КЗ, а с нагрузкой.
На мой взгляд здесь действительно работа заметно лучше, на мультиметре реальный ток, на экране преобразователя измеренный.


Тест четвертый, точность удержания выходного напряжения в диапазоне токов нагрузки 50мА — 6А и напряжениях 3.3, 12, 24, 36, 48 и 54 вольта.
Напряжение измерялось прямо на контактах гнезд в месте запайки на плату для исключения их влияния, т.е. измерялась именно работа самой платы. Во всех режимах наблюдалась стабильная просадка на 0.1 вольта при токе 6А.


Тест пятый, проверка минимально необходимой разницы напряжения вход/выход.
В описании было указано, что входное напряжение должно быть на 10% больше выходного и оказалось что в данном случае это программное ограничение, т.е. вы физически не зададите выходное напряжение больше чем входное минус 10%.
Причем если например без нагрузки можно было при входном 61 вольт выставить на выходе 55, то под нагрузкой снизилось входное и соответственно была внесена коррекция в выходное.


Реально преобразователь мог стабилизировать напряжение при токе в 6А и разнице вход/выход 2.5 вольта, просадка относительно установленного здесь из-за изменения напряжения от нагрузки, а не от нехватки напряжения.


Тест шестой, измерение размаха пульсаций на выходе при разных режимах работы.
На выходе выставлено 30 вольт, входное 61 вольт.

1. Без нагрузки
2. При токе 2А
3. При токе 4А
4. При токе 6А

В характеристиках были заявлены пульсации до 100мВ, но уже при токе в 4А они превысили это значение, а при 6А размах составлял 150мВ.
Кроме того, пульсации имели приличный размах даже без нагрузки, что несколько странно.


Все осциллограммы снимались при прямом подключении щупа к выходу платы, можно было использовать конденсаторы параллельно щупу, как я это делал в предыдущем обзоре, но у данной модели преобразователя нет «иголок» по выходу, соответственно разница в результатах измерения практически нулевая.
Для примера ниже осциллограмма с конденсаторами параллельно щупу.


Здесь во всех случаях ток нагрузки 6А, но напряжение на выходе 5, 12, 24,36, 48 и 54 вольта. Видно что максимальный размах пульсации имеют около середины диапазона выходных напряжений, собственно потому я выше и приводил осциллограммы для 30 вольт выходного.


Тест седьмой, переходные характеристики.
1, 2. Подача и снятие напряжения 5 Вольт на выход преобразователя без нагрузки.
3, 4. Реакция на подключение/отключение нагрузки. На выходе было выставлено 12 Вольт, был постоянно подключен резистор 30 Ом и параллельно ему подключался (или отключался) резистор 3.3 Ома, соответственно здесь реакция на перепад тока 0.4-4А и 4-0.4А.
5. Переход из режима CV в режим CC, напряжение 15 вольт, ток нагрузки 4.5А, выставлено ограничение 3А.
6. Те же параметры нагрузки и установок, но обратное действие, переход из CC в СV.

Первые четыре теста особых нареканий не вызвали, картина примерно как у тех же преобразователей серии RD60хх, но вот два последних…
Видно что в режиме СС на выходе преобразователя просто дикий размах пульсаций, именно это мы видели в тесте измерения точности установки тока, мне такое даже комментировать сложно, жуть…


«Паяльниковый тест». В качестве нагрузки подключен паяльник TS100 и проверяется реакция БП на постоянные перепады тока.

Глядя на результаты предыдущих тестов ожидал что здесь будет мрак, но к моему большому удивлению реакция преобразователя на такую нагрузку лучше даже чем у преобразователей RD, при том что емкость конденсаторов здесь явно меньше. Можно даже сказать что вполне терпимо.


Тест восьмой, измерение эффективности преобразователя.
В тесте измерялось КПД в разных режимах, при этом входной ток контролировался по индикатору RD6018, входное напряжение по измерителю обозреваемого преобразователя, выходное напряжение по мультиметру, а выходной ток устанавливался электронной нагрузкой.
В итоге имеем при входном напряжении 60 вольт и токе нагрузки 6А
Выходное напряжение — КПД — потери
5 вольт — 87.9% — 4.04 Вт
12 вольт — 93.1% — 5.26 Вт
24 вольта — 95.1% — 7.42 Вт
36 вольт — 96.0% — 8.83 Вт
48 вольт — 97.0% — 8.81 Вт

При входном 20 вольт и токе нагрузки 6А
Выходное напряжение — КПД — потери
5 вольт — 88.5% — 3.84 Вт
12 вольт — 94.3% — 4.3 Вт
17 вольта — 95.1% — 5.16 Вт

В общем как по мне, то неплохо, положительно на КПД сказывается наличие синхронного выпрямителя.


Нагрев проверял при токе нагрузки 6А и выходном напряжении 20 и 40 вольт, по 20 минут в каждом режиме. Самым горячим компонентом является силовой дроссель (60 градусов), также на термофото видно путь силовых дорожек, плата в этих местах горячее. Радиатор был еле теплый, кстати, вентилятор включается либо при мощности нагрузки 100Вт или более, либо при температуре 40 градусов и более.
Но к охлаждению есть замечания, как я писал, вентилятор работает на вдув, а отверстий в корпусе мало.



Проверка работы со входом PD.
Для теста использовался блок питания с PD выходом, а также кабель разрешающий блоку питания выдавать ток 5А, соответственно мощность до 100Вт.
Без нагрузки преобразователь потребляет 70мА, при токе 6А и выходном напряжении которое получилось максимально выставить потребление уже около 5.5А. Соответственно блок питания будет работать в режиме перегрузки, это надо контролировать.
Но такого режима работы и запаса по напряжению вполне хватает к примеру для заряда автомобильного аккумулятора.



Программное обеспечение.
Программа предельно проста и лаконична, сервисные возможности минимальны, есть возможность обновления прошивки, но прошивок нет, скачать все ПО от Fnirsi можно здесь.

Для подключения кликаем на «open», потом на «connection», выключаем в обратном порядке.
Сразу после запуска ПО начинает «бежать» график, график всегда отсчитывается от нуля, но работает независимо от того, активен выход преобразователя или нет.
Внизу есть еще пара кнопок — open и clear, предлагает открыть bin файл, при этом есть возможность выбора размера пакета.



Из недостатков, график тока и напряжения отображаются в разных вкладках, соответственно посмотреть одновременно не выйдет.


Здесь также есть возможность задать лимит по времени работы, но учтите, задается он на уровне самого преобразователя и соответственно если задан лимит, то он пропишется в настройках блока.
Кроме того есть возможность сохранения данных в файл XLSX, странно что не сделали более привычный CSV.


Данные также начинают писаться сразу после подключения к преобразователю, но есть кнопка обнуления.
Скорость записи около 4-5 значений в секунду, пишется время реальное, номер записи, напряжение, ток, мощность и температура платы.


Выводы сегодня будут относительно краткими, большую часть я описал в ходе обзора, где старался быть максимально объективным и приводил все на примере тестов. Но тем не менее скажу, что хотя устройство является еще весьма сырым, старт производитель взял довольно неплохой. Очень хорошо реализована индикация, имеется аккуратный корпус, причем в комплекте с чехлом, даже к компоновке передней панели претензий не было.

Замечания касаются в первую очередь проблемной работы в режиме СС, очень высокий уровень пульсаций, аккумуляторам все равно, но другим нагрузкам может не понравиться. Кроме того это сказывается и на точности измерения тока.
Пульсации в режиме CV выше заявленных, но проявляется это только в некоторых режимах работы, есть и хорошее, отсутствуют короткие всплески (иголки), но при максимальном токе и напряжении 20-30 вольт общий размах 150мВ при заявленных 100.

Также есть и остальные замечания, например к конструкции, а точнее к плохо отлаженному техпроцессу и контролю качества, что заметно по плохой пайке силовых разъемов. Нет защиты от попадания высокого напряжения на вход USB-C со стороны преобразователя. Не очень удобное управление, особенно в плане установки тока/напряжения, ПО также надо бы доработать, взяв как пример ПО от преобразователей серии RD60хх. Ну и конечно добавить гальваническую развязку для порта связи с компьютером.

Если коротко, то могу сказать, что производитель немного поспешил, на мой взгляд следовало бы еще поработать над схемотехникой и программной составляющей (благо здесь можно выпускать обновления). Пользоваться можно, но для не критичных нагрузок. Контроль качества сборки также не мешает улучшить.

У меня на сегодня все, надеюсь что было полезно, если есть вопросы, с удовольствием отвечу.