Регулируемый импульсный источник питания Gophert CPS-3205C с активным PFC

Здравствуйте. Сегодня мы рассмотрим регулируемый источник питания Gophert CPS-3205C. Этот блок питания регулирует выходное напряжение от 0 до 32 Вольт, а также ток от 0 до 5 Ампер. Модель с буковкой «С» — имеет активный PFC на борту. Что это такое, и чем он отличается от других моделей Gophert, которые здесь уже рассматривали и ссылки на обзоры которых, вы найдёте после этого обзора, вы узнаете сегодня. Добро пожаловать под кат.

Заказ был оформлен 27 мая. В тот же день магазин выслал товар, и уже 7 июня я забрал его с почты:



Пока в этом году у меня это рекорд по скорости доставки.

В пакете лежала картонная коробочка укутанная во вспененный полиэтилен:



Что же мы найдём, открыв её?

Инструкцию на английском языке:



Шнур для подключения к сети:



Обычный компьютерный шнур с «православной» вилкой.

Шнур для подключения к выходу источника питания:



С одной стороны которого «крокодилы», а с другой – «бананы» для подключения к клеммам БП:



Но глядя на этот шнур я стал испытывать смутные сомнения… А так же чувство жалости к коротенькому и дохленькому шнурку, который собрались нагрузить пятью амперами… И прекратив распаковку я занялся исправлением ситуации.

Снимаем изоляцию с «крокодилов» и видим…



… то, что лучше и не видеть. Что бы потом во сне кошмарами не страдать.

Дальше ещё страшнее – откручиваем «бананы»:



И теперь берём нормальный провод:



И делаем нормальный шнур. Нужной длины, и с припаянными «крокодилами» и «бананами»:



Вот теперь можно спокойно приступать к дальнейшей распаковке.

Но прежде давайте посмотрим на характеристики источников питания серии CE. И конкретно Gophert CPS-3205C:



И теперь извлекаем его из коробки:



Импульсный источник питания имеет компактный оребрённый алюминиевый корпус.

С нижней стороны которого расположены четыре резиновые ножки:



На задней стороне корпуса расположены выключатель питания, разъём сетевого шнура и выходные клеммы:



При самодельном шнуре нормальной длины – наличие клемм сзади не является помехой. Вставил — и забыл.

Спереди находятся два четырёхразрядных индикатора. Напряжения и тока. А также переключатель регулировки напряжения или тока, поскольку ручка регулятора у нас всего одна и находится она справа от переключателя. Ставим переключатель в положение V – регулируем ей напряжение, и, соответственно, в положении А – регулируем ток:



Справа от индикаторов находятся 2 светодиода. Зелёный (CV) – режим стабилизации напряжения и красный (СС) – режим стабилизации тока.

Под регулятором расположены две кнопки:

«LOCK» — позволяет заблокировать выставленные вами настройки от случайного вращения регулятора или нажатия кнопки включения/отключения. При этом, рядом с кнопкой загорается красный светодиод. Очень полезная функция.

«ON/OFF» — кнопка включения/отключения выхода Gophert CPS-3205C.

Немного более подробно об этом я расскажу ниже. А пока, перед включением, разберем источник питания и посмотрим, чем же он отличается от ранее рассмотренных.

Для этого открутим четыре винта с задней стороны БП и выдвинем нижнюю крышку:



И вот начинка источника питания. На этом фото я остановлюсь подробнее:



Уважаемый kirich в своём обзоре, на который вы найдёте внизу ссылку, подробно разобрал принцип работы подобного источника CPS-3205. И добавить тут нечего. Принцип действия CPS-3205C не изменился. Да, есть небольшие нюансы по схеме, но здесь присутствует только одно большое отличие от модели без буквы «С». А именно – наличие активного PFC.

Посмотрите на фото. Вверху, правее двух конденсаторов, можно увидеть жёлтый трансформатор, который отсутствует в моделях без буквы «С». В них на этом месте установлено четыре входных конденсатора. А в нашем случае – здесь притаился таинственный активный PFC. )))

Как же расшифровывается эта аббревиатура? Очень просто. PFC (Power Factor Correction) – дословный перевод — коррекция фактора мощности. Или, как говорят – компенсация реактивной мощности. Что же это такое?

Классическая схема выпрямления переменного напряжения состоит из диодного моста и сглаживающих конденсаторов. Ток заряда этих конденсаторов – импульсный. Длительностью, примерно 3 мС. И поэтому ток получается большим. Нагрузив источник питания нагрузкой в 100 Ватт, при напряжении 220 вольт ток составит 1 ампер. А импульсный ток будет в четыре раза больше. Соответственно сети нужно проектировать под большие токи. Особенно, если таких источников много. О производстве говорить не будем. Да и вряд ли у кого дома есть много подобных источников. А если ещё учесть, что мы оплачиваем только активную энергию, то вы, наверное, задались вопросом, а зачем тогда нам вообще нужна эта PFC?

Основное применение PFC – это уменьшение импульсности потребляемого тока. PFC встраивают между диодным мостом и сглаживающими конденсаторами. Он ограничивает ток по амплитуде и растягивает по времени. Активный PFC – это повышающий преобразователь (step up), который стабилизирует напряжение на сглаживающих конденсаторах на уровне выше напряжения питающей сети и приближает форму тока к виду резистивной нагрузки. При этом PFC обеспечивает хорошую фильтрацию помех из электросети. И как следствие сильно уменьшается количество ВЧ помех на выходе. Расширяется диапазон входных напряжений. Даже при заниженном напряжении PFC будет стабилизировать напряжение на сглаживающих конденсаторах. При этом ёмкость самих сглаживающих конденсаторов – можно уменьшить вдвое, что мы тут и наблюдаем, по сравнению с моделью источника питания без буквы «С». Единственный минус активного PFC – это повышение стоимости источника питания.

Но, хватит о PFC, пора двигаться дальше.

Мне очень странно, что приложенные провода для выхода БП – такие «дохлые», ведь внутри применены нормальные провода:



Конденсатор на выходе – имеет меньшую ёмкость, чем в других рассмотренных здесь Gophert’ах:



Входной диодный мост:





Токоизмерительный шунт:



ШИМ контроллер:



И несколько снимков платы более крупным планом:









Пришло время собрать источник питания и включить его в сеть.

После включения выключателя на задней стороне – напряжение на выходе – отключено:



Мне это удобно. Сначала можно проконтролировать установки и при необходимости отрегулировать их, а потом кратковременным нажатием на кнопку «ON/OFF» подать напряжение на выход.

Если кого-то это не устраивает – то зажимаем и держим кнопку «ON/OFF» более двух секунд и на правом индикаторе увидим надпись «dOF»:



Это означает, что после включения БП в сеть, напряжение на выходе будет отсутствовать.

Нажав и подержав эту кнопку ещё раз – мы увидим надпись «dON»:



Теперь, после включения в сеть – на выходе БП сразу появится напряжение.

Максимальное выходное напряжение, которое можно выставить на источнике:



Сначала этот регулятор был очень непривычен для меня. Но потом я понял, что сделано всё довольно удобно. Нажатием на энкодер, а это именно инкрементальный энкодер, мы можем последовательно переключать разряды индикатора, что позволяет быстро выставить необходимое значение.

Проверим напряжение на выходе источника питания. Я проверил наиболее ходовые для меня, а также максимальное напряжение:















Неплохо.



Теперь проверим ток.

Нагрузим выход источника питания автомобильным компрессором, которому для полноценной работы мало тока в 5 А.



Для начала включим встроенный в компрессор светодиодный фонарь. На правом индикаторе отобразится потребляемый им ток:



Проверяем:



У меня не было под рукой мультиметра, который может измерять ток. Поэтому я использовал токоизмерительные клещи:



Включаем компрессор. Источник питания сразу переходит в режим ограничения тока:









Результат хороший.

При желании источник питания легко откалибровать. На Youtube есть видео о калибровке Gophert CPS-3205C:



При увеличении нагрузки форма сигнала на закрытом входе осциллографа изменяется:





Поиграемся ещё немножко. ))

Подключим к источнику питания компьютерный кулер:



Видим, что он потребляет 0,094А.

Уменьшим ток с выхода источника питания ниже этой цифры:



Загорелся красный светодиод «СС» и источник питания перешел из режима стабилизации напряжения в режим стабилизации тока.

Подытоживая можно сказать, что импульсный источник питания выполнен качественно, со своей работой справляется хорошо.

Магазин высылает новую версию Gophert CPS-3205C:



В минусы можно отнести комплектный выходной шнур, который лучше сразу выкинуть, оставив, впрочем, «крокодилы» и «бананы», про которые я не могу сказать ничего плохого.

Спасибо за внимание.