数码之家

 找回密码
 立即注册

QQ登录

只需一步,快速开始

微信登录

微信扫一扫,快速登录

搜索
查看: 21294|回复: 106

[电源] 高价低配无诚意 拆解测试睿登DPS5020数控电源

    [复制链接]
发表于 2019-5-17 11:53:24 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 hbozyq 于 2019-5-17 13:06 编辑

利益相关:杭州睿登科技或其他任何厂商与笔者并无任何超出淘宝正常交易关系以外的联系,特此说明!
睿登这个牌子在坛子里也算有点名气 近日笔者斥巨资298人民币购入睿登DPS5020数控电源一台,进行拆解测试,以供参考。
话不多说开始正文



到手的东西如上图,塑料盒+发泡塑料包装,正面部分透明,其余五面印有型号厂商信息以及系列产品参数,没啥好挑剔的

内容物包括面板、主板、四个端子、两条排线和保修卡 还有个usb转串口忘记拍了 ch340+光耦隔离的方案
首先拆面板部分

面板外壳和睿登别的产品没什么区别 一个编码器+4个按键 外加一块彩色LCD屏
主板上空空荡荡 只是起一个转接板的作用
值得注意的是pcb上有消抖电容的位置 可是并没有焊上去
接下来是重头戏主板

主要元件型号及位置
PWM调制使用的是传家宝级别的TL494的升(ma)级(jia)版TL594,和494区别在于594基准精度1% 494是5%
不过这里根本用不到594的内置基准 为什么要用594我是不理解的
主控是stm32f100超值系列 ARM Cortex M3内核 频率低达24mhz 就主频来说比起f0系列都不如 刷彩屏稳如拉窗帘
内置12位双通道DAC(重点!)和12位ADC 50v/4096=0.0122v 20v/4096=0.00488a 输出电压电流分辨率理论上是这样
供电方案是先用一颗XL7005
0.4A 150KHz 80V降压型DC-DC转换器 将输入高压降到5v再进ldo稳压到3.3v提供给一堆单片机运放 同时5v又升压到9v给mos驱动和594供电
两颗ldo一颗给面板的lcd供电一颗给stm32供电兼做电压基准 廉价的解决方案 缺点是模拟部分温漂可能比较大
可以看出是模拟闭环 stm32只负责通过dac提供两个电压基准作为594反馈环路的比较基准 pwm生成和环路控制全由594来控制
594输出的pwm信号驱动半桥驱动器,驱动两颗串联的N-mos,构成buck降压拓扑 非常常见的方案 我自己都做过
另外提一下 黑武士和这玩意同样的方案 区别在于黑武士不是同步整流 效率更低 而且高侧mos驱动用的是分立元件 省几毛钱把事情搞得复杂 驱动能力还不如ic

高压输入端子特写
正极有一个一次性贴片保险丝 标称20a 对于这个保险丝我是有点不放心
负极有两颗并联的Nmos作为反接保护 型号是TPCA8051 东芝的管子
这个没啥可说 只要耐压足够导通电阻足够小即可

输入输出电容都来自深圳米田电科技 名不见经传的小厂
系列是CS-Life:5,000~8,000 hrs at 105℃
插一句题外话 睿登很久以前的3205还有固态电容 现在都缩掉了

电流采样用的是3根康铜丝 采样方式是低端采样
底下有一颗LMV321负责电压的放大 旁边丝印8551的ic我没查到 知道的人请指点下
低端检测成本低 对芯片要求低 缺点是负载电压对地是悬浮的 在某些共地的应用中可能造成电流失控
值得一提的是电容布局非常不合理 电感出来不先经过电容 而是先接到输出端子 电容就不在电流回路上 而是绕了一个弯子 这个对电压纹波的影响是很大的


可以看到输出端子离电感非常近 电容反而拉得很远
右边那颗二极管是并联在同步整流MOS上的续流二极管 这个布局也有问题
严格来说 续流MOS和二极管应该放得越近越好 最好封装在一起
原因是在主开关管关断而续流MOS还未打开的时候也就是死区时间内,要靠MOS体二极管或者是外加的肖特基二极管来续流
这时候电流全部经过二极管 当续流MOS打开时二极管被短路 电流全部经过mos
这里电流的路径会产生突变 二极管电流只存在一个很短的时间 也就几百个ns 引线电感会造成很大的影响 放远了效果掉一半
另外输出正极有两颗并联的20a保险丝 电感是铁硅铝磁环 双线并绕 这个好评


拆掉散热片就能看见底下的mos和驱动器 这是开关电源的核心
驱动器是LM5106 具有可编程死机时间的 100V 半桥接闸极驱动器
1.8-A Peak Output Sink Current 1.2-A Peak Output Source Current
性能一般般
管子是ssf7509 ID=80ABV=80VRdson=8mohm CISS=3200pF
参数也是一般般 电动车控制器上常用的管子
一般般的驱动器加上一般般的管子等于较低的开关频率
较低的开关频率等于更大的电容电感和更差的性能

未完待续 吃饭完继续更新测试






本帖子中包含更多资源

您需要 登录 才可以下载或查看,没有账号?立即注册 微信登录

x

打赏

参与人数 17家元 +282 收起 理由
沙漠臭屁虫 + 20
q562379863 + 20 分析得很好呀
网络孤客 + 16 優秀文章
待定d + 10 精彩回帖
伴她左右 + 10 優秀文章
hellodoraemo + 20 認真發帖
a451799980 + 10 謝謝分享
小茅 + 20 写得非常详细
挣钱买刀 + 20 謝謝分享
jtcat + 6 優秀文章

查看全部打赏

 楼主| 发表于 2019-5-17 11:55:25 | 显示全部楼层
本帖最后由 hbozyq 于 2019-5-17 13:03 编辑

2l放点测试内容
测试条件 输入36v 输出负载为电子负载和水泥电阻

纹波使用x10挡,接地环测试输出端子上的波形
先测一下Ct上的波形

pwm频率70k 在现在新产品动辄MHz的时候未免过时

高侧mos驱动波形

低侧mos驱动波形

sw点波形
pwm有一定的抖动

5v10a输出纹波


12v10a


cc3a 6欧水泥负载

可以看出稳态下输出纹波不计尖峰约60-70mv 尖峰可达100mv
改善layout的话可以做得更低

瞬态阶跃响应测试
单次触发 输出12v 接入断开水泥电阻 电流瞬时变化0.5a-5a

可以看到欠冲和过冲并不算很高 约100mv左右 说明输出内阻还是相对较低的
但是电压恢复得太慢了 接近200ms 这是一个非常非常大的时间
作为对比 在mp2307也就是3r33主芯片的手册里面找了个图

电压欠冲和过冲也差不多100mv 但是恢复时间小于50us 四千倍的差距
导致这种现象的原因有两个 第一个是开关频率较低,对输出电压的控制不够快
第二个也是主要的原因 环路补偿不理想 首先594作为上个世纪的产品 本身运算放大器带宽就低 其次为了防止自激振荡(主要的表现就是电感变压器滋滋叫)把反馈环路带宽拉的过低
振荡没有了 但是反应也慢了 和老人走路一样 稳稳当当慢慢悠悠


这张图是测试cc保护的时候测的 设定输出电压12v 限流3a 接入一个3欧的电阻,测量电阻上的电压
刚接入的时候电阻上12v 经过20ms降到6v
保护得太慢 在某些情况下足够负载死一万次了 这种反应速度在电压表上是看不出来的


综上所述,这款电源器件成本较低,不会超过100元,售价则是298
同样的拓扑从3205一直用到5020 用料都是比较常见的元器件
造成的后果就是大而无当 瞬态响应糟糕 只适合皮糙肉厚的负载(如电机/zvs) 不适合给精密器件供电(如修手机/笔记本)
用一句话来形容就是高价低配毫无诚意 满分10分我只能评6分

本帖子中包含更多资源

您需要 登录 才可以下载或查看,没有账号?立即注册 微信登录

x

打赏

参与人数 11家元 +184 收起 理由
984200219 + 20 認真發帖
xuyaz + 20 一半价格能买个很不错的二手可调电源.
挣钱买刀 + 20 謝謝分享
infozx + 10 感谢分享!!
trg13 + 20
williamgarci + 20 歡迎探討
x067 + 10 原創內容
zhkrid + 10 分析的很详细
dzb + 20 認真發帖
qrut + 14 终于有个说实话的了~

查看全部打赏

回复 支持 2 反对 0

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2019-5-19 21:43:38 | 显示全部楼层
我爱制作 发表于 2019-5-19 17:42
作利益相关:杭州睿登科技或其他任何厂商与笔者并无任何超出淘宝正常交易关系以外的联系,特此说明(此地无 ...

哟嚯 厂家宣传口亲自回复了 全文来看就一个意思 “我们这样做是有道理的 你不能指责 黑子滚”
而我要说的是元器件都是“性价比很高”的选择 不就是省钱嘛 又不丢人 指标达标就行了嘛 都一个意思
说到底我就是觉得不值三百块而已
其实我觉得东西做的还是不错的 毕竟可调电源做到20a的仅此一家(如果有欢迎告知)所以买了个 在买之前也是种了不久的草 到货之后十分失望发帖吐槽一下
下文中粉字为我的回复

作利益相关:杭州睿登科技或其他任何厂商与笔者并无任何超出淘宝正常交易关系以外的联系,特此说明(此地无银三百两吧你说是 那就是 不狡辩 请问哪里领钱?本来就是防止有人怼一下我结果还真有
既然没有利益相关不知道为何笔者全篇都是指明道姓的贬低睿登科技?而且一个新账号,刚开贴就选我们,难道仅仅因为300元巨款?还是因为笔者设计的东西超群,对我们晚辈的东西恨铁不成钢?来指导指导?
作为睿登科技硬件设计人员引用群友的话(“菜的才会用贵的器件技术不行就靠器件怼”),产品的好坏要以实测性能去评估,是否能达到介绍指标,买之前产品性能和指标都详细列出来了,而且都是实物拍摄,该看的都能看到。
如果达标就无高价低配无诚意一说了吧?对客户来说重要的要看性能,而不是一堆零配件吧。
一个产品的成本不能只算硬件,要是你这么算手机的CPU材料能值多少钱?产品配套的电脑端软件,手机app这些都不算钱了,研发团队都是一月领3000工资的人?只算硬件就是典型的不重视研发的表现。
老站4个精品算不算新人?老站12年注册的 自动标新人贴是因为新版论坛第一次发帖 玩开关电源也有一段时间了 是不是专门黑你们心里自己有数 产品是你做出来的不说你说什么?贬低从何谈起?请问哪里有夸大或者不实之词?至于指标和价格的关系算是见仁见智的事 本帖所有评价仅基于自己的主观判断 反正我认为是偏贵 另外你除了电压电流以外的指标标出来了吗?这个电源里面全是硬件闭环不看硬件看什么?菜的才会用贵的器件技术不行就靠器件怼这句话在我看来和hifi玄学一样 正视科技的进步并合理运用新器件才是正路 不然运放要358不就行了吗 要什么宽带高频运放?
主要元件型号及位置
PWM调制使用的是传家宝级别的TL494的升(ma)级(jia)版TL594,和494区别在于594基准精度1% 494是5%
不过这里根本用不到594的内置基准 为什么要用594我是不理解的
(因为你的想法是高价低配,所以想着厂家应该用便宜的,而不是用合适的,一个芯片的性能区别不仅仅要看他们官方资料,这样太肤浅,更应该分析自己电路对性能的要求仔细测试,选择合适自己的才算最好的。)
请问能详细讲讲测试出了什么导致494不适合而594很适合?难道是因为494假货太多?
主控是stm32f100超值系列 ARM Cortex M3内核 频率低达24mhz 就主频来说比起f0系列都不如 刷彩屏稳如拉窗帘内置12位双通道DAC(重点!)和12位ADC 50v/4096=0.0122v 20v/4096=0.00488a 输出电压电流分辨率理论上是这样(这点计算没问题的,对于四位分辨率对指标没有明显影响了,产品性能的好坏好像不仅是一个单片机能决定的吧,设计人员的能力可是最重要的,我们的设计理念是只用最合适的。)
我又没说单片机不好 带dac的至少比用pwm的要好  非要解释一下是什么心态?
供电方案是先用一颗XL7005 0.4A 150KHz 80V降压型DC-DC转换器 将输入高压降到5v再进ldo稳压到3.3v提供给一堆单片机运放 同时5v又升压到9v给mos驱动和594供电(科普下5v升压8.4V的目的,当供电低于8v TL594也可以正常工作,保证产品能更宽的电压范围内工作)
两颗ldo一颗给面板的lcd供电一颗给stm32供电兼做电压基准 廉价的解决方案 缺点是模拟部分温漂可能比较大(多大温度漂移对于四位分辨率算大?你仔细看下能发现单片机供电用的LDO和另外一个LDO型号不同,这就是解决温飘的,如果用一颗LTZ1000ACH(估计很多人不知道),不知道谁能接受?)
MD7133典型温漂50ppm 即0.005%每度 12bit 1位是0.0244% 温度上升4.8度就偏差1位
我又没说不行 只是说便宜并且“可能比较大” 非要解释一下是什么心态?
可以看出是模拟闭环 stm32只负责通过dac提供两个电压基准作为594反馈环路的比较基准 pwm生成和环路控制全由594来控制
594输出的pwm信号驱动半桥驱动器,驱动两颗串联的N-mos,构成buck降压拓扑 非常常见的方案 我自己都做过另外提一下 黑武士和这玩意同样的方案 区别在于黑武士不是同步整流 效率更低 而且高侧mos驱动用的是分立元件 省几毛钱把事情搞得复杂 驱动能力还不如ic(作为同行,我很肯定黑武士的设计,每家有自己的设计理念,有时并不是为了省那点钱,常见的方案没有什么不好吧?常见才说明经典可靠,客户要的是性能,才不管你的电路怎么样呢。)
我又没说这个拓扑不好 非要解释一下是什么心态?
高压输入端子特写
正极有一个一次性贴片保险丝 标称20a 对于这个保险丝我是有点不放心
负极有两颗并联的Nmos作为反接保护 型号是TPCA8051 东芝的管子
这个没啥可说 只要耐压足够导通电阻足够小即可输入输出电容都来自深圳米田电科技 名不见经传的小厂
系列是CS-Life:5,000~8,000 hrs at 105℃
插一句题外话 睿登很久以前的3205还有固态电容 现在都缩掉了
菜的才会用贵的器件技术不行就靠器件怼这句话也同时送给自己,当时电路设计能力不足,滤波只能靠更好的固态电容来吸收才能控制在100mV峰峰值内,既然现在有技术了5毛钱能达到3元钱的效果为何要多花2.5元?多这一个好电容对产品可靠性没有任何影响,因为其他电容不行,木桶原理装水的多少永远是最短的木板决定的。
新老版本我正好都有 改日有空测一下发个帖子
电流采样用的是3根康铜丝 采样方式是低端采样
底下有一颗LMV321负责电压的放大 旁边丝印8551的ic我没查到 知道的人请指点下(LM321是用来驱动MOS恒流放电的,8551是控制同步整流反灌电的,没这个电路模块接电池分分钟爆炸)
低端检测成本低 对芯片要求低 缺点是负载电压对地是悬浮的 在某些共地的应用中可能造成电流失控(这点事赞同的,但是作为正常应用低端采样完全没问题的,明年我们五位分辨率的新产品到时会高端采样,而且是开关电源+线性电源组合欢迎继续花巨资采购)

感谢指点 没跑电路还真没发现那颗贴片mos干什么的 另外请问新产品线性部分带宽有多高呢 足够消掉开关电源高频噪声吗?出了我会考虑买一个测试一下的
值得一提的是电容布局非常不合理 电感出来不先经过电容 而是先接到输出端子 电容就不在电流回路上 而是绕了一个弯子 这个对电压纹波的影响是很大的。(设计就是一个折中的过程,考虑生产/考虑性能/考虑成本,没法每个细节都做到理想状态的,如果都按照教科书的最优标准设计,成本不是所有人能接受的)
在我看来此乃舍本逐末 布线不先布功率级
可以看到输出端子离电感非常近 电容反而拉得很远
右边那颗二极管是并联在同步整流MOS上的续流二极管 这个布局也有问题严格来说 续流MOS和二极管应该放得越近越好 最好封装在一起
原因是在主开关管关断而续流MOS还未打开的时候也就是死区时间内,要靠MOS体二极管或者是外加的肖特基二极管来续流
这时候电流全部经过二极管 当续流MOS打开时二极管被短路 电流全部经过mos
这里电流的路径会产生突变 二极管电流只存在一个很短的时间 也就几百个ns 引线电感会造成很大的影响 放远了效果掉一半(这个更正下错误,这个二极管不是续流二极管,是和保险丝配合防止电池接反损坏mos的,而且续流二极管不是能随便接的,弄不好会烧驱动器)
这段话中续流管指的是上面的图 散热片底下的mos是并在高端mos上 当然不是续流管 真正的续流管在输出端子上方 是不是太远了一看就知道
另外输出正极有两颗并联的20a保险丝 电感是铁硅铝磁环 双线并绕 这个好评
拆掉散热片就能看见底下的mos和驱动器 这是开关电源的核心
驱动器是LM5106 具有可编程死机时间的 100V 半桥接闸极驱动器
1.8-A Peak Output Sink Current 1.2-A Peak Output Source Current
性能一般般 (性能好坏都是要看用途的,在这个用途下,他的性能是否充足来评估,如果拿我玩基准发烧的眼光看,除了金属箔电阻还行外,其他电阻都太垃圾了,但是我一个led限流驱动用个几十元的金属箔有何意义?)
mos驱动在dcdc中的地位就相当于精密电阻在基准系统中的地位 毕竟低频70k用这个当然毫无问题
管子是ssf7509 ID=80ABV=80VRdson=8mohm CISS=3200pF
参数也是一般般 电动车控制器上常用的管子(你可以芯片手册上看看,选个性能更好的管子,然后你预测下能达到的性能,然后买回来测试再评估,别看就个mos选型比我整个电路方案都花的时间长,考虑价格/持续供货能力/耐冲击能力等等)
mos选型当然是重点 但是这并不是你用这种一般mos的合理原因
一般般的驱动器加上一般般的管子等于较低的开关频率
较低的开关频率等于更大的电容电感和更差的性能(更高的开关频率,只会更高的成本,更高的发热,更低的可靠性(同样技术水平下))综上所述,这款电源器件成本较低,不会超过100元,售价则是298
还是那句话 你卖298值你的技术水平吗? 开关频率加高LC都可以用更小的来降低导通损耗 主要增加的是开关损耗 我认为是利大于弊 你这个想法只不过在做大路货罢了
同样的拓扑从3205一直用到5020 用料都是比较常见的元器件
可以看出稳态下输出纹波不计尖峰约60-70mv 尖峰可达100mv
改善layout的话可以做得更低

瞬态阶跃响应测试
单次触发 输出12v 接入断开水泥电阻 电流瞬时变化0.5a-5a
可以看到欠冲和过冲并不算很高 100mv左右 说明输出内阻还是相对较低的
但是电压恢复得太慢了 接近200ms 这是一个非常非常大的时间
100mV波动应该基本对负载没有影响吧?还是线性电源这些指标好做,只是会吐槽散热器太热,更偷工减料了吧(因为电路更简单用料更少)
避重就轻好玩吗 重点在说响应时间的问题 这里输出电流只是1/4标称值而已 加到满载会掉的更多
作为对比 mp2307也就是3r33主芯片的手册里面找了个图
电压欠冲和过冲也差不多100mv 但是恢复时间小于50us 四千倍的差距
导致这种现象的原因有两个 第一个是开关频率较低,对输出电压的控制不够快
第二个也是主要的原因 环路补偿不理想 首先594作为上个世纪的产品 本身运算放大器带宽就低 其次为了防止自激振荡(主要的表现就是电感变压器滋滋叫)把反馈环路带宽拉的过低(这里测试的很专业的,能分析到这个地方说明您对电源还是蛮了解的)
了解谈不上 略有涉猎罢了
振荡没有了 但是反应也慢了 和老人走路一样 稳稳当当慢慢悠悠
张图是测试cc保护的时候测的 设定输出电压12v 限流3a 接入一个3欧的电阻,测量电阻上的电压
刚接入的时候电阻上12v 经过20ms降到6v
保护得太慢 在某些情况下足够负载死一万次了 这种反应速度在电压表上是看不出来的
(这个大电流输出的产品有很大滤波电容+开关电源方案确实不好做快速响应,300元东西肯定做不到3w产品的性能,爱德万R6243我个人蛮喜欢四象限,你想要的基本它都有,除了屏幕不是彩屏)
还是那句话 你觉得你卖298值你的技术水平吗?
造成的后果就是大而无当 瞬态响应糟糕 只适合皮糙肉厚的负载(如电机/zvs) 不适合给精密器件供电(如修手机/笔记本)(100mV瞬态变化手机和笔记本不会影响吧???都是开关电源供电方案,手机和笔记本配套电源开关频率也不高吧?而且它们电源更无恒流功能,那是不是配套的电源都不能用?不能拿线性电源标准看开关电源,09年毕业后第一份工作就搞线性程控电源,10年的技术积累现在的可调开关电源线性能还是做不到10年前的线性电源水平。)
手机和笔记本如果是好的保护完善问题不大 但是都没问题还修它干嘛?恒流是对负载的保护



回复 支持 反对

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册 微信登录

本版积分规则

APP|手机版|小黑屋|关于我们|联系我们|法律条款|技术知识分享平台

闽公网安备35020502000485号

闽ICP备2021002735号-2

GMT+8, 2025-7-19 06:01 , Processed in 0.265201 second(s), 13 queries , Redis On.

Powered by Discuz!

© 2006-2025 MyDigit.Net

快速回复 返回顶部 返回列表