Настольный источник питания RD6006 от RiDen

Настольный источник питания RD6006 от RiDen изготовлен для тяжелых условий эксплуатации, в нем реализован принцип цифрового регулирования импульсного блока питания для обеспечения выходного напряжения постоянного тока в диапазоне 0-60 В при токе 0–6 А. Устройство поставляется в виде набора в различной комплектации.

Одной из причин выбора этой модели является то, что она поставляется в виде комплекта деталей, а не как готовое устройство. Любой настоящий электронщик или радиолюбитель скажет вам, что сборка чего-либо самостоятельно всегда доставляет удовольствие и дает определенный уровень удовлетворения, особенно когда собранно устройство заработает.

Рисунок 1. Комплект настольного блока питания RIDEN RD6006

Комплект RD6006

Комплект блока питания постоянного тока RIDEN RD6006 доступен для заказа в магазине RD Official Store. Это не обычный комплект, в котором вам придется припаивать компоненты к печатной плате. Это скорее всего своеобразный конструктор. Все поставляемые модули достаточно соединить вместе внутри корпуса с помощью всего лишь отвертки, без необходимости использования паяльника. Отдельные модули уже протестированы и откалиброваны, но об этом позже.

Ключевые особенности блока питания RIDEN RD6006:

> Напряжение сети: 115/230 В (стандартно)

> Выходное напряжение: 0 до 60 В

> Выходной ток: от 0 до 6 А

> Максимальная выходная мощность: 360 Вт

> Дискретность измерения входного напряжения: 10 мВ

> Дискретность измерения тока: 1 мА

> Диапазон измерения емкости заряда: 0-9999,99 Ач;

> Диапазон измерения емкости энергии: 0-9999,99 Втч

> Остаточная пульсация выходного сигнала: 100 мВ VPP (при максимальной нагрузке)

> Дисплей: цветной ЖК-дисплей 2,4 дюйма.

> Управление: клавиатура, поворотный регулятор, USB, Wi-Fi

> Модуль Wi-Fi: ESP12F

Руководство по сборке RD6006

При отсутствии прилагаемых инструкций по сборке вам помогут эти рекомендации. Все, что вам для этого понадобится, — это средний размер крестовой отвертки, очень маленькая плоская отвертка и маленькие плоскогубцев для захвата гаек или гаечные ключи. Могу подтвердить, что паяльник вам не понадобится. Мне удалось довольно быстро собрать все это на кухонном столе.

Рисунок 2. Состав моего комплекта: 2а + 2b-модуль электроники, включая переднюю панель, а также датчик температуры и предохранитель SMD; c-мелкие механические детали, дополнительный вентилятор, включая плату управления, кабель, розетку и выключатель; d-корпус из листовой стали, e-стандартный блок питания открытого типа мощностью 400 Вт; f- модуль Wi-Fi ESP12F; g- входящий в комплект сменный предохранитель SMD на 10 А

Начинаем сборку блока питания, для этого нужно открутить восемь винтов с потайной головкой М3 x 5, которыми крепится крышка корпуса из серого листового металла. Теперь вставляем сетевой выключатель и розетку IEC в вырезы на задней панели (рисунок 3). Выключатель фиксируется на защелках, а розетка крепиться на два винта с гайками М3. Далее тремя черными винтами М3 х 5 нужно прикрепить небольшую плату с контроллером вентилятора.

Рисунок 3. Монтаж выключателя питания, розетки IEC, вентилятора и печатной платы с устройством управления вентилятором.

Крепить вентилятор в корпус немного сложно: так как выемки под гайки на вентиляторе имеют круглую форму, то при завинчивании винтов гайки нужно чем-то зажать. На рисунке 4 показано, как использовать тонкую отвертку для фиксации гайки. Вентилятор расположен так, что его кабель находится справа, как показано на рисунке.

Рисунок 4. Отвертка с тонким концом предотвращает вращение гаек во время затяжки.

Теперь необходимо прикрутить встроенный субблок питания открытого типа (рисунок 5) к корпусу с помощью четырех винтов M4 x 6 с полукруглой головкой. Убедитесь, что колодка для подключения источника питания находится у задней стенки корпуса.

Четыре резиновые ножки устанавливаются по углам корпуса с помощью винтов М3 x 5.

Рисунок 5. Задняя часть металлического корпуса.

Блок питания крепится четырьмя винтами M4x6, а четыре резиновые ножки — винтами M3x5.

На рисунке 6 показано подключение всех частей. Стоит сказать, что клеммы на субблоке питания должны быть надежно но не слишком сильно затянуты.

Рисунок 6. Все детали установлены и подключены.

На рисунке 7 показана колодка для подключения субблока питания крупным планом.

Рисунок 7. Подробный вид. Будьте особенно осторожны при закреплении проводов, по которым будет поступать сетевое напряжение.

Всегда следует дважды проверять подключение оборудования, которое будет питаться от сети. Все провода поставляются готовыми и соответствующей длины, с лужеными концами, с кабельными наконечниками или вилками. Прежде чем вставить переднюю панель в корпус, как показано на рис. 6, необходимо подключить прилагаемый модуль Wi-Fi ESP12F к задней части платы модуля передней панели. На рисунке 8 показана передняя панель с обратной стороны с прикрепленным модулем Wi-Fi.

Рисунок 8. Передняя панель с прикрепленным модулем ESP12F

Под этим модулем находится батарейный отсек для размещения элемента питания CR1220. Зеленую 2-контактную клеммную колодку с надписью «Входное напряжение» можно снять и прикрутить с помощью более длинного красно-черного кабеля, а затем снова подключить.

После этого необходимо прикрутить крышку обратно на корпус. Собранный настольный блок питания должен выглядеть так, как показано на рисунке 9.

Рисунок 9. Блок питания в собранном виде

Эксплуатация и настройка RD6006

Прежде, чем приступит к эксплуатации еще несколько комментариев:

1) Цветной дисплей очень информативен и показывает больше информации, чем необходимо.

2) В показанном стандартном режиме (есть еще один, который показывает «тренды») вы можете просмотреть текущие четырехзначные значения напряжения (зеленый), тока (синий) и мощности (фиолетовый).

3) В правом верхнем углу вы можете увидеть входное напряжение в субблок регулятора напряжения. Оно же является выходным напряжением субблка питания закрытого типа, которое отображается как «INPUT». Также здесь отображается установленные значения напряжения (U-SET) и тока (I-SET), а ниже установленные значения срабатывания защиты по напряжению (OVP) и току (OCP).

Рисунок 10. Назначение позиций дисплея

На рисунке 11 показаны четыре различных рабочих состояния. На рисунке 11а показано что, текущие значения напряжения и тока равны нулю, поскольку выход блока питания отключен. Когда вы нажимаете кнопку ON/OFF справа под поворотным регулятором, она загорается и на выход подается выходное напряжения. На рисунке 11b можно увидеть, что на дисплее отображается выходное напряжение 5,00 В, которое точно соответствует установленному значению. Так как к блоку питания не подключена нагрузка ток не течет – блок питания находится в режиме стабилизации напряжения (CV внизу белым цветом). Мои измерения показали ровно 4,996 В, что составляет незначительную погрешность -0,08%, указывающую на то, что источник питания был правильно откалиброван.

Рисунок 11. Отображение в четырех различных режимах. а-выход выключен; b-выход с активным напряжением 5 В; c-выход макс. 59,14 В при входном = 60,13 В; d-Выход 59,96 В при входе = 62,56 В.

На рисунке 12с показана попытка установить максимально возможное выходное напряжение, но я добился только 59,14 В вместо номинального значения 60,00 В. Почему такое расхождение? Настольный блок питания состоит из стандартного субблока питания закрытого типа, выдающего фиксированное напряжение 60 В, подаваемого в секцию регулятора-стабилизатора (рисунок 12). Регулятор-стабилизатор изменяет это напряжение в диапазоне от 0 до 60 В и выдает на выход. Небольшая потеря напряжения, вносимая стабилизатором, означает, что его входное напряжение должно быть выше максимального напряжения на его выходе (то есть на выходе блока питания).

Рисунок 12. Соединение субблока питания и регулятора-стабилизатора

Мы можем исправить ситуацию, настроив выходное напряжение субблока питания чуть выше 60 В. Я увеличил это входное напряжение, отрегулировав небольшой белый потенциометр на одном конце клеммной колодки, показанной на рисунке 13.

Рисунок 13. Регулировка выходного напряжения субблока питания

Теперь, отрегулировав входное напряжение до 61,5 В, вы действительно можете установить выходное напряжение до 60,00 В. Чтобы избежать каких-либо проблем под нагрузкой, я увеличил значение еще больше, чтобы дать небольшой запас. На рисунке 11d показано, что входного напряжения 62,56 В достаточно, чтобы обеспечить выходное напряжение 60 В даже при полной нагрузке. При токе 5,885 А выходное напряжение составляет 59,96 В. Мой мультиметр показал напряжение 59,94 В, что указывает на совершенно незначительную погрешность. Таким образом, после внесения некоторых регулировок настольный блок питания стал работать идеально. Охлаждающие вентиляторы работают тихо, а внутренняя температура достигла 29 °C только через 15 минут при выходной мощности 353 Вт.  

Выходной уровень шума

В целом верно, что выходное напряжение, создаваемое импульсным источником питания бюджетного уровня, будет электрически более «шумным», чем напряжение, создаваемое линейным источником напряжения. Я подключил осциллограф к выходным клеммам для измерения уровня шума и пульсаций. На рисунке 14 показан шум выходного напряжения при четырех различных значениях нагрузки.

Рисунок 14. Снимки экрана с уровнями шума выходного напряжения при четырех различных значениях нагрузки

Первое, что следует отметить, это отсутствие сигнала «наводки» частотой 50 или 100 Гц на выходном напряжении – это очень хорошо.

Используя закрытый вход осциллографа и увеличив масштаб, я смог увидеть шум на уровне выходного постоянного тока. При развертке 2 мкс/дел были видны периодические сигналы с частотой повторения около 115 кГц — вероятно, это частота переключения регулятора. Наблюдения формы шума на уровне выходного напряжения проводились осциллографом при отсутствии подключенной нагрузки. Размах напряжения (peak to peak – двойная амплитуда) пульсации и шум составляют около 22 мВ (рис. 14а).

При относительно небольшой нагрузке в 5 Вт (рис. 14б) частота повторения шумовых всплесков падает примерно до 70 кГц с размахом 130 мВ. Дополнительная фильтрация на выходе поможет уменьшить амплитуду шума. При умеренной нагрузке 36 Вт (рис. 14в) частота повторения выбросов осталась прежней, но форма шумового сигнала стала более треугольной, а уровень шума стал порядка 70 мВ. Увеличив мощность нагрузки до 200 Вт, можно увидеть (рисунок 14г), что уровень шума треугольной формы почти удваивается и составляет примерно 130 мВ. Это превышает максимальное значение 100 мВ (размах), указанное производителем, но вполне приемлемо для большинства задач, выполняемых мощным цифровым настольным источником питания.

Особенности блока питания

В блоке питания также имеется функция уделенного управления через USB или WiFi, которая не подвергалась тестирована. Кроме этого блок можно использовать в качестве мощного зарядного устройства. 

Выводы

Блок питания мне очень понравился. Хороший качественный дисплей, который показывает установленное и реальное значение тока и напряжения. Установка значений осуществляется с помощью поворотного энкодера и с помощью клавиатуры. Уровень шума немножко выше, чем можно ожидать от стандартного линейного блока питания, однако не критичен для использования в бытовых целях. Соотношение цены/качество у данного блока питания хорошее.