Обзор универсального (Buck-Boost) модуля DPH5005 с хорошими возможностями

Всех приветствую, кто заглянул на огонек. Речь в обзоре пойдет, как вы наверно уже догадались, о понижающее-повышающем (Buck-Boost) модуле DPH5005, предназначенным для постройки лабораторного источника питания. Отличительными особенностями данного модуля являются компактные размеры, большой диапазон входного напряжения, отличная точность измерения и установки параметров, а также наличие банков памяти для сохранения текущих настроек. Приборчик очень интересный, поэтому кто заинтересовался, милости прошу под кат.


Узнать текущую цену можно здесь


Общий вид модуля DPS8005:



Краткие ТТХ:


— Производитель — Ruideng Technologies
— Наименование модели — DPH5005
— Тип прибора – понижающее-повышающий (Buck-Boost) преобразователь
— Материал корпуса – пластик
— Диапазон входного напряжения – 6V-50V
— Диапазон выходного напряжения – 0,00V-50,00V
— Точность установки (разрешение) выходного напряжения – 0,01V
— Точность измерения напряжения: ±0.5% (2 цифры)
— Выходной ток – 0-5,000А
— Точность установки (разрешение) выходного тока – 0,001А
— Точность измерения тока: ±0.5% (3 цифры)
— Выходная мощность – 0-250W
— Дисплей – цветной 1,44”
— Количество банков памяти – 10
— Соединение с ПК – проводное (USB) и беспроводное (BT)


Дабы было легче ориентироваться в моделях, приведу краткое сравнение их возможностей:



Комплектация:


— Buck-Boost модуль DPH5005 (плата + дисплей)


— два соединительных шлейфа


— модуль проводной связи с ПК (USB)


— инструкция



Buck-Boost модуль DPH5005 поставляется в пластиковой упаковке (блистер):



Сам блистер помещается в простенькую пенопластовую коробочку с кучей «пупырки», поэтому модуль находится под надежной защитой и сломать его не получится даже у матерых российских почтовиков. К тому же, внутри блистера имеется защитный бокс из вспененного полиэтилена:



С торца коробочки имеется краткий перечень моделей с основными возможностями, дабы было проще ориентироваться во всем ассортименте компании:



Помимо самого модуля, в комплекте находится подробная инструкция на английском и китайском языках:



Хотелось бы отметить, что при покупке можно выбрать любой из трех вариантов комплектации: базовый модуль DPH5005, модуль с коммуникацией по USB или с коммуникацией по USB и Bluetooth соединению. Учитывая небольшую разницу в цене, я рекомендую присмотреться именно к максимальной комплектации, поскольку она позволяет управлять понижающим модулем по беспроводному Bluetooth соединению, не рискуя сжечь ПК в случае нештатных ситуаций.


Внешний вид:


Buck-Boost модуль DPH5005 представляет из себя набор из трех основных элементов (плата-преобразователь, дисплей и соединительные шлейфы) и предназначен для изготовления лабораторного источника питания посредством подключения к внешнему источнику питания, будь то сетевой блок питания (БП) или аккумуляторная батарея. Благодаря поддержке модулей коммуникации (USB или BT), есть возможность управлять устройством дистанционно, а также считывать показания и сохранять логи.


Подключение элементов Buck-Boost модуля DPH5005 очень простое и выглядит следующим образом:



В середине фото как раз таки расположены модули коммуникации. Внешнее питание подключается к клеммам «IN», выход подается с клемм «OUT».


Наибольший интерес представляют плата преобразователя и дисплейный модуль, поэтому рассмотрим их более подробно:



Стоит отметить, что дисплейные модули всех моделей практически одинаковы и имеют аналогичные габариты. Практически у всех на передней панели присутствуют лишь четыре кнопки управления, регулятор в виде энкодера и дисплей:



Пластиковый корпус модуля имеет выступающие борта и упоры для установки в различные корпуса, а их в ассортименте компании три модели (см. в конце обзора).


В данной модели задняя панель корпуса немного видоизменена. Она съемная и предназначена для более удобного подключения соединительных шлейфов:



Теперь непосредственно сама плата-преобразователь:



Она предназначена либо для понижения выходного напряжения, либо для повышения в зависимости от установок и входного напряжения. Плата достаточно компактная и подойдет для встраивания в большинство корпусов. Внешний вид со всех сторон:



В основе работы лежит SEPIC Controller LTC1871EMS (на отдельной плате), микроконтроллер управления STM32F100C8 и ШИМ-контроллер TL594C:



Также можно заметить сдвоенные силовые диоды Шоттки MBR20100CT, массивные дросселя и электролиты по входу и выходу (сборка из кондеров 330mF и 470mF на 63V). Диоды установлены на небольшом радиаторе 30ммх30мм через термопрокладку. Охлаждение активное, обороты регулируются автоматически:



Подключение осуществляется к клеммным колодкам, соседние контакты которых запараллелены. На входе и выходе присутствует по токовому шунту и по крохотному предохранителю на 20А:



С обратной стороны платы ничего интересного нет:



Плата-преобразователь и дисплейный модуль соединяются при помощи двух шлейфов:



Важно не перепутать колодки и подключать строго LCD -> LCD (вывод показаний) и KEY -> KEY (управление).


Поскольку у меня уже есть модуль беспроводной связи от другого модуля (они все одинаковые), то я выбрал модель с модулем проводной связи (вариант 2). Для подключения используется наиболее популярный разъем microUSB:



В основе работы лежит микросхема CH340G – преобразователь интерфейса USB в UART (мост USB-UART):



К сожалению, подключить два модуля связи одновременно нельзя, поскольку выход на плате DPS8005 всего один, но если добавить переключатель для выбора проводной или беспроводной передачи, то проблем быть не должно. В итоге, вся конструкция получается следующей:



Габариты:


Размеры платы-преобразователя и дисплейного модуля небольшие, всего 93мм*71мм*41мм (плата) и 79мм*43мм*41мм (плата). По традиции сравнение с тысячной купюрой и коробком спичек:




Управление:


Для нормальной работы желателен качественный источник питания, особенно если это сетевой БП. Он подключается к гнездам «IN+» и «IN-». Потребители подключаются, соответственно, к гнездам «OUT-» и «OUT+». Если в наличие имеется какой-либо модуль связи, то его необходимо подключить к соответствующему разъему на плате.


Управление у большинства этих моделей одинаковое:



1) кнопка M1 – установка выходного напряжения, перемещение в меню вверх, ярлык для групп предустановок М1
2) кнопка SET — переключение основного меню и меню настроек. При удержании кнопки заносятся параметры в память
3) кнопка M2 – установка ограничения выходного тока, перемещение в меню вниз, ярлык для групп предустановок М2
4) многофункциональный дисплей – вывод информации о текущих параметрах
5) энкодер-кнопка – установка нужного значения параметра (больше/меньше), пролистывание меню, перемещение по ячейкам (регистрам) при нажатии
6) ON/OFF — включение-выключение выходного напряжения


Основное (вверху) и дополнительное (внизу) меню дисплея:



Элементы основного меню:
1,2) текущая предустановка вольт/ампер
3,4,5) текущие показания напряжения, тока и мощности
6) входное напряжение с внешнего источника питания
7) индикатор блокировки настроек параметров
8) значок «нормального» режима
9) индикация режима CV (стабилизация напряжения) или CC (ограничение по току)
10) индикация банка памяти (М0-М9)
11) индикация включения/выключения выходного напряжения


Элементы дополнительного меню предустановок:
12) установка выходного напряжения
13) установка выходного тока
14) установка предельного напряжения
15) установка предельного тока
16) установка предельной мощности
17) установка уровня яркости дисплея (6 уровней яркости)
18) индикация занесения настроек в банк памяти
19) текущие показания напряжения и тока


Итого, управление достаточно простое. При подключении к компьютеру, кнопки на модуле блокируются. Из минусов можно отметить лишь не слишком удачное расположение кнопки питания, а в основном все просто и удобно.


Подключение к компьютеру:


Для подключения к компьютеру необходимо подключить нужный модуль связи (BT или USB) к основному модулю DPH5005 посредством комплектного шлейфа. В случае проводного соединения, необходимо с помощью интерфейсного USB -> microUSB кабеля (с интерфейсными DATA питами) подключить модуль к USB разъему компьютера. После установки драйверов в системе должен появиться виртуальный COM порт:



Далее запускаем приложение DPH5005, выбираем нужный COM порт и жмем «Connect»:



Управление с модуля при этом блокируется, показания передаются программе:



Функционал программы хороший.


Тестирование:


Для тестирования и сравнения результатов я буду использовать простенький стенд из регулируемого БП Gophert CPS-3010 и True-RMS мультиметра UNI-T UT61E. Дабы исключить холивары по поводу погрешности приборов, приведу сравнение показаний мультиметра и вольтметра с источником образцового напряжения (ИОН) на базе самой точной из серии микросхемы AD584LH:



Сравнение показаний БП и других приборах есть в моих прошлых обзорах, повторяться не буду.


Минимальное входное напряжение составляет около 4V, при заявленных 6V, правда при напряжении менее 4,5V начинает тускнуть подсветка. В данный момент я не располагаю источником питания с напряжением выше 50V, поэтому измерить максимальное рабочее входное напряжение не могу. В тестах максимум будет 32V. Как и у всех моделей RD, на дисплейном модуле присутствует кнопка ON/OFF, которая позволяет отключать выход модуля от нагрузки. Очень удобная функция.


Теперь проверим погрешность модуля в режиме понижающего преобразователя (Buck), когда входное напряжение источника питания выше выходного. На фото ниже, напряжение на входе 12V, а на выходе 10V:



Как видим, при установке на выходе 10,00V напряжение составило 10,002V. Напомню, что заявленная точность модуля 0,5%, поэтому показания вписываются в погрешность просто с огромным запасом.


Далее установим на выходе ровно 0,15V (верхняя строка SET). Прибор показывает 0,15V, а мультиметр – 0,149:



Показания точны вне зависимости от выходного напряжения, будь то десятки вольт или десятые доли вольта.


Далее на очереди работа в режиме повышения напряжения (Boost). Напряжение на входе 12V, а на выходе 30V:



К сожалению, на этом диапазоне проверить мультиметр ИОН’ом не могу, но соответствие очень хорошее. Максимальное напряжение, которое можно установить на выходе составляет 50V:



Здесь стоит учитывать основную особенность повышающих (Boost / Step-Up) преобразователей – повышение напряжение осуществляется за счет тока. Физику никто не отменял и данная схема соответствует закону сохранения энергии: мощность на выходе равна мощности на входе минус потери. Примеры смотрите ниже.


Теперь очередь дошла до проверки соответствия показаний тока. Для этого включим мультиметр последовательно с нагрузкой. Первым на очереди режим «понижайки»: на входе 12V, на выходе 5V, ток нагрузки 1А. Как видно по фото, показания тока соответствуют:



Напомню, производитель заявляет установку до тысячных долей ампера и погрешность в 0,5%. На примере выше КПД модуля составляет около 73%, т.к. на входе около 6,85W (0,57А * 12V), а на выходе ровно 5W (1А * 5V, см. на дисплее). Скажем так, не густо, поскольку заявленный производителем КПД составляет около 85%.


Идем далее, в этом же режиме поднимаем ток нагрузки до 5А (максимальный выходной ток преобразователя). Показания опять находятся в пределах погрешности с большим запасом:



Для интереса посмотрим КПД модуля DPH5005 в этом режиме. На входе около 33W (2,75А * 12V), а на выходе 25W (см. на дисплее). КПД составляет около 76%. Но здесь стоит сделать поправку на потери в соединительных проводах, ибо при 5А присутствует «неплохая» просадка напряжения и потери на нагрев проводов.


Следом на очереди режим «повышайки» при максимальных токах. На фото ниже на входе около 86W (7,24А * 12V), а на выходе почти 75W (5А * 15V), показания соответствуют:



КПД модуля DPH5005 в этом режиме составляет около 87%. Получается, что КПД в режиме повышения напряжения выше, чем в режиме понижения.


Еще один пример повышения напряжения с 12V (на входе) до 20V (на выходе):



Здесь четко видно, что повышение осуществляется за счет тока входного источника питания, поэтому при питании от аккумуляторных батарей учитывайте их максимальный ток отдачи и просадку напряжения под нагрузкой, а также их защиту. При таком режиме (12V->20V), с входного БП Gophert CPS-3010 снимается 9,6А, при максимальных 10,5А. Не трудно догадаться, что в таком режиме БП просто «не вытянет» дальнейшее повышение напряжение с этой нагрузкой (5А), поэтому придется поднять входное напряжение БП до 20V. К сожалению, более мощной нагрузки у меня нет, поэтому ограничусь 150W при максимальном выходном токе модуля в 5А:



КПД модуля DPH5005 в этом режиме составляет около 91%. На входе около 164W (8,2А * 20V), а на выходе почти 150W (5А * 30V). Получается, чем выше нагрузка, чем КПД модуля выше.


Ссылки на некоторые другие изделия Ruideng Technologies:


Темный DIY корпус ЗДЕСЬ



Светлый DIY корпус ЗДЕСЬ



Высокий DIY корпус ЗДЕСЬ



USB тестер RD UM25C/UM25 с логированием показаний ЗДЕСЬ



Генератор сигналов JDS6600 ЗДЕСЬ



Итого, Buck-Boost модуль DPH5005 показал себя с хорошей стороны. Он компактный, удобный в работе. Может использоваться от любого сетевого адаптера (к примеру, БП ноутбука) или от аккумуляторной батареи, превратив их в полноценный лабораторный источник питания. Рекомендую к покупке…


Узнать текущую цену можно ЗДЕСЬ

7 комментариев

ldhn
Может глупость спрошу, но все же: если нагрузить выход преобразователя точность установок по вольтажу сохраниться?
LLO
Модуль+корпус+БП vs. Готовый ЛБП
Waldemarik
Цена снижена на сутки, точнее чуть менее суток, ;-)
A-Gugu
Тут такое дело, те кто на хоботе в этом нуждается ( http://forum.ixbt.com/?id=48), вообще в обзорах такой техники не нуждаются, ибо они сами с усами, да и сюда не заходят. А так получается что один и тот же состав, на разных сайтах, друг другу обзоры пишете :)

Добавить комментарий