Гибридный регулируемый преобразователь RuiDeng RD6006P

Наконец-то до меня добралась новинка от RDtech, которую я реально уже давно ждал и даже выкладывал её анонс.
Так ли она интересна и действительно оправдала ли ожидания, самому любопытно.



У меня уже есть обзоры всех трех предыдущих моделей, 6006, 6012 и 6018, но за исключением мелких корректив основное отличие между ними только в максимальном выходном токе и соответственно, мощности.
Но уже неоднократно заходил разговор о том, что неплохо было бы поднять разрешение по напряжению и особенно току, правда тогда речь шла о более мощных моделях. Были предложения и сетования на тему — почему производитель до сих пор не применяет отдельные ЦАП/АЦП и вот не так давно появилась модель в которой помимо этого добавили также не менее ожидаемый гибридный режим.
Впрочем давайте будем последовательны и как всегда начнем с упаковки.

И к упаковке как всегда нет претензий, большая пенопластовая коробка, в которую упаковали весь мой заказ.
Преобразователь как и ранее упакован в отдельную картонную коробку, отличие от предыдущих версий только в цвете, ну и немного в характеристиках, указанных снизу.


Помимо преобразователя в комплект входит как обычно термодатчик, пара клемм, запасной предохранитель на 10А и в моем случае WiFi адаптер.


Внешне это все тот же известный многим еще с модели RD6006 корпус, правда в процессе обратил внимание что по моему он чуточку светлее, но реально разница на грани различимости.


Характеристики модуля со страницы товара, есть ошибки перевода, но думаю что разобраться можно.
Из ключевых отличий —
Разрешение измерения тока и напряжения выше на 1 порядок.
Погрешность установки тока и напряжения также почему-то выше, что несколько нелогично.
Пульсации заметно ниже


Из внешних отличий от RD6006 реально только буковка Р в конце наименования модели.


А вот начинка отличается существенно, радиаторов теперь стало два, да и компонентов явно стало побольше.


Входные цепи питания и базовый ШИМ контроллер оставлены теми же, но здесь нет синхронного выпрямителя, насколько мне помнится, у RD6006 он был.


1. Вспомогательные преобразователи напряжения для питания электроники самой платы.
2. Входной синфазный дроссель, транзистор защиты от переполюсовки по входу и мощный резистор, здесь все похоже на обычный 6006.
3. В силовой узле основного DC-DC преобразователя поставили обычную диодную сборку и Р-канальный полевой транзистор.
4. Между радиаторами приютился разъем для подключения внешнего датчика температуры.


А вот во второй части платы компонентов стало заметно больше, фактически здесь и сосредоточена вся «изюминка» данной модели.


1. После DC-DC стоит конденсатор на 470мкФ, после линейного регулятора 220+47мкФ.
2. Здесь же расположен шунт и транзисторы параллельного стабилизатора тока отвечающего за разряд выходных конденсаторов, по крайней мере я так предполагаю.


Чтобы вынуть плату из корпуса придется сначала выпаять три клеммы, впрочем также было у всех предыдущих версий



Узел микроконтроллера управления и его обвязки.


Узел UART-USB


Снизу силовой платы только транзистор TIP35C линейного регулятора. Слева просматривается место для установки радиатора под вспомогательными преобразователями, но самого радиатора нет. Кстати радиатор транзистора линейного радиатора не прикручен, а приклеен к плате через двухсторонний скотч, спорное решение.


Узел отвечающий за измерение и регулировку тока/напряжения, а также управление линейным регулятором.


Наиболее интересная часть, покажу поближе.
Здесь просматриваются:
три оптрона
122U31 — цифровой изолятор
TM7707 — 24 бита АЦП
DAC8562S — 16 бит ЦАП
Stm8s003f3 — микроконтроллер
GS8592 — операционные усилители.

Вообще принцип очень похож на тот, что я показывал в обзоре регистратора РПМ-416. Есть основной микроконтроллер, а есть вспомогательный, подключенный через гальваническую развязку, к нему подключены ЦАП/АЦП и аналоговая часть. Основной «рулит» почти всем, а вспомогательный отвечает за измерение и регулировку и «общается» с основным.


1. Входная часть с другого ракурса.
2. Дроссель силового DC-DC и реле узла заряда аккумуляторов
3. Шунт 15мОм. Что любопытно и очень важно, в отличие от всех предыдущих версий преобразователя здесь шунт стоит по выходной линии, а не по земле. Так что при желании можно питать два преобразователя с общей землей от одного БП.
4. Преобразователь с гальванической развязкой для питания узла измерения/управления.


А вот здесь я хотел бы сказать огромное спасибо пользователю UniSoft за предоставленные схемы устройства, правда он предупреждает что возможны ошибки, но я просматривал, пока вроде ничего криминального не заметил.

Силовая плата — ссылка


Плата управления и индикации — ссылка


И сравнение 6006Р рядом с обычной платой 6006.


Для тестирования использовался блок питания мощностью 600Вт из этого обзора, он у меня стоял в корпусе с платой RD6006. Т.е. все совершенно обыденно и штатно, никаких малошумящих источников.


Меню управления заметно переработано, добавили пункт ограничения выходной мощности, как это было сделано у модели 6018, а также то, о чем я им неоднократно говорил, выбор единиц измерения температуры и тока окончания заряда.
Не обошлось и без казусов, ток, при котором зарядное считает что заряд окончен, регулируется, но с дискретностью в 0.0001А, при этом нельзя выбрать дискрету регулировки и потому крутить придется долго, я докрутил до 216.9мА и дальше стало просто лень.
Также можно выбрать температуру отключения, диапазон от 0 до +100 градусов, очень удобно.
Интерфейс подключения, время, здесь все как было и раньше.


Добавили русский язык, но и здесь «что-то пошло не так», а точнее было какое-то смещение и в итоге часть наименований пунктов меню сместилась.


1, 2. Появилось несколько вариантов вывода параметров на экран.
3, 4. Два варианта «цифрового» дисплея, где в виде семисегментных либо только левая часть, либо обе.
5, 6. Также можно вывести сразу всю возможную информацию, но как по мне, получается сильно перегружено
7. Также как и ранее есть вариант с графиком.
8, 9. Меню записи ячеек памяти и информация о модуле и прошивке.


Проверку точности измерения входного напряжения я решил пропустить, там традиционно все нормально, просто быстро оценил от другого регулируемого БП.

Тест первый, точность установки и измерения выходного напряжения. Любопытно что при большем разрешении шкалы у 6006Р заявлено 0.5% + 4 знака против 0.3% + 3 знака у простого 6006, правда 4 младших знака у 6006Р это 0.004 вольта, а 3 знака у 6006 это уже 0.03 вольта, т.е. в этом плане 6006Р должен быть точнее.

И так, в ходе проверки я задавал на выходе напряжения 0.1, 0.2, 0.5, 1.0, 2.0, 5.0, 10, 20, 30, 40, 50 и 61 вольт. Реальная точность установки оказалась довольно высокой, самая большая погрешность наблюдалась при максимальном выходном напряжении и составила около 0.15% при заявленных 0.3%.

Есть правда «нюанс», в процессе измерения наблюдалась «болтанка» предпоследнего знака, например могло показать 5.006 вольта, а могло 5.016, в качестве результата я принимал что-то среднее или ближнее к худшему результату в зависимости от того, какие показания были большую часть времени. Болтанка проявлялась как без нагрузки, так и с нагрузкой.



Тест второй, точность установки и измерения тока.
Здесь заявлена погрешность 1% + 6 знаков, у обычного 6006 заявлялось 0.5% и 3 знака, но насчет младшего разряда картина идентична таковой по напряжению.

Проверка проходила при токах 0.1, 0.2, 0.5, 1.0, 2.0, 4.0, 10, 20, 50, 100, 200, 500мА и 1, 2 и 6.1А.

При работе на совсем малых токах (0.1 и 0.2мА) оказалось что хоть блок и устанавливает на выходе почти то, что задано, но его измеритель вообще ничего не отображает, впрочем это находится в рамках заявленной погрешности (как раз те 6 знаков младшего разряда).
Далее ток устанавливается явно точнее, но до тока в 10мА встроенный измеритель заметно привирает, хотя опять же, вписывается в заявленную погрешность.
В остальном диапазоне точность держится примерно в рамках заявленной погрешности, но с учетом отдельных ЦАП/АЦП я как-то ожидал немного лучших результатов.


Тест третий, точность удержания выходного напряжения в зависимости от нагрузки. Ну здесь все красиво, впрочем у 6006 также было все нормально.



В общем-то конечно можно было перекалибровать преобразователь, но не думаю что результат будет сильно лучше, да и если у вас нет достаточно точного прибора, то лучше это и не делать. На всякий случай приложу видео производителя где показывают данный процесс.


Тест четвертый, минимальная разница вход/выход при которой преобразователь еще работает в режиме стабилизации.
1, 2. Входное напряжение около 35.6 вольта, при токе около 6А получилось 2.5 вольта.
3, 4. Входное 55.6 вольта, при том же токе разница составила 3.6 вольта.

В обоих случаях по мере прогрева разница немного увеличивается.

На мой взгляд не так и много, особенно с учетом того, что это гибридный преобразователь, для нормальной работы в полном диапазоне нужен БП с напряжением не менее 66 вольт, максимальное входное у преобразователя заявлено как 70 вольт.



Кстати насчет узла с линейным стабилизатором. Мне стало любопытно, сколько на нем вообще падает. Подлезать к транзистору было неудобно, потому измерял на одном из выводов силового дросселя и перед шунтом, соответственно есть небольшая погрешность.
Ниже результаты при выходном напряжении 2, 5, 30 и 50 вольт и соответственно при токах 1 и 6А.
При выходном напряжении 2 вольта и токе 6А падает около 1.5 вольта, при 50 вольт около 1.4 вольта, в принципе даже неплохо, здесь чем больше, тем лучше, но чем больше падает, тем больше нагрев транзистора и 1.5 вольта на мой взгляд вполне разумный компромисс.



Тест пятый, оценка пульсаций выходного напряжения.

Тест проводился при токах: 0, 1.25, 2.5, 3.75, 5 и 6А, выходное напряжение 30 вольт, т.е. половина от максимального. Щуп был подключен непосредственно к выходным клеммам без дополнительных конденсаторов.

Заявленный размах 20мВ, в реальности я получил около 4-5мВ основных и 15-20мВ в виде «иголок», что явно лучше чем было заявлено. При этом как я писал, преобразователь питался от самого обычного БП, который изначально не отличается чистым питанием на выходе. Кроме того как нагрузка, так и осциллограф имеют блоки питания, которые также могли вносить небольшую погрешность.


Здесь ток везде был одинаков, 6 ампер, но изменялось выходное напряжение, 3.3, 5.0, 12, 25, 40 и 60 вольт. Самый большой размах был при выходном 12 вольт, но влез в заявленные 20мВ даже с учетом «иголок».


Тест шестой, реакция на переходные процессы.

Как и ранее проверка проводилась в разных режимах работы
1, 2. Подача/снятие напряжения 5 вольт на выходе.
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, 6. Переход из режима CV в режим CC и обратно, напряжение 14 вольт, ток нагрузки 4.5А, выставлено ограничение 3А.

Все очень даже красиво, совсем небольшой выброс наблюдается только при подаче напряжения без нагрузки, но составляет около 0.2 вольта. В остальном картинка заметно лучше чем у всех моделей «обычной» серии.


Тест седьмой, с нагрузкой в виде паяльника TS-100. Все предыдущие модели имели заметные колебания в момент включения/выключение нагревателя.
Здесь я в принципе ждал что будет лучше, но не думал что будет настолько лучше, фактически преобразователь успевает отрабатывать все броски тока и потому напряжение стоит стабильно.


Тест седьмой, оценка КПД преобразователя.
Входное напряжение около 60-61 вольт, ток нагрузки 6А, выходное напряжение 5, 12, 24, 36, 48 и 56 вольт. Собственное потребление преобразователя без нагрузки при питании от 60 вольт колеблется в диапазоне 20-30мА.

Выходное напряжение — КПД — потери
5 Вольт — 60.0% — 20.1 Вт
12 Вольт — 78.3% — 20.0 Вт
24 Вольта — 87.7% — 20.27 Вт
36 Вольт — 91.6% — 19.84 Вт
48 Вольт — 93.8% — 18.9 Вт
56 Вольт — 94.6% — 19.1 Вт

КПД предсказуемо ниже, чувствуются потери на линейном регуляторе, это и есть неизбежная плата за более чистый выход и быструю реакцию на изменение нагрузки.


Для оценки температурных режимов я час гонял преобразователь на мощности около 350-360Вт, при этом он лежал на столе радиаторами вниз, что ухудшило охлаждение.
В итоге температуры были вполне нормальными за исключением самого мощного резистора на плате, он прогрелся почти до 120 градусов, кстати у обычного 6006 он также заметно нагревался.
1. общий вид
2. входная часть, самая большая температура у мощного резистора
3. Выходные клеммы, шунт, а также измерительная часть


В процессе тестов я часто подключал/отключал питание модуля, отключал/подключал нагрузку, иногда с небольшим искрением и поймал пару «глюков».
Первый существенный, возник от частой коммутации входного питания, например когда питание подано, сразу снято и опять подано, проявился в виде ошибки измерения выходного напряжения.
Т.е. выходное напряжение устанавливается корректно, но вольтметр преобразователя показывал что-то непонятное. Вылечилось просто включением/выключением питания.

Вторая странность проявилась в том, что в какой-то момент от искрения в цепи нагрузки сменился интерфейс вывода на экран, с того что вы видите на фото «перепрыгнул» на полный, где выводятся все параметры. Но подтвердить что было 100% самопроизвольно, не могу, хотя не помню чтобы что-то менял в процессе тестов.

Оба «глюка» были по одному разу.


Кроме преобразователя для обзора был заказан укороченный корпус модели S12D. В принципе у меня еще до этого была мысль купить себе такой, но раз уж появилась возможность, то почему не воспользоваться.
Суть в том, что те два варианта корпуса что у меня уже были, удобны для размещения в них блоков питания, но неудобны в использовании так как общая глубина с учетом кабеля питания получается никак не меньше 40см, что реально очень много.

Мелкий вариант существенно короче, его собственная глубина 110мм, с учетом проводов около 170мм, что более чем 2 раза меньше.

Заказывался корпус по этой ссылке, стоит сам по себе недорого, $11.40, но доставка платная и дорогая, $19.72 :(

Замотан в пленку, без повреждений, внутри приклеен пакет с комплектацией.


Кроме корпуса в комплект входит:
1. Четыре резиновые ножки в которые вставлены металлический шайбы, а также четыре винтика.
2. Провода, клеммы, выключатель
3. Клеммы относительно неплохие, пользовался такими и нареканий не было
4. А вот выключатель безымянный и здесь есть нарекание. Дело в том, что коммутировать таким выключателем постоянный ток с напряжением более 30 вольт небезопасно для выключателя. У меня был случай когда при 50-60 вольт он залип при первом же включении.


Корпус имеет сзади место для установки 50мм вентилятора, но сам вентилятор и плата управления в комплект не входят.
Есть много отверстий для забора воздуха, часть снизу и часть по бокам.


Процесс сборки предельно упрощен, прикручиваем четыре ножки, устанавливаем клеммы и выключатель, соединяем и подключаем к преобразователю.
Единственная сложность, у проводов на концах «вилочки», потому к родному клемнику преобразователя подключать их и неудобно и небезопасно, так как можно зацепить рядом стоящий резистор.


Но мне не нравится когда преобразователь существует отдельно от своего блока питания и я считаю эту идею тупиковой, хотя в некоторых ситуациях не лишенной смысла.
Как можно заметить, свободное место все таки есть и теоретически оно позволяет уместить в него блок питания с размерами платы до 165х80х60мм, что очень прилично. Правда это без учета вентилятора и выключателя.


У меня лежит дома китайский блок питания мощностью 300Вт, я уже рассказывал о нем.


И оказалось что этот блок питания не только влез внутрь, а еще и осталось свободное место для выключателя и вентилятора.
И вентилятор здесь реально необходим, так как ему придется охлаждать довольно горячий блок питания.

Из недостатков, блок питания на 24 вольта, вроде есть на 36, но все равно мало. Думаю попробовать его переделать на 72 вольта. Для переделки придется либо перемотать трансформатор, либо перекоммутировать его выходную обмотку, ну и соответственно заменить почти все во вторичной части включая выходной дроссель, тем более он все равно перегревался в работе. А вот выходные диоды греться скорее всего будут меньше, кроме того можно прикрепить их к алюминиевой пластине, которую в свою очередь прикрутить к дну корпуса.
Думаю, что после переделки и добавления охлаждения можно будет снять и больше чем 300Вт.


Так что есть вполне реальный шанс получить регулируемый блок питания с мощностью 360Вт в таком корпусе, а если такая мощность не нужна, то можно применить менее мощный БП, но установить ограничение мощности в настройках, тогда получим либо 61 вольт, либо 6.1А.
Уже думаю, как все сделать аккуратно и да, придется еще врезать разъем питания.



Для сравнения положил рядом два варианта корпусов. Вообще жаль что нет некоего промежуточного варианта, потому как один ну совсем компактный, а второй как-то уж слишком длинный.


Пару слов о ПО. Оно обновилось до версии 1.0.0.9, но я не заметил каких либо отличий от предыдущей версии, предположу что просто добавили новую модель преобразователя в список поддерживаемых


Окно графика все также нормально не масштабируется, надеюсь что все таки это сделают.


И так, попробую резюмировать все, что я напроверял выше.
Точность задания/измерения тока/напряжения. Вписывается в заявленную погрешность, но как-то ожидал что будет немного повыше. Впрочем для регулируемого преобразователя, тем более любительского класса, более чем достаточно.
Пульсации, реакция на изменение нагрузки. Здесь на мой взгляд все очень неплохо и точно лучше чем у всех моделей предыдущей линейки, лично я был бы готов переплатить только за это.
КПД, запас по напряжению. Конечно похуже, но это ожидаемо, хотя я ожидал худшего результата. На линейном стабилизаторе падает 1.5 вольта, что в принципе неплохо. Единственное что бы я бы неверное сделал, так это поставил в этом узле полевой транзистор, увеличив тем самым запас на регулировку пока DC-DC не выйдет на соответствующий режим.

Много чего изменено и в прошивке, появились варианты оформления, но для меня самое существенное изменение, это возможность выбрать ток отключения заряда. правда здесь разработчик сильно увлекся и сделал дискретность регулировки в 0.1мА, хотя реально с головой хватило бы дискретности в 10мА.

Купил бы я этот преобразователь на замену предыдущей модели? Скорее да, чем нет, причем «нет» в данном случае потому, что хотел бы такую модель, но на ток 10-12А, просто «про запас».

Теперь по поводу корпуса. Я его крутил и так и сяк и понял что да, при должном подходе впихнуть внутрь БП мощностью 300-400Вт вполне реально, но естественно только с активным охлаждением, потому как и сам преобразователь выделяет до 20Вт в тепло.
Изначально пока ковырялся, мелкий корпус казался мне каким-то… куцым, огрызком. Но вот стоит он на столе уже почти неделю и настолько примелькался, что кажется что как раз выглядит удобным, а большой корпус скорее стал гигантским… Но увы, мелкий корпус плохо подходит для более мощных моделей, хотя если захотеть, то можно всунуть и более мощный БП.

На этом у меня пока все, надеюсь что было полезно и как всегда буду рад вопросам.