Регулируемый лабораторный источник питания, работающий от USB: компактные питальники для автономной работы

Небольшой обзор новых и необычных USB-модулей, которые являются источниками питания. Устройства предусматривают стабилизацию тока и напряжения, поддерживают современные протоколы быстрой зарядки и работают от USB источника, позволяя получить до 30 Вольт (в режиме стабилизации напряжения) или до 2 Ампер (в режиме стабилизации силы тока). Это хорошие варианты для самоделок, которые можно встраивать в устройства. А в связке с павербанком модули обеспечивают автономное питания, позволяя производить тестирование и проверку устройств. 

 Основное применение — резервное или автономное питание различных устройств от внешних аккумуляторов. У некоторых моделей присутствует встроенный зарядный диод — можно выставить необходимое напряжение для зарядки аккумуляторных батарей. Про эти и другие источники питания у меня была отдельная статья.

Постараюсь рассказать про каждый чуть более подробнее.

 Начну с нового DP3A, который представляет собой компактный модуль питания с возможностями лабораторного источника питания: стабилизация тока и напряжения с точностью до 0.01 единицы. В модуле предусмотрена поддержка быстрой зарядки (QC3.0 и другие протоколы), защита порта USB от превышения по мощности, обратный диод для зарядки аккумулятора — можно спокойно заряжать батареи напрямую от этого устройства, просто выставив нужный ток.

Проверить цену на модуль DP3A для питания от USB

 Характеристики:
Модель: WUZHI DP3A 
Вход: 4-13 V
Выход:  0.5-30 V
Ток: 0-2A
Мощность: 15W
Тип стабилизации: CC/CV
Триггер быстрой зарядки: QC2.0, QC3.0, AFC, FCP, SCP, AUTO
Интерфейс: USB-A,  USB-C,  MicroUSB,  клеммы, USB-A на выходе

 Второй модуль DP2F — попроще и чуть подешевле, с аналогичными возможностями, но с сегментным дисплеем (4 х 7 разрядов). Точность установки 0,1, также имеет триггеры QC. 

Проверить цену на модуль DP2Fдля питания от USB

Характеристики:
Модель: ZK-DP2F
Вход: 4-13 V
Выход:  0.5-30 V
Ток: 0-2A
Мощность: 15W
Тип стабилизации: CC/CV
Триггер быстрой зарядки: QC2.0, QC3.0, AFC, FCP, SCP, AUTO
Интерфейс: USB-A,  USB-C,  MicroUSB,  клеммы

 

 А третий вариант более интересен для того, чтобы припаять его насовсем в какую-либо самоделку, выставив нужное напряжение. Для этого и предусмотрены контакты под пайку или стандартные пины через 2,54 мм. На входе есть коннектор USB и MicroUSB. Стоит рублей 80, дешевле только встраиваемые DC-DC платы.

Проверить цену на модуль XY-UP для питания от USB

 Характеристики:
Модель: XY-UP
Вход: 4-12 V
Выход:  0.5-24 V
Мощность: 3W
Тип стабилизации: CV
Триггер быстрой зарядки: Нет
Интерфейс: USB-A, MicroUSB,  клеммы, пайка

 Естественно, что XY-UP самый компактный модуль из перечисленных. 

 А вот остальные два имеют подобие корпуса — отрезки плат и акриловых пластин на стойка.

 Конструктив сходный, у DP3A (слева) и DP2F (справа) собран одинаковый импульсный DC-DC преобразователь со стабилизацией и с входом в пределах от 4 до 13 Вольт. Отличия в дисплее, плюс у DP3A дополнительный выход USB-A, удобные клеммы с быстрым зажимом и дополнительная кнопка триггера.

 Все перечисленные в статье варианты имеют пассивное охлаждение. Конечно, оно рассчитано на работу в пределах 15 Вт. Но тем не менее, будьте внимательны при долговременном включении в предельных режимах.  

 Внешний вид платы модуля DP3A. Слева входные коннекторы USB-A, USB-C, MicroUSB, то есть питать можно и с кабеля.

Справа быстрозажимные клеммы (красный плюс, серый минус, об этом свидетельствует маркировка на плате и на корпусе). Предусмотрен выход USB-A (гнездо) для подключения стандартными кабелями нестандартной нагрузки. Справа два переменных резистора для установки режимов питания CV (стабилизация по напряжению) и CС (стабилизация по силе тока). Кнопка слева внизу ON включает и отключает выход, справа у дисплей SW переключает режимы, плюс выбирает контекстные значения в меню. Крайняя кнопка внизу — Триггер, для активации и переключения протоколов быстрой зарядки. 

 Похожая компоновка платы и у модуля DP2F. На фотографии видно аналогичный по составу и мощности DC-DC преобразователь, слегка перекомпонованный, те же самые емкости, два переменных резистора (CV/CC).  Слева входные интерфейсы: USB-A, USB-C, MicroUSB. А на выходе одинокие винтовые клеммы. Как и у DP3A, установлен мощный диод на выходе, так что и эта модель поддерживает прямую зарядку аккумуляторов.

 Самый простой и доступных вариант — XY-UP. Имеет простой дисплей, что, в отличие от простых плат-преобразователей DC-DC, позволяет контролировать выставленное напряжение. Из регулировок — один переменный резистор для установки выходного напряжения (CV). Регулировки силы тока нет. Сам по себе преобразователь «слабоват», всего 3W. С другой стороны, этого может быть достаточно. Выход — винтовые клеммы и места под пайку. Вход: USB-A и MicroUSB. Одна единственная кнопка включает и выключает выход.

 Сразу хочу обозначить  отличия DP3A от других вариантов, каких еще существует огромное множество. В том же магазине можете найти модификацию DP3D, который отличается, по большому счету, только многофункциональной кнопкой-энкодером. Корпус DP3A сделан из красных акриловых панелей, на обороте надпись WUZHI. Используемые быстрозажимные клеммы удобнее, чем винтовые, а в качестве выхода можно использовать стандартные кабели с USB.

 Для и входное напряжение от источника можно подключить по кабелю. На выбор USB-C или MicroUSB.

 Для оценки качества модуля я использую стенд для проверки в составе:

USB тестер RD UM34 (вход)

USB тестер RD UM25 (выход)

Электронная нагрузка  LD15 15W

Внешний аккумулятор ZMI Aura QB821 с QC3.0 18W (обзор)

 Для начала подключаю оба устройства («питальника») к USB выходу павербанка. Естественно, без нагрузки, на холостом ходу (ХХ). Оба модуля сразу автоматически включили триггер по питанию (индикация QC2.0).

 Кстати, можно вручную установить конкретный протокол программного триггера быстрой зарядки. Доступны: QC2.0, QC3.0, AFC, FCP, SCP, AUTO (режим автоматического перебора).

В автомате подключается без проблем. Загорелась индикация FC (Fas Charge, быстрая зарядка) и активировался протокол QC2.0, по которому на выход павербанк выдал 12 Вольт. В этом режиме мы можем потреблять аж до 1,5А, что, с учетом КПД устройства, будет достаточно. 

Выкручивать почти на максимум регулятор напряжения. Устанавливаю 24 Вольта. На нагрузке даю ток чуть более 0,5 Ампера. В сумме примерно 13 Вт, с учетом КПД потребляется 17,6 Вт. Неплохо для такого компактного устройства. Потянет для проверки мощных светодиодных сборок (30 Вт запитает, еще 50-100 Вт можно будет проверить на «живучесть»).

Чуть снижаю напряжение. На выходе «питальника» 20 Вольт и 0,75А. Это уже получилось ближе к предельной выходной мощности — 14,6 Вт. Потребляет 12В/1,65А (19,6 Вт).  

Опять снижаю. И подкручиваю ток на нагрузке. 15 Вольт и 1 Ампер. Вполне годное питание для устройств. 

А вот если крутить переменный резистор стабилизатора тока, то можно переключиться в режим стабилизации по току. Максимально, что может данное устройство, это выдавать 2 Ампера в пределах той же общей мощности (до 15 Вт).

 Для сравнения я повторил тесты для модуля питания DP2F. Все полностью аналогично, выходные параметры те же самые. Пример — 24 Вольта и 0,55 Ампера.

Что касается модуля XY-UP, то тут все весьма скромно. Выделю основные преимущества: компактность и простота. На дисплее из трех символов по кругу индицируется напряжение -> сила тока -> мощность. Компактный размер позволяет встроить его в какую-нибудь коробку с самоделкой, выставив дисплей наружу. И питать компактное устройство от USB. Пример — можно заряжать аккумуляторы от USB !!!

 Отмечу корректное срабатывание защиты. Конкретно на фотографии защита по общей мощности (OPP). Есть также и защиты OVP/OCP/OTP.

Ну и в конце выполнил проверку точности тестером. Тестер, кстати с инверсным EBTN дисплеем. Весьма интересная моделька. 

Показания: 11.30 Вольт. Совпадает.

 Показания: 20.00 Вольт. Тестер показывает, что модуль питания завышает показания на 0,02 В или 0,1%. 

Показания: 25.00 Вольт. Тестер опять показывает, что модуль питания завышает показания на 0,02 В или 0,1%.  Весьма неплохо, это точность недорогого лабораторного источника питания.

 На пределе диапазона (30 Вольт) разница составила чуть больше, это 0,06 Вольта или 0,2%. Ну что ж, проверку точности устройство выдержало. 

 Пара слов про полезный режим стабилизации тока (СС). Для проверки светодиодов и других элементов, требующих токовое питание можно использовать данные модули питания в режиме СС. Просто ограничиваем силу тока до требуемых.

 О режиме СС свидетельствует соответствующая индикация режима (верхний светодиод).

В данном случае я ограничил ток до 25 мА, что достаточно для проверки партии светодиодов на работоспособность.

 А в быстрозажимные клеммы очень удобно вставлять стандартные выводные компоненты. Для примера стандартный светодиод AL307B. Также легко проверить в режиме стабилизации тока.

В любом случае, все указанные варианты — хорошие модули питания для самоделок. Всегда пригодятся модули питания, позволяющие сделать до 30 Вольт от любого USB источника.  Фактически, это карманный лабораторный источник питания. Правда ограничена максимальная мощность до 15Вт из-за спецификаций USB. Отмечу, что есть защиты по превышению и стабилизация. В режиме стабилизации тока (режиме СС) можно проверять и питать светодиоды. Также предусмотрен защитный диод для прямой зарядки аккумуляторных батарей.

Тема интересная, буду продолжать радовать вас интересными новинками))) 

16 комментариев

109096758873086172595@google
Прикольно) Я китайцам завидовать начинаю их охвату всего и всея в мире электроники))
lexus08
И быстроте производства. Бац-бац и в продакшн
mighty3d
ага, без проверок, сертификации и каких-либо гарантий ))
102437969818538107107@google
И, главное, без документации. Что дает нам умственную гимнастику ;)
Moonlight04
Да они молотки. Поняли что Коммунизм надо быстро реформировать в капитализм и вот пару десятков лет и уже лидирующая экономика, которая производит абсолютно все.
lexus08
вот только это товарная экономика. спрос падает — и идут необратимые последствия. Это как паровоз, который не остановить. Нужно производить чтото и продавать много постоянно…
fombat
Тупой вопрос, но — стабилизация по току подразумевает и фиксированное напряжение же? То есть, выставляется для нее всегда 2 значения (ток и напряжение)?
lexus08
вы источниками питания пользовались? лабораторными.
вы выставляете нужное напряжение и ограничение по току. Если ток превышает ограничение, то источник переходит в режим СС.
если вам нужно именно токовый режим, то вы снижаете установку тока до активации СС. В этом случае напряжение не удерживается — главное ток.
lavik87
Например для светодиодов главное ток. А напряжение не имеет сильного значения, Вот если превысить ток, тогда перегорит вмиг.
Так что нужно иногда регулировать ток, а иногда напряжение.
fombat
Не пользовался лабораторными. Светодиоды ж тоже имеют номинальное напряжение, посмотрел сейчас — Cree пишет ток для 6В и 12В для xhp50.2 например, и он так же вдвое отличается (3A и 1.5А).
Вообще плохо представляю устройство, которому пофиг на напряжение.
murka
Хм, цена по ссылке из статьи откровенно завышенная. Купил на али, где подешевле, оно и в поиске первое.
lexus08
ужас. на пару центов? я не искал специально левые предложения в непонятных магазинах. дабы не устраивать лотерею, дал ссылку там, где приобретал сам.
murka
Скорее, на пару долларов. И да, как я уже сказал, мой магазин понятнее твоего.
pvvx
Для «поделок» обычно требуется 3.3В и ограничение тока, без броска разряда большой емкости, чтобы не сжечь устройство при случайных замыканиях. Измерьте ток замыкания, а то обзор не о чем. Пример — включаем выход 24В и ограничение в 10 мА, и подключаем индикаторный светодиод. Хорошо ему будет от разряда на него 24В электролита в дцать микрофарад? :)
И где замер пульсаций и стабильности выходных значений?
Последний раз редактировалось
pvvx
Это не “лабораторный источник питания”, а простейший регулируемый DC-DC с индикатором. Дешевая подделка для не разбирающихся.

Добавить комментарий