MeanWell APC-16-350 (SMPS-CC) - schema, constructie, modificari

[Dxxx]

MeanWell APC-16-350

 

Sursa de mai sus a fost achizitionata si de alti colegi, in group-buy.

 

O mare intrebare pentru astfel de surse este daca se pooate interveni in interior fara a strica ceva si daca curentul poate fi reglat la alte valori decat 350mA.

Pentru ca deja am facut asa ceva voi da aici anumite detalii practice in asa fel incat riscurile interventiei sa fie minimizate.

 

Ratiunea modificarii acestor surse

 

- COBurile nu sunt standardizate, dar majoritatea au in structura 12 jonctiuni , asa ca tensiunea de functionare normala este in jurul valorii de 36V.

- pentru alimentarea de la retea, sursele SMPS-CC sunt de departe solutia favorita.

Insa daca dorim ceva la pret rezonabil si de calitate buna, atunci puterea sursei descrise aici, adica 16W, este cea mai mica putere disponibila daca dorim un domeniu de tensiune 33-39V

- si, atunci, cum ne descurcam daca avem nevoie de puteri mici si curenti sub 350mA?

 

Raspunsul la aceasta inrebare este defapt subiectul threadului, si anume cum putem sa scadem curentul constant debitat de sursa.

 

- deci discutam despre curenti mai mici ca 350mA (curenti mai mari raman subiect pentru discutii mai avansate).

- modificarea implica numai inlocuirea rezistentei de sesizare; in afara unei alte valori pentru aceasta rezistenta totul ramane exact in situatia initiala.

- noul curent poate fi destul de precis selectat prin calcul simplu. Deci trebuie sa stim ce curent avem nevoie din experimente facute in avans.

 

 

 

 

1. extragerea PCB din carcasa

Sincer subestimasem initial realizarea carcasei, insa chiar este sigilata etans intr-un mod temeinic. Sigur rezista destul de bine in medii umede.

Pentru a o desface trebuie sa intervenim cu o scula ascutita care sa adanceasca santul dintre cele doua semi-carcase sau chiar cu un fierastrau.

Trebuie lucrat fin si cu rabdare.

In momentul cand consideram ca ne apropiem de limita de patrundere spre interior putem sa introducem o surubelnita plata si sa facem parghie pentru a separa partile carcasei (pry-bar).

Mare atentie - singura zona sigura pentu introducerea de obiecte in carcasa este cea semnalizata prin sageata verde.

Daca facem asta in alte zone riscam sa atingem electroliticii sau si mai rau... Eu am cam indoit un pic aluminiul de la doi dintre ei.

 

https://www.ultraimg.com/image/noJU

 

Odata deschisa carcasa trebuie sa vedem ce este in poza.

In afara de inchiderea etansa a cutiei mai exista o protectie suplimentara in sensul ca ambele fete ale PCB sunt incorporate intr-o masa elastica de adeziv siliconic.

Eliberarea componentelor din acest silicon eu am facut-o pe ambele fete si pe toata suprafata.

Dupa cum se vede am "produs" o mare cantitate de fragmente mici, operatia este si generatoare de murdarie, si destul de laborioasa.

 

https://www.ultraimg.com/image/noJ8

 

Daca scopul este doar sa modificati curentul debitat, sfatul meu este sa nu scoateti siliconul decat in zona de interventie.

Placa curatita total o vedeti in poza urmatoare.

Majoritatea componentelor active sunt SMDuri, pe cealalta parte a PCB - dar cum veti vedea, acolo nu are sens sa interveniti.

 

https://www.ultraimg.com/image/noJW

 

 

2. modificarea curentului de iesire

 

In primul rand nu facem modificare decat in cunostinta de cauza, asa ca a trebuit sa scot schema utilizata pe toata zona de tensiune joasa. Iat-o:

 

https://www.ultraimg.com/image/noJY

 

Se foloseste o infasurare secundara care alimenteaza un integrat ce contine doua operationale si o referinta de tensiune.

Referinta de tensiune da cei 2,5V stabilizati.

Operationalul activ este utilizat pe post de comparator. Iesirea este insumata cu ce vine de la diodele Zenner care asigura limitarea tensiunii maxime -> iar apoi se ataca ledul dintr-un optocuplor care inchide bucla de comanda a primarului unde este tensiunea inalta (optocuplorul permite separarea galvanica).

De retinut ca asta este modul de a obtine un control corect al curentului de iesire - incat el sa fie chiar constant.

Alimentatoarele chinezesti in comutatie pentru led fac tot controlul indirect, pe partea de inalta tensiune, deci controlul curentului este mult mai approximativ. Or fi ele ieftine, dar nu merita economia.

Deci trebuie sa fim foarte multumiti de aceste surse ieftine de la MeanWell (desigur ca nu asigura PFC sau dimming sau randament mare la un astfel de pret).

 

Partea de inalta tensiune nu ne intereseaza, nu avem motive de a modifica ceva acolo.

 

***

 

Revenind la modificarea curentului.

Va trebui sa inlocuim singura rezistenta de pe aceasta parte a cablajului, notata cu R12 pe PCB, si marcata in poza cu sageata.

 

https://www.ultraimg.com/image/noJa

 

Din schema vedem ca pe respectiva rezistenta cad 35mV - este notata in schema Rs si are valoarea initiala de 0,1 Ohmi.

Ca o nota, la acesta tensiune disipatia pe ea va fi foarte mica, deci putem sa punem in locul ei si un SMD, pe partea opusa a cablajului.

 

Integratul "forteaza" caderea de tensiune pe acesta rezistenta la 35mV. Deci din legea lui Ohm calculam noua valoare a rezistentei in functie de curentul dorit.

Evident ca rezistenta respectiva nu avem voie decat sa o marim, adica vom merge numai spre curenti mai mici, ca sa nu depasim puterea si curentul maxim admise pe iesire.

 

Nu am facut experimente inca asupra curentului minim pe care il putem obtine, dar ar trebui sa fie suficient de mic pentru orice aplicatie.

 

Edit 28.01.2018 - vezi postarea nr, 4 cu testarea curentului minim despre care vorbeam mai sus.

[gabyh]

Si care ar fi valoarea spre care ai vrut sa ajungi micsorand valoarea acelei rezistente?? o crestere sa spunem la 0,2ohmi/175ma? 0,14ohmi/250ma? dCare ar fi limita maxima la care am putea mari curentul?

[Dxxx]

In particular ce doresc eu este sa-mi alimentez lampa care are deja vreo 2 ani - lumina este suficienta la sub 200mA deci sper ca sa fie absolut fara probleme acolo, dar cred ca si sub 100mA ar trebui sa fie lejer posibil.

 

Deocamdata pana nu fac nemijlocit, totul este numai supozitie, dar va mai astepta, la coada...

 

Apropos..

In poza de imediat deasupra schemei pe PCB sunt inscriptionate niste detalii:

- secundar ar fi ca PCBul este creat in 21.10.2015 de Mr. Zhang

- dar ce este interesant este APC-12 ceea ce inseamna ca initial era conceputa pentru 12W, dar apoi probabil ca au constatat ca merge la 16W sau poate asta este posibil cu ceva upgrade ulterior la componente...

 

Cum avem declarat la acesta sursa MTBF = 1.145.000 ore (adica peste 1 milion de ore...) se pare ca nu este deloc suprasolicitata.

Deci daca este lasata decapsulata, adica ventilata mult mai bine, in aer liber (vorbesc de uz casnic, la interior) probabil sa mearga si variante cu curenti debitati mai mari, ramanand o speranta de viata foarte mare.

Cred ca 500mA este sigur in discutie, poate si 700mA.

Depinde mult de ce protectie este pe partea de inalta tensiune. Insa in general se limiteaza puterea si cum nu mergem la tensiunea maxima de 45V cred ca aproape sigur 500mA nu va declansa protectia.

In plus as recomanda schimbarea diodei redresoare cu una mai capabila plus un mic radiator pe ea.

 

Disclaimer: marirea curentului peste 350mA este o manevra riscanta cel putin pentru sanatatea sursei, sfatul este sa nu incercati asa ceva decat daca aveti experienta + motivatia necesara.

[Dxxx]

Nu din patriotism sau din harnicie / ci din necesitate... azi am revenit la experimentarea cu scaderea curentului.

 

"Din prima" am scazut curentul la 68mA inlocuid rezistenta de 0,1 Ohm cu o rezistenta de 0,47 Ohmi (se pare ca nu are o valoare extrem de precisa).

Rezultatul a fost de la inceput fara nici o problema, am inlocuit rezistenta si a mers cum s-ar zice direct.

 

Probabil ca se putea obtine si curent mult mai mic, insa nu cred sa fie aplicatii la care folosesti COB de 36V la un curent sub 100mA -> deci presupun ca pentru puteri mai mici nu va fi necesara o sursa asa de mare, iar in plus este mai la indemana si mai ieftin ca la puteri sub 3,5W sa rezolvam totul la tensiune de lucru mai mica, cu alte componente.

 

Concluzia este ca pentru curenti sub 350mA se poate "programa" sursa prin schimbarea valorii unei singure rezistente, fara nici o complicatie.

Asteptam de la colegul @Adrian si teste la curenti peste cel nominal de 350mA sa vedem care este gama totala curentilor ce pot fi debitati de aceasta sursa.

[AdR!@N]

La o scurta analiza a parametrilor sursei din DS sunt convins ca sursa poate debita un curent ceva mai mare, si anume:

Sursa poate debita 350mA la 48V, adica 16.8W, Led-urile au Vf = 35.2V la 250mA, rezulta ca putem creste curentul pana la 477mA in regim de siguranta.

Saptamana asta, cel mai probabil in weekend, voi dezmembra una din surse pentru teste.

 

Numai bine!

Adrian

[Dxxx]

Da, ce spui este corect din punct de vedere putere.

 

Dar...

 

Dar mai este si curentul maxim admis.

Adica ar trebui sa reziste la cei 477mA:

- dioda redresoare

- sarma de bobinaj din secundar

 

Pe partea de primar nu ar trebui sa existe limitari, pentru ca ne aflam sub puterea maxim admisa de producator.

 

Cu dioda nu ar trebui sa existe probleme, probabil ca oricum este supradimensionata de 2-3 ori pentru ca Vf sa fie cat mai mic, deci acolo nu am dubii / iar daca exista dubii oricand se poate face un upgrade fara ca asta sa coste semnificativ.

 

Cu bobinajul...

Pai ala se arde termic.

In primul rand ca oricum constructorul probabil ca a lasat o marja suficienta chiar in sine pentru 500mA

In al doilea rand prin decapsulare se permite o mai buna racire a intregului transformator, adica si primar si secundar, si cum sunt strans cuplate termic vor beneficia ambele.

Asa ca primarul va functiona mai rece in mod sigur - ceea ce va creste rezerva si pentru secundar in plus fata de racirea suplimentara corespunzatoare numai secundarului.

 

Deci in mare parte cred ca 400-500mA sunt posibili.

Dar asta nu inseamna sa nu faci un test destul de lung si cu mare atentie la incalzire.

[AdR!@N]

Sarma de bobinaj destul de permisiva, nu imi fac griji ca nu va sustine in regim continuu 500mA.

In schimb la diode este posibil sa ne apropiem prea mult de curentul nominal.

Dxxx esti amabil sa ne spui ce diode sunt in secundar? sau sa ne pui o poza cu spatele placii, banuiesc ca diodele sunt SMD.

[Dxxx]

Nu. Este o singura dioda - presupun ca Shottky, THT, este de la rezistenta marcata in poza inspre trafo. Nu se poate vedea marcajul fara sa o scot de pe PCB, dar dupa capsula as zice ca este probabil de 3 sau 5 A , deci mult peste necesar.

De obicei se pun diode mult supradimensionate, pentru ca la curentul de lucru sa aiba Vf foarte mic, sub 300mV in orice caz -> ceea ce face bine si la randament si la racire.

 

Pe sursa secundara este un FR104 (foarte probabil, nu vad perfect inscriptionarea) - de acolo se trag doar cativa miliamperi.

Oricum dioda asta este semnificativ mai mica fata de cealalta, si in mod clar pe partea principala este ceva mult mai potent.

 

Deci eu zic ca nu este absolut nici o grija pe partea diodei - daca decapsulezi si mai ai indoieli poti sa o scoti si sa-i verifici codul, dar sigur este peste 1A, stai linistit.

[mihaicozac]

E posibil sü nu fie Schottky dioda. La 48Vcc tensiunea vârf la vârf pe diodă depăşeşte 150V, şi deşi există unele care suportă valoarea asta e mai simplu şi sigur de montat o diodă normală, la tensiunea aia randamentul general e tot pe acolo. De altfel se poata afla simplu cu multimetrul ce tensiune cade pe joncţiune.

[Dxxx]

Pai FR104 este "doar" o dioda rapida. Insa este in capsula cu diametrul pe jumatate sau mai putin fata de dioda principala.

Daca si ea este o dioda rapida, considerand oarecum similare Vf inseamna ca oricum dioda principala este construita cu intentia unui curent mult mai mare decat 1A... si defapt asta era dubiul.

Deci eu zic ca nu va fi limitare care sa provina de la dioda, la marirea curentului.

Pai FR104 este "doar" o dioda rapida. Insa este in capsula cu diametrul pe jumatate sau mai putin fata de dioda principala.

Daca si ea este o dioda rapida, considerand oarecum similare Vf inseamna ca oricum dioda principala este construita cu intentia unui curent mult mai mare decat 1A... si defapt asta era dubiul.

Deci eu zic ca nu va fi limitare care sa provina de la dioda, la marirea curentului.

[AdR!@N]

Salutare!

Revin dupa ce am desfacut si eu o sursa:

IC: SD4843

Dioda: ER306

 

Am inlocuit rezistorul de 0.1R cu 0.082R (asta am gasit in cutia cu maimute)

0R1 -> 352mA

0R082 -> 435mA

 

Sursa functioneaza normal. Testul a durat mai putin de 1 minut, momentan am costatat ca functioneaza corect.

Spre seara fac si testul de rezistenta, momentan am program cu juniorul.

 

Numai bine!

Adrian

[Dxxx]

Cred ca va merge fara problema, dar sa asteptam un test cu sarcina, de cateva ore.

Este bine ca ai avut rezistenta, presupun ca de 82 miliOhmi.

 

Deci oricum dioda este de 3A, nu mai ai indoieli ca oricum este supradimensionata.

[AdR!@N]

Corect: 0.082 ohmi.

Am început testul:

17.5w absorbiți de la rețea (precizie mica de masura)

Iesire: 33.2V (led China de 30w), 0.434A.

Plecat de la 20 grd, după 15 min radiatorul integratului a ajuns la 50 de grd cu sursa demontata din carcasa...vedem cum continua, dar se pare ca nu mai creste prea mult, panta este tot mai mica.

 

Cred ca o sa las rezistorul de 0.1 ohmi și o sa fac un divizor rezistiv pentru reglarea curentului între 350 și 500 ma.

 

Continuarea testului:

Temperatura integratului s-a stabilizat după 20 de min la 55 de grade, fiind cea mai calda componenta sursa. Testul a durat mai bine de o ora.

Pana acum toate bune!

 

[Dxxx]

La mine integratul are lipit un radiatoras micutz. Cred ca daca acolo se degaja cea mai multa caldura s-ar putea suplimentaradiatorul, poate ceva cupru, desi spatiul este foarte stramt.

 

Insa mergi si tu un pas mai departe cu sarcina de 36V+ adica COB standard cu 12 jonctiuni - ar fi putere ceva mai mare si este de presupus ca asta ar fi cazul concret de exploatare.

[AdR!@N]

Salut,

Astazi am operat pe sursa si am facut urmatoarele modificari pentru cresterea curentului de la 350mA la 420mA:

- am pus inapoi shuntul de 0.1ohmi pentru ca nu am gasit altul de 0.082 ca cel precedent;

- am pus un un divizor rezistiv cu potentiometru pentru scaderea si reglarea tensiunii citite pe shunt, am marcat cu rosul in schema ce am plantat suplimentar;

- am gaurit carcasa pentru o ventilatie mai buna, cu toate ca, in aplicatia mea, o sa stea cam inchisa;

 

M-am limitat aici din cauza ventilatiei deficitare a sursei in proiectul meu si nu am vrut sa fortez nota.

 

Cateva poze cu sursa in cauza:

 

Si sursa nr. 2... deja am capatat experienta si am operat in silicon doar in zona de interes, restul a ramas intact:

 

Numai bine!

Adrian

Editat Februarie 10, 2018 de AdR!@N