Regulovateľný zdroj Gophert NPS-1601

Regulovateľný zdroj Gophert NPS-1601
Elektrolab Pridal  Elektrolab
  367 zobrazení
6
 0
Recenzie napájacej techniky

Čínsky výrobca Gophert prináša na trh laboratórny napájací zdroj pod typovým číslom NPS-1601 s rozsahom napätia 0 V až 32 V a maximálnym výstupným prúdom 5 A. Toto zariadenie si môžete kúpiť v cene okolo šesťdesiat eur, takže je na mieste jeho rozsiahlejšia recenzia a aj jeho test.

Regulovateľný zdroj Gophert NPS-1601 si môžte kúpiť na tomto odkaze - klikni (Banggood)

Úvod k zdroju Gophert NPS-1601

Rozsah dodávky

Napájací zdroj je dodávaný v robustnej kartónovej krabici s kvalitným uzemneným napájacím káblom a krátkym, ale prehľadným anglickým návodom na obsluhu (aspoň nejakým).

Obsah balenia zdroja Gophert NPS-1601.

Laboratórny zdroj NPS-1601

Napájací zdroj je zabudovaný v robustnom hliníkovom profilovom kryte s rozmermi 12,0 cm x 5,5 cm x 17,0 cm a hmotnosťou iba 0,8 kg. Dva 4 mm výstupné konektory sú od seba vzdialené 27 mm. Dva zelené štvormiestne LED displeje s rozmermi 27 mm x 8 mm sú pomerne malé, ale stále dobre čitateľné aj z rôznych uhlov. Pod displejom sa nachádzajú štyri fóliové tlačidlá vo vzájomnej vzdialenosti iba 12 mm. Bohužiaľ nie je možné stlačiť tieto tlačidlá jednou rukou bez toho, aby ste druhou rukou držali zhora kryt zdroja. V opačnom prípade je jedinou reakciou na stlačenie tlačidla posunutie napájacieho zdroja po stole. Napravo od tlačidiel je enkóder, ktorý ovládate otočením doľava alebo doprava a stlačením. Nad týmto tlačidlom je šesť miniatúrnych LED diód, ktoré indikujú aktuálny stav zdroja a navolené funkcie. Na prednej strane napájacieho zdroja bohužiaľ nie je hlavný vypínač, čo sťažuje zapínanie prístroja nakoľko ten je umiestnený vzadu.

Predná strana zdroja.

Zadná strana napájacieho zdroja

Na zadnej strane je vypínač ON / OFF a zásuvka šasi IEC C14 pre pripojenie uzemneného napájacieho kábla. Posuvným prepínačom môžete zvoliť napájacie napätie od 198 Vac až 264 Vac alebo 100 Vac až 144 Vac.

Zadná strana zdroja.

Ovládací panel NPS-1601

Funkcia tlačidiel a LED je znázornená a vysvetlená na obrázku nižšie. Funkciou "LOCK" vypnete funkciu ostatných tlačidiel, aby ste náhodou nezmenili nastavené napätie a prúd. Pomocou tlačidla "ON / OFF" môžete zapnúť, alebo vypnúť výstup zdroja na výstupné konektory. V polohe OFF sa na displeji A zobrazí "OFF". Napájací zdroj si zachová posledné nastavenie napätia a prúdu, keď je vypnuté sieťové napätie. Po opätovnom zapnutí výstup prejde na tieto nastavenia. Môžete si však zvoliť, či bude na výstupe pri zapnutí sieťového napätia napätie alebo nie. Napájanie je pri dodávke nastavené na bez napätia. Potom musíte stlačiť tlačidlo "ON / OFF", aby ste na výstup priviedli napätie. Môžete to zmeniť dlhým stlačením tlačidla "ON / OFF". Na displeji napájania sa potom zobrazí "dON". Od tohto okamihu napájací zdroj dodáva napätie ihneď po zapnutí napájacieho napätia.
Stlačením tlačidla "WATT" obvod vypočíta dodaný výkon a umiestni tento výkon na A displej na tri sekundy.

Vyobrazenie predného panela s popisom ovládacích prvkov.

Nastavenie výstupného napätia a prúdu

Po pripojení napájania bude NPS-1601 v predvolenom režime nastavenia výstupného napätia. Stlačíte enkóder, pravá číslica V displeja sa rozsvieti jasnejšie. Napätie v rozsahu v kroku 10 mV môžete nastaviť otočením gombíka enkódera. Opakovaným stláčaním tohto tlačidla môžete robiť to isté pre rozsahy 100 mV, 1 V a 10 V. Týmto spôsobom môžete veľmi rýchlo nastaviť požadované výstupné napätie. Po krátkom stlačení tlačidla "V / A" môžete rovnakým spôsobom nastaviť aj prúd zdroja. Podľa diód LED "V" alebo "A" môžete zistiť, v akom režime nastavenia je zdroj aktuálne.

Technické špecifikácie NPS-1601

Podľa výrobcu tento výrobok spĺňa nasledujúce špecifikácie:

  • Prevádzkové napätie: 198 Vac ~ 264 Vac alebo 100 Vac ~ 144 Vac
  • Odber v kľude (pri 220 Vac): typicky 80 mA
  • Pracovná frekvencia: 45 Hz - 65 Hz
  • Výstupné napätie: 0,00 Vdc ~ 32,00 Vdc
  • Výstupný prúd: 0.000 A ~ 5.000 A.
  • Účinnosť pri plnom zaťažení: ≥ 87%
  • Presnosť voltmetra: ± 0,1% + 2 číslice
  • Presnosť ampérmetra: ± 0,1% + 3 číslice
  • Stabilita výstupného napätia: max. 30 mV.
  • Stabilita vstupného napätia: 5 mV max.
  • Stabilita výstupného prúdu: max. 50 mA.
  • Stabilita vstupného prúdu: max. 20 mA.
  • Zvlnenie a šum (od vrcholu po vrchol): menej ako 10 mV
  • Zvlnenie a šum (efektívne): menej ako 2 mV
  • Čas odozvy: max. 1,0 ms
  • Ochrana proti skratu
  • Prepäťová ochrana (OVP)
  • Nadprúdová ochrana (OCP)
  • Ochrana proti prehriatiu (OTP)

Elektronika v NPS-1601

Zjavne postavené na hlavu!

Po odskrutkovaní zadnej časti krytu sa na prekvapenie ukazuje, že elektronika nie je na spodnej doske, ale na hornej doske hliníkového krytu. To znamená, že teplo, ktoré sa rozptýli v komponentoch, nemôže stúpať voľne do priestoru, ale zohrieva dosku plošných spojov, čo nie je veľmi dobre pokiaľ si uvedomíte, že sa jedná o uzavretú konštrukciu, ktoré je navyše bez ventilátora! S určitým úsilím sa vám môže vysunúť spodnú dosku z bočných profilov, čo vám poskytne dobrý prehľad o elektronike napájacieho zdroja.

Hlavná doska plošných spojov

Hlavná DPS má rovnakú šírku ako skrinka a je upnutá do štrbín po stranách skrinky. Týmto spôsobom je ľahko možné upevniť výkonové polovodiče, ktoré sa majú chladiť, priamo z DPS na bočné panely. Napočítal som celkom šesť polovodičov, ktoré týmto spôsobom prenášajú rozptýlený výkon do krytu napájacieho zdroja.

Vnútorné prevedenie zdroja NPS-1601.

Prirodzene, že NPS-1601 pri svojej váhe a veľkosti pracuje na princípe spínaného napájacieho zdroja. Používa sa na to prevodník TNY286DG AC / DC od spoločnosti Power Integrations. Plne galvanicky izolovaná spätná väzba medzi primárnym a sekundárnym obvodom je zabezpečená optickým väzbovým členom. Toto oddelenie je tiež pekne vidieť na medenej strane veľkého hlavnej dosky pločných spojov, viď fotografia nižšie, čiže výrobca odviedol dobre pácu a pamätal na to nielen pri návrhu, ale aj pri výrobe.

Zobrazenie galvanického oddelenia medzi primárnou a sekundárnou stranou.

Sieťový prívod

Nepáči sa mi spôsob vedenia sieťového napätia v prístroji. Ako ukazuje nasledujúca fotografia, drôty sú celkom "šetrne" prispájkované k prepínaču a vstupnému konektoru sieťového kábla. Žiadne faston konektory alebo minimálne aspoň zaizolovanie teplom zmrštiteľnou bužírkou. Toto mohlo byť oveľa lepšie spracované! Čo sa mi vôbec nepáči, je spôsob zabudovania sieťovej poistky do prístroja. Žiaden držiak poistky poistky nehľadajte - nie je tu, ale iba sklenená poistka, ktorá je k prispájkovaná dvoma vodičmi.

Šetrenie na nesprávnom mieste v praxi.

Elektronika predného panela

Za predným panelom sú dva PCB. Jedna doska s plošnými spojmi obsahuje mikrokontrolér, ktorý má na starosti napájanie, LED diódy a enkóder. Ako radič sa používa 8 bitový mikrokontrolér typu STM8S105K4T6C. Druhá doska s plošnými spojmi obsahuje displeje a tlačidlá. Dva 4 mm výstupné konektory sú pripojené k tretej doske plošných spojov, na ktorej je tiež prítomný elektrolytický kondenzátor 470 μF s prevádzkovým napätím 35 V. To je teda dosť "tesné" pre napájací zdroj, ktorý podľa špecifikácie dokáže dodať na výstup až 32 V. Pochvala za dva krátke, ale pomerne hrubé vodiče, pomocou ktorých je výstupné napätie hlavnej dosky plošných spojov spojené s konektorovou doskou plošných spojov výstupu zdroja. Na tomto spoji veľa napätia neklesne, ani pri 5 A záťaži.

Detail ovládacej a riadiacej elektroniky predného panela zadroja.

Test zdroja NPS-1601

Maximálne napätie a prúd
Testovaný model bol nastaviteľný do 32.30 V a do 5.1 A.

Odpor voči zemy

Kovové puzdro je pripojené k uzemneniu sieťovej zástrčky. Zmeral som preto odpor medzi uzemnením v sieťovej zástrčke a jednou zo skrutiek na prednom panele, ktorý bol 0,056 Ω. Červený a čierny 4 mm konektor na prednej doske nie je pripojený k zemi.

Účinnosť zdroja

Spínané zdroje majú veľkú výhodu v tom, že sa v samotnom zariadení "stratí" len veľmi málo energie. Takýto napájací zdroj sa preto veľmi nehreje, ak je z neho odoberané veľké množstvo prúdu. Podľa špecifikácií zariadenie spotrebuje 80 mA bez zaťaženia pri sieťovom napätí 220 V a účinnosť je vyššia ako 87%. V nasledujúcej tabuľke sú uvedené namerané účinnosti pri výstupnom napätí 12 V. Kľudový výkon 11.8 W zodpovedá prúdu 51 mA pri sieťovom napätí 230 V. Stanovená účinnosť 87% sa preto nedosahuje za všetkých podmienok.

Dodávaný prúd pri 12V Výstupný výkon W Vstupný výkon W Účinnosť %
0 A - - - 11.8 W - - -
1 A 12 W 22 W 54 %
2 A 24 W 33 W 73 %
3 A 36 W 44 W 82 %
4 A 48 W 55 W 87 %
5 A 60 W 66 W 91 %

 

Presnosť nastavenia napätia

Napájací zdroj bol ponechaný na pätnásť minút zahriať sa a potom som nastavil výstupné napätie na rôzne hodnoty a nezaťažené výstupné napätie bolo zmeraný referenčným meradlom VC650BT s presnosťou ± 0,03%. Výsledky sú zhrnuté v nasledujúcej tabuľke. Uvedená presnosť ± 0,1% sa však nedosiahla. Skutočná presnosť je samozrejme vynikajúca.

Nastavené napätie V Namerané napätie V Percentuálny rozdiel %
1.000 V 1.0156 V + 1.56 %
2.000 V 2.0130 V + 0.65 %
3.000 V 3.0064 V + 0.21 %
4.000 V 4.0007 V + 0.01 %
5.000 V 4.961 V - 0.78 %
10.00 V 9.926 V - 0.74 %
15.00 V 14.967 V - 0.22 %
20.00 V 19.954 V - 0.23 %
25.00 V 24.939 V - 0.25 %
30.00 V 29.925 V - 0.25 %

 

Presnosť nastavenia prúdu

Referenčný multimeter bol teraz nastavený na meranie jednosmerného prúdu (presnosť ± 0,3%) a pripojený bol priamo k výstupom napájacieho zdroja. Potom bol nastavený skratový prúd na rôzne hodnoty. Výsledky sú opäť zhrnuté v nasledujúcej tabuľke.

Nastavený prúd A Nameraný prúd A Percentuálny rozdiel %
0.100 A 0.098 A - 2.0 %
0.200 A 0.196 A - 2.0 %
0.300 A 0.298 A - 0.67 %
0.400 A 0.398 A - 0.50 %
0.500 A 0.497 A - 0.60 %
1.000 A 0.998 A - 0.20 %
2.000 A 2.001 A + 0.05 %
3.000 A 3.002 A + 0.06 %
4.000 A 4.005 A + 0.12 %
5.000 A 5.007 A + 0.14 %

 

Vstupná stabilita napätia

Veľkosť výstupného napätia musí byť nezávislá od veľkosti sieťového napätia. Môže sa líšiť o desiatky voltov v priebehu dňa. Táto (ne)závislosť je vyjadrená pojmom "vstupná stabilita". Táto veličina udáva, o koľko mV sa výstupné napätie líši v stanovenom rozsahu sieťového napätia. Podľa špecifikácií má NPS-1601 vstupnú stabilitu max. 5 mV. Zdroj bol pripojený cez variak - nastaviteľný transformátor. Výsledky sú zhrnuté v nasledujúcej tabuľke a sú teda vynikajúce.

Vstupné napätie Výstupné napätie 12V / 3A
200 V 11.972 V
210 V 11.972 V
220 V 11.973 V
230 V 11.972 V
240 V 11.972 V

 

Výstupná stabilita napätia

Tento parameter samozrejme naznačuje, ako stabilné zostane výstupné napätie, ak zvýšite výstupný prúd medzi 0 mA a maximálnou hodnotou. Podľa špecifikácií môže nastavené napätie klesnúť maximálne o 30 mV, keď napájací zdroj zaťažíte na maximum. Tento parameter bol nameraný pri výstupných napätiach 5 V, 10 V, 20 V a 30 V a výsledky sú zhrnuté do jednej tabuľky. Napájací zdroj zodpovedá špecifikácii pri všetkých meraniach.

Výstupný prúd A Výstupné napätoe pri 5V Výstupné napätie pri 10V Výstupné napätie pri 20V Výstupné napätie pri 30V
0.000 A 5.003 V 9.993 V 19.977 V 29.969 V
0.500 A 5.002 V 9.992 V 19.975 V 29.964 V
1.000 A 5.001 V 9.989 V 19.974 V 29.967 V
2.000 A 4.998 V 9.988 V 19.970 V 29.962 V
3.000 A 4.997 V 9.986 V 19.968 V 29.959 V
4.000 A 4.992 V 9.982 V 19.967 V 29.957 V
5.000 A 4.989 V 9.978 V 19.967 V 29.955 V

 

Šum a zvlnenie výstupného napätia

Každý zdroj napájania spôsobuje na výstupnom napätí určité zvlnenie a určitý šum. Kvalitu zdroja preto určuje do veľkej miery tento parameter. Tieto rušivé signály sa vyskytujú pri napájacích zdrojoch, ktoré pracujú v spínanom režime, ako je napríklad NPS-1601. Na výstupné obvody napájacieho zdroja sa pri vysokej frekvencii privádza širšia alebo užšia časť nestabilizovaného napätia. Tieto obvody musia zmeniť spínané napätie na pekné jednosmerné napätie. Toto funguje iba čiastočne a časť spínacej frekvencie končí ako šum na výstupe napájacieho zdroja. Meraný bol šum a zvlnenie širokopásmovým milivoltmetrom a osciloskopom. Prvé zariadenie meria efektívnu hodnotu interferenčných signálov, druhé špičkovú hodnotu a úzke vrcholy rušenia.

Výstupný prúd A Zvlnenie napätia pri 5V Zvlnenie napätia pri 10V Zvlnenie napätia pri 20V Zvlnenie napätia pri 30V
0.000 A 1.0 mVeff 1.2 mVeff 2.7 mVeff 4.2 mVeff
0.500 A 5.5 mVeff 6.2 mVeff 3.7 mVeff 5.5 mVeff
1.000 A 6.8 mVeff 2.5 mVeff 4.7 mVeff 4.2 mVeff
2.000 A 7.0 mVeff 3.3 mVeff 4.5 mVeff 5.4 mVeff
3.000 A 6.8 mVeff 3.5 mVeff 4.7 mVeff 5.6 mVeff
4.000 A 6.8 mVeff 3.8 mVeff 4.8 mVeff 5.5 mVeff
5.000 A 7.1 mVeff 4.8 mVeff 4.8 mVeff 5.2 mVeff

Podľa špecifikácií je efektívna hodnota zvlnenia a šumu menšia ako 2 mV. Toto teda nie je ani omylom. Hodnota zhora nadol musí byť menšia ako 10 mV. Ako vyplýva z nižšie uvedeného oscilogramu, nie je to tiež splnené. Šum a zvlnenie výstupného napätia sa meralo pri 12 V a zaťažení 3 A a bolo približne 30 mV.

Oscilogram poukazujúci na zvlnenie napätia na výstupe o približnej úrovni 30 mV.

Spínacia frekvencia napájacieho zdroja

Ak sa vyššie uvedený oscilogram zväčší nastavením horizontálnej osi na menší čas, môžete získať predstavu o frekvencii, pri ktorej pracuje spínací zdroj. Meranie frekvencie osciloskopu zlyhá, čo je zavádzané šumom na signáli a zobrazuje nestabilnú a príliš vysokú frekvenciu (7,49 MHz). Vďaka kurzorovej funkcii každého digitálneho osciloskopu môžeme zmerať periódu jednej sínusovej frekvencie a osciloskop vypočíta spínaciu frekvenciu na 555 kHz.

Meranie spínanej frekvencie zdroja.

Prechodové javy

Ak zapnete výstupné napätie na výstupné konektory tlačidlom "ON / OFF", zdroj musí rýchlo zareagovať tak, aby nedošlo k prekročeniu nastaveného výstupného napätia. NPS-1601 to robí veľmi pekne, viď foto nižšie. Napájanie bolo nastavené na 30,00 V a zaťažené odporom 10 Ω. Po zapnutí bude tiecť prúd do záťaže o veľkosti 3 A. Ako je zrejmé zo zväčšeného oscilogramu, výstupné napätie sa bez chvenia zmení z 0 V na 30 V asi za 100 ms.

Rýchlosť reakcie zdroja na tlačidlo "ON / OFF".

Výstupné napätie sa tiež správa správne v prípade skratu. Napájací zdroj nastavený na 30 V a zaťažený 3 A bol skratovaný testovacím káblom. Na oscilograme nižšie môžete vidieť, ako sa chová výstupné napätie napájacieho zdroja počas aplikácie a po odstránení skratu. Červená čiara predstavuje zemný potenciál. Napätie nejde úplne na nulu, čo je dôsledkom skutočnosti, že merací kábel, ktorým je skratovaný napájací zdroj, má svoj určitý odpor, ktorý pri prúde 3 A klesá.

Reakcia zdroja pri skrate na výstupe.

Dynamické správanie sa zdroja NPS-1601

V praxi bude napájací zdroj zaťažený meniacim sa prúdom. Zvážte napríklad napájanie výkonového zosilňovača, kde sa môžu vyskytnúť veľmi vysoké prúdové špičky s frekvenciami niekoľkých kHz. Zámerom je, aby výstupné napätie napájacieho zdroja zostalo pri takom dynamickom zaťažení čo najstabilnejšie. Môžete to zmerať desiatkami rôznych spôsobov. Pre predstavu o správaní sa NPS-1601 bol zdroj nastavený na 12 V s pripojením na výstupe sériovým pripojením rezistora 4 Ω a MOSFETu. Tento MOSFET je spätný a vodivý s frekvenciou 1 kHz. Prúd napájaný zdrojom tak skáče 1 000-krát za sekundu z 0 A na 3 A. Na nižšie uvedenom oscilograme vidíte odchýlku výstupného napätia žltou farbou. Stupnica tohto signálu je 50 mV / diel. Modrý signál označuje signál, ktorým je riadený MOSFET. Aj v tomto ohľade sa NPS-1601 správa pekne, na výstupe sa neobjavujú žiadne čudné signály.

Reakcia zdroja na dynamickú záťaž.

Záver a zhodnotenie Gophert NPS-1601

Nevieme si predstaviť, že hobby nadšenec do elektroniky, ktorý si kúpi tento zdroj, nebude s jeho kúpou spokojný. V skutočnosti je možné tomuto zariadeniu vytknúť iba pár drobných detailov. Napríklad ako veľmi nepríjemné mi pripadá, že sa hlavný vypínač nenachádza na prednej strane zdroja. Je ale zrejmé, že takýto vypínač sa už nezmestí na prednú stranu a že splnenie tohto želania by preto malo za následok väčšiu skrinku a určite aj vyššiu cenu.
Model NPS-1601 poskytuje stabilizované a úplne nehlučné napájanie pre všetky vaše experimenty a zapojenia, preto ho môžem iba odporučiť.

Regulovateľný zdroj Gophert NPS-1601 si môžte kúpiť na tomto odkaze - klikni (Banggood)



Páčil sa Vám článok? Pridajte k nemu hodnotenie
 

     

Komentáre k článku

Zatiaľ nebol pridaný žiadny komentár. Pridáte prvý? Za obsah komentárov je zodpovedný užívateľ, nie prevádzkovateľ týchto stránok.
Pre komentovanie sa musíte prihlásiť.

Vyhľadajte niečo na našom blogu

Webwiki ButtonSeo servis