Jestli máte pocit, že podobný titulek už tu byl, tak máte naprostou pravdu. Je to podobné téma a dalo by se začít stejným úvodem, ale opakovat jej by bylo myslím zbytečné. Pojďme rovnou k věci.
Tentokrát bude v centru naší pozornosti dvojice modulů spínaných snižujících zdrojů, jeden od Pololu s katalogovým číslem 2110 a komplikovaným typovým označením D15V35F5S3, druhý typ xl4005 (označení modulu odpovídá typu použitého integrovaného stabilizátoru) koupený přímo od čínského obchodníka přes Ali Express. Oba zdroje nejsou přesnými ekvivalenty, ale dovolují použití ve stejné situaci, typicky při napájení logických obvodů napětím 3,3 nebo 5,0 V při odběru do 3,5 A.
Oba zdroje vedle sebe, xl4005 (vlevo) má připájené špičky pro použití v kontaktním poli, D15V35F5S3 má svorkovnice
D15V35F5S3 má na internetových stránkách výrobce udané parametry:
Minimální napětí vstupu: 4,5 V Maximální napětí vstupu: 24 V Maximální výstupní proud: 4,5 A (nastavení jištění) Napětí na výstupu: 3,3 / 5,0 V Trvalý výstupní proud: 3,5 A (může se lišit dle možností chlazení) Spínací frekvence: 700 kHz Ochrana proti přepólování: ANO Ochrana proti přehřátí: ANO Maximální odběr bez zatížení: 25 mA Rozměry / hmotnost: 43 × 12 × 8 mm / 3 g
Zdroj se dodává spolu s kontaktními lištami a také s dvěma svorkovnicemi, uživatel připájí do připravených otvorů to, co mu vyhovuje. Napětí zdroje určuje propojka na desce, základní napětí je 5,0 V při nezapojení propojce, spojení se napětí sníží na 3,3 V. Zdroj je vybaven vstupem EN, který při připojení k zemi zablokuje činnost měniče, nezapojený vstup EN nebo připojený k napětí většímu než 0,3 V (maximálně vstupní napětí) povoluje činnost.
Zdroj PololuD15V35F5S3
Výrobce zdůrazňuje vysokou účinnost zdroje, pro výstupní napětí je uvedena v následujícím grafu. Pro malý rozdíl napětí (jen o 2 V víc než je na výstupu) přesahuje účinnost při odběru 0,2 až 2,5 A hodnotu 90%, jinak se k 90% velmi těsně blíží a není téměř důležité, jaké je vstupní napětí.
Účinnost v závislosti na vstupním napětí a odběru (graf ze stránek výrobce)
Může být podstatné, jaký úbytek napětí potřebuje zdroj ke správné činnosti. Pro velmi malé odběry je to méně než 1 V, při plném proudu 3,5 A je to přibližně 2,2 V.
Závislost nutného úbytku napětí na odběru (graf ze stránek výrobce)
A praktické zkušenosti? Bez zatížení bylo na výstupu zdroje napětí 3,29 respektive 4,99 V. Při plném zatážení 3,5 A napětí na výstupu pokleslo na 3,26 / 4,96 V a zdroj se zahřál na 65°C. To není málo, ale také to není nijak nepřiměřené a problematické. Tak jak uvádí výrobce, mohl v takovém režimu trvale pracovat. Zjištěné hodnoty nutného úbytku napětí přiblizně odpovídaly údajům od výrobce.
Zdroj pracuje s téměř konstantním kmitočtem (od 660 kHz do 710 kHz), naprázdno průnik spínací frekvence na výstup dosahuje 20 mV(šš), při plném zatížení se zvýší krátkými špičkami na 50 mV(šš).
Zvlnění při odběru 3,5 A
Zdroj xl4005 měl v popisu velmi málo technických údajů. V popisu prodejce byly takové „perly“ jako:
materiál: germanium funkce: výkonová trioda použití: zenerova dioda
Tento zdroj má plynule nastavitelné výstupní napětí a udávaný proud až 4,5 A trvale, nicméně měl by zvládnout totéž co předchozí typ a je velmi levný, při koupi 10 kusů vyjde jeden kus přibližně na 1,40 USD.
Technické údaje podle výrobce: Minimální napětí vstupu: 4 V Maximální napětí vstupu: 38 V Maximální výstupní proud: 4,5 A trvale, 5 A krátkodobě Napětí na výstupu: 1,25 - 36 V nastavitelné Výstupní výkon: do 75 W, nad 75 W připojit chladič Pracovní teplota: -40 až +85°C Pracovní frekvence: 180 kHz Účinnost: až 96% Ochrana proti přepólování: NE Ochrana proti přehřátí: ANO Ochrana proti zkratu: ANO (limit omezení 8 A) Rozměry: 54 × 24 × 12 mm
Zdroj xl4005 (1,25 – 36 V / 4,5 A)
A zkušenosti? Naprázdno bylo napětí nastaveno na 5,01 V, zvlnění na výstupu průsakem pracovní frekvence kolem 280 kHz se drželo pod 10 mV(šš). Při zatížení proudem 3,5 A (stejným jako v předchozím případě) napětí na výstupu kleslo na 4,82 V a teplota se rychle vyšplhala nad 95°C a dál rostla. I když byl odebíraný výkon jen kolem 18 W, ne nad 75 W, jak je uvedeno v parametrech, modul už akutně potřeboval chlazení, a to byl odběr jen 78% uváděného maximálního trvalého proudu. Navíc se ukázala znatelná teplotní závislost napětí (změna kolem 60 mV mezi 25 a 95°C).
Při přiměřeném zahřátí (kolem 65°C) a volně na vzduchu bez přídavného chladiče bylo možné odebírat jen kolem 2,5 A, tedy jen o něco víc než polovinu proudu, který je uveden v parametrech. Účinnosti 96% možná v nějakém režimu zdroj dosahuje, ale většinou pracuje s výrazně menší.
Naopak velmi příjemně tento zdroj překvapil tím, že mu i při plném odběru stačil úbytek napětí jen 1 V. Kromě toho zvlnění naprázdno bylo velmi malé, do 10 mV(šš), a obsahovalo jen malý podíl vyšších harmonických složek. I při plném odběru nepřekračovalo zvlnění 50 mV.
Zvlnění při odběru 3,5 A
Na první pohled je mezi oběma moduly výrazný rozdíl ve velikosti, zdroj Pololu má téměř přesně poloviční půdorys a sotva třetinový objem. Deklarované parametry plní, výstupní napětí je velmi dobře stabilizované a zdroj se ani při plném zatížení příliš nehřeje. Konstrukce je moderní, mechanicky kompaktní a odolná proti otřesům.
Podstatně levnější neznačkový zdroj je větší, trvale může být provozován bez přídavného chlazení jen asi na 60% maximálního proudu, přehřívá se, nicméně se sníženým výkonem pracuje dobře. Výstupní napětí je stabilizované podstatně hůř a vykazuje teplotní závislost. Yvlnění je příznivější než u zdroje Pololu. Konstrukce není odolná vůči vibracím, třeba výkonová tlumivka není připevněna jinak, než zapájenými vývody.
Oba zdroje jsou v praxi velmi dobře použitelné, zásadní rozdíl je v tom, že první z nich přesně plní co v parametrech slíbí, zatímco u druhého musíme po zakoupení změřit, co zvládne, a podle toho jej teprve použít, deklarované parametry nezvládá.