Авторизация
Зарегистрироваться

Импульсный регулируемый блок питания на основе DC Buck Boost конвертера ZK-4KX

Срочно понадобился регулируемый блок питания для выезда в командировку. Требования к БП были не очень сложные, напряжение питания от 1.5 до 30В, ток в пределах 2-3А, и желательно как можно более легкий прибор. Габариты чем меньше, тем лучше, но в разумных пределах, конечно. Посмотрел на свой «зоопарк» блоков питания, и ничего не нашел подходящего, по весу и габаритам. Задумчиво полез перебирать всевозможные блоки, купленные ранее про запас и часто спонтанно на Алиэкспресс… И в коробке наткнулся на Buck Boost конвертер ZK-4KX. Покрутил его в руках, и решил что вероятно это именно то, что мне нужно.

Я не планировал писать обзор на эту железяку, но поскольку она основа моего блока питания, то конечно протестируем модуль, и я вкратце расскажу про него, и про то что в итоге получилось. Всем кому интересна эта тема — Велком!

UPD: Про просьбам трудящихся добавил осциллограммы при различных сценариях включения прибора.

Эпиграф: «Я его слепила из того что было...»

Подходящий модуль питания, это уже почти полдела, так же в закромах выкопал:
— Импульсный блок питания MW 24В 2.1А лет 5 купленный в оффлайн
— Коробку из пластика для DIY конструкций, почти подходящего размера (куплена в оффлайн, хотелось бы на пару сантиметров побольше, но на безрыбье и рак рыба)
— Вентилятор улитку 12В 0.1А (покупал на Али в увлажнитель, но с размером не угадал)
— Импульсный понижающий модуль малой мощности (тоже был куплен давно на Али)
Ну и понятное дело, что провода, клеммы, предохранители, кнопки всегда найдутся в закромах радиогубителя.

Попытался все вышеперечисленное запихать в корпус, не хватало буквально 5мм для полного счастья, что бы Импульсный блок питания разместить с модулем Buck Boost конвертера ZK-4KX. Выход нашел через некоторое время, закрепив ИИП на крышку корпуса, только в таком положении мог выиграть эти нужные мне 5 мм. В прочем, закреплен ИИП хорошо, на латунные «столбики» и в этом перевернутом положении.

Вырезаем на лицевой панели 2 прямоугольных отверстия и сверлим 2 круглых под клеммы. Все село на свои места замечательно.

Примеряем… Вроде входит и выходит, крышку закрыть не мешает.

Соединяем выходные клеммы с выходами модуля при помощи проводов достаточного сечения, и как можно более короткими.

Подключаем выход ИИП к входу модуля Buck Boost конвертера, так же подключаем шнур питания через дополнительный керамический предохранитель (лишним не будет)

Задумчиво смотрим на вентилятор улитку…

И пытаемся впихнуть невпихуемое…

Влез прям впритык, но зато не требуется вентилятор закреплять, поскольку он сел довольно плотно, греметь внутри точно не будет.
На нижней стенке крепим на двухсторонний скотч маленький импульсный понижающий модуль. Он нужен для того, что бы снизить напряжение ИИП в 24 вольта, до нужных 12В от которых работает вентилятор. Я заранее выставил на модуле 10,5В, при этом напряжении, и так почти бесшумного вентилятора, не слышно вообще…

Собственно всё. Ставим нижнюю крышку (в которой просверлены отверстия для вентиляции аккурат под модулем) и стягиваем 2 половинки корпуса винтами, не забыв так же надеть ножки.

Вот такой он получился «цветочек аленький».

Вид с боку.

Подключаем небольшую нагрузку (мощный зеленый проволочный резистор) и перекрестившись даем питание. Ничего не взорвалось — уже хорошо. В этот раз рискнул и первый запуск не делал последовательно с лампой накаливания, как обычно, тестирую свои самодельные импульсные блоки питания. Все работает. Вентилятора не слышно.

Внимательный читатель помнит, что Импульсный блок питания у меня на 24В, но поскольку модуль Buck Boost конвертер, он может повышать напряжение до 30В, конечно при снижении максимального тока, но мне этих возможностей достаточно.

Примененный мною модуль Buck Boost конвертера ZK-4KX имеет множество настроек, управление не самое удобное, но все же получше чем у новых версий, и кроме того, кнопки очень мягко нажимаются, в отличие от мембранных кнопок в новых версиях модулей.
Характеристики модуля китайцы приводят такие:

Входное напряжение: 5,0-30 в
Выходное напряжение: 0,5-30 в
Выходной ток: может работать стабильно на 3 А в течение длительного времени и может достигать 4 а при усиленном рассеивании тепла
Выходная мощность: Естественное тепловыделение 35 Вт, усиление тепловыделения 50 Вт
Разрешение дисплея напряжения: 0,01 В
Текущее Разрешение дисплея: 0.001A
Эффективность преобразования: около 88%
Мягкий старт: Да (с высокой мощностью и нагрузочным модулем может не работать при запуске)
Механизм защиты:
Входное анти-обратное соединение;
Выход анти-обратного орошения;
Входная защита от пониженного напряжения (4,8-30 в регулируется, по умолчанию 4,8 В)
Защита от перенапряжения на выходе (0,5-31 В регулируется, по умолчанию 31 В)
Защита от перегрузки по току 0-4.1a (регулируется, по умолчанию 4.1a)
Защита от избыточной мощности (0-50 Вт регулируется, по умолчанию 50 Вт)
Защита от перегрева (80-110℃Регулируется, по умолчанию 110 ℃)
Защита таймаута (0-100h регулируется, выключено по умолчанию)
Сверхмощная защита (0-60 ач регулируется, по умолчанию выключено)
Рабочая частота: 180 кГц
Размеры: длина * ширина * высота 79 мм * 43 мм * 26 мм
Управление модулем происходит при помощи 2-х кнопок (короткое и долгое нажатие задействует разные меню настроек) так и ручкой энкодера (вращение ручки и нажатие)

Короткое нажатие на кнопку U/I интуитивно понятно ведет к меню в котором можно задать выходное напряжение и ток. Вращение ручки энкодера плавно меняет значение, нажатие на кнопку энкодера меняет декады (вольты — десятые вольта, амперы-десятые ампер)

Долгое нажатие на кнопку U/I переводит в меню настроек:
Где можно выставить подается ли напряжение на выходные клеммы по умолчанию (да-нет)

Далее кнопкой SW переходим на следующий пункт меню: порога защиты от низкого напряжения LUP (видать этот модуль можно подключать к аккумуляторной батарее, и тут задаются параметры отключения по разряду АКБ)

Далее идут настройки:
— OUP — порог защиты от перенапряжения; OCP — порог защиты от перегрузки по току; OPP — Верхний порог входного напряжения; OAP — порог защиты по емкости; OHP порог по времени (тайм аут); OTP — выставление защиты от перегрева.
Фото тут

Далее идут три пункта меню, где можно откалибровать входное и выходное напряжение, в случае, если девайс показывает неправильно, а так же откалибровать ток, по внешнему амперметру. Фото тоже под спойлером.
Тут


Короткое нажатие на кнопку SW перелистывает различные варианты отображения информации в ходе работы блока питания. Так же спрячу все под спойлер.
Фото тут

В общем разнообразная информация на любой вкус и пожелание.
Ну и посмотрим осциллограммы процессов возникающих при включении и выключении нагрузки.



А это помехи при работе Блока питания при 12В

Тоже помехи, но в режиме бустера и напряжении 30В.

Ничего страшного я на осциллограммах не нашел, вроде вполне неплохо с моей точки зрения.

UDP: Про просьбам трудящихся осциллограммы включения и выключения испытуемого блока питания при разных сценариях
1. Нагрузка Резистор. Напряжение 30В ограничение тока 0.9А
Включение

Выключение

2. Нагрузка Лампочка 12В 35Вт Напряжение 13В ограничение тока 2.1А
Включение

Выключение

3. Светодиод 25В 300мА Напряжение 24В ограничение тока 300мА
Включение

Выключение

4. Нагрузка Конденсатор 2200 мкФ 50В
Включение

Выключение


ИМХО, я опять ничего страшного не вижу на осциллограммах, но я не инженер, может кто прокомментирует, кто понимает больше чем я.

На этом всё! Нормальные и по делу комментарии приветствуются, на неадекватные комментарии я отвечать не буду, уж извините заранее.
Обзор накидал за полчаса, потому заранее прошу прощения за погрешности и недочеты…
Всем мира и добра!
Котейко одобрил…
Добавить в избранное +51 +75
свернуть развернуть
Комментарии (33)
RSS
+
avatar
  • kirich
  • 26 июня 2020, 15:52
+8
Просто для информации, Buck Boost это когда два конвертера, сначала повышающий, потом понижающий, например как у DPH5005. Правда корректнее Boost-Buck, но так называть не очень удобно :)


А здесь SEPIC


но на связанных индуктивностях. По крайней мере я так вижу по фото в обзоре.
+
avatar
  • VAlm
  • 26 июня 2020, 15:55
+1
Принято. Спасибо. Китайцы его так назвали, прямо на модуле написали, решил не переименовывать модуль. Я если честно его схемотехнику не смотрел. Надо было срочно в командировку ехать.
+
avatar
  • kirich
  • 26 июня 2020, 15:56
+2
Если упрощенно, то он повышающий и понижающий, просто другая топология. Кстати я как-то писал, SEPIC не очень хорошо подходит для подобных применений, проще обычную понижайку и БП на соответствующее напряжение.
+
avatar
  • VAlm
  • 26 июня 2020, 16:06
+1
Думаю что нужно ещё вход модуля вывести на заднюю стенку, на отдельный разъем, редко, но бывает нужно в полевых условиях что то запитать, когда розетка недоступна, можно и 12В от автомобильного АКБ подать, и даже просто с литиевой батареи входное напряжение подать.
+
avatar
  • kirich
  • 26 июня 2020, 16:07
0
Или использовать его просто как блок питания на 24 вольта без лишних преобразований :)
+
avatar
  • VAlm
  • 26 июня 2020, 16:08
0
И то верно. ;)
+
avatar
  • dens17
  • 26 июня 2020, 16:18
+8
На подобных DC-DC модулях (понижающих), обращаем внимание на дроссель на кольце (проверяем температуру). Если легко доступна плата на модуле, то желательно поставить фирменные конденсаторы. В России это недорогие Samwha RD (лучше Samwha WL) или Jamicon WL. Если сильно греется DC-DC модуль или БП, то вентилятор, на корпусе, ставим на вдув.
Методом подбора, получил хороший комплект «разъёмы (под банан) — клеммы для подключения».
Разъемы на корпус ТАКИЕ. Несколько продавцов, при покупке указываем, что нам нужны красные и чёрные разъёмы. К ним, под зажим, отлично подходят медные клеммы — вбиваем на Али OT 30A Бананы к ним использую ТАКИЕ. Для внутреннего соединения, используем медные клеммы OT 10A Важны именно диаметры отверстий.
По корпусу — если у Вас есть БП как у автора или ТАКОЙ 24V-5A (UC3842), то у себя, в местном магазине нашёл недорогой корпус. Маркировка ВБП-0 Нормально помещается внутрь БП 24V-5A с модулем (DPS3005). На крышку (внутрь) встают стандартные компьютерные вентиляторы до 92мм.
+
avatar
  • 1sic1
  • 26 июня 2020, 17:02
0
Тоже недавно такой же получил, но пока руки не дошли собрать регулируемый блок питания.
Блок питания к нему купил такой
Фото
+
avatar
  • dens17
  • 26 июня 2020, 17:38
0
Эта плата БП 24V-3A, отлично подходит именно под паяльники (типа stm32). Фирменная Б/У плата с разбора. Защита срабатывала при токе около 3,4A. Без охлаждения, использовать на постоянной (длительной) большой нагрузке нежелательно.
+
avatar
  • 1sic1
  • 26 июня 2020, 21:11
0
Преобразователь мощностью 35Вт (50Вт), так что запаса по мощности у данного блока более чем.
Так же имеется народный 24в 4а, но из-за размеров его решил не использовать.
+
avatar
  • u3712
  • 26 июня 2020, 17:35
0
Не хватает осциллограмм для включения на нагрузку в СС режиме. Как для маленького тока, так и для большого. Как на «резистивную» нагрузку, так и на нелинейную (светодиод).
Всегда есть «куда надо копать», чтобы сделать обзор полезнее. ))
+
avatar
  • VAlm
  • 26 июня 2020, 17:53
+1
Постараюсь сделать завтра.
+
avatar
  • u3712
  • 26 июня 2020, 21:44
+1
Забыл еще один случай (важный) — включение на большой конденсатор (1-2 тыс. мкФ). При заторможенной ОС будет крайне некрасивый всплеск. А случай «типовой».
+
avatar
  • VAlm
  • 27 июня 2020, 07:51
0
Добавил осциллограммы в обзор. Прокомментируйте пожалуйста результаты.
По мне так, очень не плохой результат.
+
avatar
0
Del
+
avatar
0
Если есть старый бп то можно выпаять систему регулировки оборотов вентилятора, и улитка не будет выть на полной скорости.
Зачастую там такая схема cxem.net/comp/comp12.php, видел еще с кондером дабы обороты плавнее поднимались.
R1 подстраивает нижний порог, RT в блоках обычно терморезистор с обозначением 103.
+
avatar
  • VAlm
  • 26 июня 2020, 18:21
0
Такая идея была. Но потом я решил пусть улитка постоянно работает, все же радиатор там совсем маленький, да и улитка обсолютно бесшумная даже на 12В, а уж при 10В её вообще не слышно.
+
avatar
0
Поделитесь ссылкой на улитку?
Хороших тихих улиток днем с огнем так сказать
+
avatar
  • VAlm
  • 26 июня 2020, 18:43
0
https://aliexpress.ru/item/item/4000802990649.html
Там где я покупал уже нет продавца, но это точно такая же модель как у меня. Надеюсь ссылка не реферальная. Минут 10 пытался с мобильной версии ссылку правильную извлечь…
+
avatar
0
Спасибо, буду смотреть.

Думаю на эндер3 охлаждение новое воткнуть, обычно улитки страшно шумные любители шипеть, смотрел в сторону ноутбучных, но они сильно большие.
+
avatar
0
Купил такой месяца два назад. Все бы хорошо, но плата с деталями была приклеена к корпусу термоклеем. Термоклей слегка выступал за границы корпуса. В процессе установки этого устройства в корпус выступающие капли термоклея отвалились вместе с деталями платы (капли термоклея были налиты прямо не детали). Экран больше не светился. Ремонтировать не стал — выбросил.
+
avatar
  • dts
  • 27 июня 2020, 00:38
0
писали в отзывах, что СС режим тормозит, допускает превышение на доли секунды
+
avatar
0
Выходной ключ вылетает с радостным пшик при первом же КЗ. Радиатор приклеен на него и операционники. Видимо для «термостабилизации» :)).
Меню крайне запутанное. И до сих пор не понимаю этого гигантизма. Особенно при создании всеядного по питанию мобильного прибора. У вас что, нет разъемов 5.1х2.5 ???
+
avatar
  • VAlm
  • 27 июня 2020, 05:59
0
У меня при КЗ переходит в режим СС с ограничением тока. Никакого «пшик» пока не было.

У меня нет 3Д принтера. И начинку блока покажите, что используете в качестве питания?
+
avatar
  • VAlm
  • 27 июня 2020, 06:51
+1
Если конечно оставить настройки по умолчанию ограничение тока 4.1А и выставить напряжение 30В, а на входе мощный БП на 120 Вт, то конечно пшик будет сразу. Этот блок питания всего 35 Вт (и то под вопросом, надо смотреть область работы транзистора в даташит) может осилить.

Какой там стоит силовой ключ?
+
avatar
0
Ну он как бы на 50 Вт, 35 — это настройка по умолчанию.
OPP — Верхний порог входного напряжения;
Вы неверно расшифровали, это как раз и есть ограничение мощности, у вас на фото дефолтные 35Вт. Должен позволять установить до 50 Вт, но некоторым везет и лимит стоит повыше (от экземпляра зависит).
Но вот если хочется от него долговременной работы на таких мощностях — то как и в его обновленной версии с графическим экраном, надо менять ключ, диод на нормальные, ставить их на радиатор (родной приклеен поверх, тупо на пластиковый корпус), а также в идеале менять разделительный конденсатор.
+
avatar
0
У меня тоже не вылетает. Калибровал токовый диапазон на КЗ. Кстати обратите внимание как приклеен радиатор. Не все элементы под ним на одной плоскости (выравнивал дополнительной аллюминиевой подкладкой. Радиатор установил большего размера. К недостаткам хочу отнести то что не показывает маленькие токи. Обдув считаю нужен обязательно. Блок питания 65 Вт от старого ноутбука. Кому нужна 3d model на сайте grabcad.com.
+
avatar
+1
а есть смысл в таком кол-ве дырок?
я вчера аналогичным занимался, просверлил напротив радиаторов и греющихся элементов на плате. чтобы поток был мощнее в нужных местах
+
avatar
  • VAlm
  • 29 июня 2020, 09:11
+2
Конечно нет смысла. Воздух должен поток создавать от радиатора и на выдувное отверстие. Тут же никакого направленного потока, в вентиляторе смысла никакого, ибо воздух поступает откуда угодно, но не из области радиатора на силовом транзисторе. Потому мое мнение, корпус бестолковый.
+
avatar
+9
Тоже на этом модуле мини-БП




Внутри место под вентилятор 50х50 24В, заказал, ещё в пути
Питается от Meanwell EPS-65S 24В 2.7А
+
avatar
  • ploop
  • 27 июня 2020, 21:27
+3
Какой красавец!
Мой первый БП был на 15В 2А и размером с современный сварочный инвертор :)
+
avatar
0
Габариты чем меньше, тем лучше
если Вы берете ноутбук с собой, то от его БП отлично работает (не боится КЗ, например) такое
mysku.ru/blog/aliexpress/66363.html

меньше некуда :)))
+
avatar
  • and361
  • 21 сентября 2020, 08:57
0
серьезный недостаток — не работает на токах ниже 40-50мА.
т.е. если выставить СС 30мА выдает 1мА, если 40мА на выходе 25мА, что то похожее на правду начинается где то с 50мА когда на выходе 45мА.

банально, им сложно проверить маломощные светодиоды, заряжать небольшие аккумуляторы. Либо, ставить внешние приборы т.к. встроенные на малых токах показывают полный бред

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.