Jste zde

TEST - Vestavný napájecí zdroj Mean Well IQ-60F

Se spínanými zdroji Mean Well (MW) se dnes můžete setkat v mnoha průmyslových zařízeních, včetně těch od špičkových německých výrobců. Protože mě zajímalo, jak jsou kvalitní, podrobil jsem typ IQ-60F (24V, 5 V, +/- 15 V) zátěžovému testu, včetně chování při zkratu výstupů. Zjistil jsem, že zdroj nepracuje zcela dle informací výrobce.

Thaiwanská společnost Mean Well, založená v roce 1984, prý patří k jednomu z největších výrobců napájecích zdrojů na světě. Jestli je to pravda, nevím, ale je fakt, že poslední roky se s jejich výrobky v rámci oprav různých průmyslových vážících a detekčních systémů setkávám docela často a to i v případě špičkových německých strojů, jako jsou automatické kontrolní váhy Sartorius.

Při opravě českých detektorů kovů ELSYST, se mi do ruky dostaly spínané zdroje Mean Well, konkrétně s označením IQ-60F. Ty poskytují na výstupu 4 různá stejnosměrná napětí (+24V, +5 V, +/- 15 V) a je u něj deklarovaná plná ochrana proti zkratu a přetížení. Neváhal jsem a ve večerní volné chvilce jeden z nich podrobil zkouškám v zátěžovém testu. S výsledky mého „bádání“ se můžete seznámit v tomto článku. Hned v úvodu bych ale naznačil, že zdroj test přežil, i když některé výsledky jsou docela překvapující.

Krátký technický popis zdroje MW IQ-60F

Nejdříve než přikročíme k samotnému popisu testování a jeho výsledkům, je dobré si uvést, co o tomto zdroji uvádí sám výrobce.

V datasheetu k danému typu MW IQ-60F se tedy můžete dočíst, že jde o čtyřvýstupový napájecí zdroj poskytující napětí +24 VDC, + 5 VDC a symetrické napětí +15 a -15 VDC. Jde tedy o dost častého zástupce pro napájení analogově-digitálních zařízení, kde napětí 24 V je obvykle nutné pro napájení externích kompaktních snímačů, PLC, displejů, průmyslových PC a podobných komponent, 5 V obvykle pro napájení interních digitálních obvodů a symetrické napětí +/- 15 V například pro analogové zesilovače slabých vstupních signálů speciálních analogových senzorů či například tenzometrů.

Na štítku zdroje je uvedeno následující:

  • Vstup: 100 – 240 V AC / 1,8 A / 50 – 60 Hz
  • Výstupy:
    • + 5V / 3,0 A
    • +15 V / 0,5 A
    • -15 V / 0,5 A
    • + 24 V / 1,25 A
  • Made in China

Z pohledu zatížitelnosti výstupů odebíraným proudem tedy docela hezké hodnoty, které se již dají k ledasčemu použít. Již ale pohled do datasheetu Vás trošku zchladí při pohledu na tolerance výstupního napětí. Ty již naznačují, že pokud potřebujete vysoce přesný zdroj napětí, tak se budete muset poohlédnout jinde.

Hodnoty z datasheetu výrobce:

  • Výstupy:
    • CH1: + 5 V, jmenovitý proud 3A, proudový rozsah: 0,5 až 3 A, nastavení 4,74 až 5,5 V, tolerance +/- 3,0 %
    • CH2: + 15 V, jmenovitý proud 0,5A, proudový rozsah: 0,1 až 1 A, tolerance +/- 8,0 %
    • CH3: - 15 V, jmenovitý proud 0,5A, proudový rozsah: 0,1 až 1 A, tolerance +/- 8,0 %
    • CH4: + 24 V, jmenovitý proud 1,25A, proudový rozsah: 0,2 až 2 A, tolerance +/- 8,0 %
    • Jmenovitý výkon: 60 W
    • Špičkový výkon: 70 W pod dobu max. 3 sekundy
    • Účinnost 76 %
    • Spínací frekvence: 67 kHz
    • Náběh výstupu po zapnutí napájení: cca 800 ms
  • Vstup:
    • Napájecí napětí 90 až 264 V AC, frekvence 47 až 63 Hz, proud 0,9 A
    • Při studeném startu: krátkodobá spotřeba až 40 A
  • Ochrany:
    • Proti zkratu
    • Proti přetížení: 70 až 90 W
    • Automatické obnovení výstupu po odlehčení
    • Proti přepětí: pouze na výstupu 5 V
  • Pracovní teplota: -10 až 60 °C

Hodnoty odchylek výstupů 8,0 % opravdu nejsou nic moc. Například na 24 V to znamená povolenou chybu skoro 2 V (přesně +/- 1,92 V). Stejně tak může někdy dost vadit chyba +/- 1,2 V u symetrického výstupu, zvláště pokud s ním hodláte napájet nějaké přesné zesilovače měřících zařízení. U výstupu 5 VDC, to až tak nevadí, protože si jej lze potenciometrem doladit, ale u ostatních výstupů již tato možnost není. Zde trošku předběhnu, když řeknu, že 5V výstup je u tohoto zdroje prioritou, protože je i hodně tvrdý a napětí drží stabilní i při velkém zatížení (na rozdíl od ostatních výstupů).

TEST zdroje MW IQ-60F

Nyní jsme již obeznámeni se základními parametry, jak je uvádí výrobce a tak je vhodné si zkusit, co zdroj dokáže doopravdy. Nejdříve se ale podíváme na to, jak vypadá po mechanické stránce.

Mechanické provedení

Zdroj má celkové rozměry 159 x 97 x 37 mm, včetně společné šroubovací svorkovnice pro vstupní i výstupní napětí. Svorkovnice je masivního provedení, kde jednotlivé oddělené „chlívečky“ svorek mají šířku 7 mm. Velikostí se tak například blíží šroubovacím svorkám zásuvek a umožňují bez problémů připojit i vodiče velkých průřezů, například 2,5 mm2. Zdroj se jinak skládá z jedné desky plošných spojů umístěné v železné kleci, od které je oddělena distančními sloupky a ze strany spojů izolační „blánou“. Z vrchní strany je kryt tvořen děrovaným poklopem, takže je na komponenty na desce vidět. Tím je viditelný i jediný informační prvek zdroje a to zelená LED indikující chod zdroje (ne přímo připojené napájení 230 V AC, protože při zkratování výstupu 5V nebo 24 V zhasne či bliká). Hned vedle se nachází nastavovací potenciometr napětí +5V.

Z vizuálního pohledu vypadá deska plošných spojů velmi hezky a je ze svrchní strany opatřená docela podrobným popisem napájených součástek. I méně znalý elektrotechnik si tak snadno udělá obrázek, z čeho je zdroj složen. Také jen letmým pohledem přes kryt lze zjistit, že vstup zdroje je chráně pojistkou F 3,15 A / 250 V. Prostě duše elektrotechnika jen zaplesá.

POZOR pro použití zdroje:

Protože je kryt kovový, musí být připojen žlutozelený uzemňovací vodič a i vzhledem k tomu, že svorky na 230 V AC nejsou nijak chráněny na dotyk, je zdroj možné výhradně použít jen jako vestavěný do jiné skříně či rozvaděče, kam nemá přístup běžná obsluha!! Při manipulaci s ním je tak nutné být velmi pozorný a dodržovat všechny zásady bezpečností práce se zařízeními umožňující dotyk na živé části životu nebezpečného napětí 230 V AC. Zdroj tedy není určen pro amatérské použití v domácnosti, v dílně a na podobných místech a je určen čistě jako vestavná komponenta pro profesionální použití zařízeních.

Verdikt mechanického provedení zdroje: výborné - vše lícuje, vše správně upevněno, pěkné uspořádání a popis desky plošných spojů.

 

Elektrické provedení zdroje

Jak již bylo napsáno výše, výstupní napětí (mimo výstupu 5 V) se vyznačují dost velkou tolerancí. Jak je tomu v praxi u mého testovacího kusu?

Naměřené hodnoty výstupních napětí naprázdno a při zatížení:

  • CH1: +5,00 V (naprázdno) - možnost doladění potenciometrem v rozsahu 4,35 až 5,61 V; +5,00 V (zatížení 1,0 A); +5,00 V (zatížení 2,0 A); +4,98 V (zatížení 3,0 A)

  • CH2: +14,30 V (naprázdno); +14,21 V (zatížení 0,2 A); +13,68 V (zatížení 0,5 A); +13,09 V (zatížení 1,0 A)

  • CH3: -14,28 V (naprázdno); -14,22 V (zatížení 0,2 A); -13,65 V (zatížení 0,5 A); -13,06 V (zatížení 1,0 A)

  • CH4: +23,80 V (naprázdno); +22,70 V (zatížení 0,5 A); +20,27 V (zatížení 1,0 A); +18,63 V (zatížení 1,25 A); +17,10 V (zatížení 2,0 A)

Jak je patrné, již při stavu naprázdno to není moc slavné a po zatížení jmenovitým proudem mi například ze 24 V výstupu již moc nezbylo. Jediným světlým bodem je jen preferovaný 5 V výstup, který je opravdu dost tvrdý. Ostatní výstupy jsou již dost měkké, což je pro mě velké zklamání, zvláště, když takové odchylky nejsou uvedeny v datasheetu.

Reakce na zkrat – výstup 5V:
Také mě zajímala reakce zdroje na zkrat jednotlivých napěťových výstupů, protože výrobce deklaruje ochranu proti přetížení / zkratu. Zde se opět ukázala preference zdroje 5V, který ukázkově při zkratu vypnul (zelená LED zhasla) a po odstranění zkratu se výstup opět zapnul. Tak by to asi mělo být správně. Při zkratování přes ampérmetr multimetru, který má samozřejmě odpor několika ohmů, výstupem prochází rychle se měnící proud v rozsahu 2,2 až 2,7 A a LED rychle periodicky bliká.

Reakce na zkrat – výstup 24V:
Po zkratu výstupu 24 V zdroj jakoby trošku panikaří a neustále se snaží nahodit výstup, který hned zase shodí. Tedy ve výsledku zelená LED opět rychle periodicky bliká. Pokud se provede "zkrat" přes ampérmetr multimetru, LED opět stejně bliká a naměříme periodicky se měnící proud v hodnotách cca 1,6 až 2,7 A. To patrně způsobuje ochrana proti přetížení zdroje, která se má dle údajů výrobce aktivovat po překročení zatížení na cca 70 až 90 W. To má asi v praxi za následek, že v okamžiku, kdy se proud přehoupne přes 2,7 A (cca 70 W), výstup se na chvilku odstaví, ale díky tomuto odlehčení jej asi elektronka opět zkouší zapnout a tak pořád dokola. Ve výsledku tak při zkratu neustále teče vodiči dost veliký pulsní proud.

Reakce na zkrat – výstup +15V / -15 V:
Zde jsou dvě možnosti testu: zkrat výstupu +15 V a -15 V na společnou svorku COM3 nebo přímo zkrat mezi vývody +15 a - 15 V. V prvním případě se obě větve symetrického výstupu chovají stejně. Při zkratu se výstup zdroje neodstaví, zelená LED zůstane svítit a zdroj se začne v okamžiku silně zahřívat, ba i se objevil náznak kouře! Pokud zkrat provedeme ampérmetrem multimetru, naměříme trvale tekoucí proud cca 11 A! V tomto režimu by tak zdroj patrně brzy shořel a ochrana proti zkratu či přetížení zde nefunguje. V druhém případě zkratu přímo mezi svorkami +15 V a -15 V se opět výstupy neodstaví a LED vesele svítí. Pokud výstupní "zkrat" provedeme přes ampérmetr multimetru, proud se po cca 2 sekundách ustálí na hodnotě cca 6,5 A a zelená LED dále vesele svítí.

 

 

Verdikt elektrického provedení zdroje: průměrné - výstup 5V je výborný, ale ostatní výstupy jsou dost měkké a navíc ochrana proti zkratu / přetížení u nich spíše nefunguje.

 

Závěr

Spínaný zdroj MW IQ-60F je na první pohled velmi pěkný zdroj, mechanicky dobře provedený. Výstupní napětí splňují tolerance uvedené výrobcem, přičemž je patrné, že prioritou je 5V výstup, který je velmi dobře stabilizovaný a dost tvrdý i při velkém zatížení. Bohužel poněkud zarážející je spíše nefungující zkratová ochrana (ochrana proti přetížení) na výstupech +/- 15 V, která je deklarovaná výrobcem v datasheetu. Zkrat zde tak může vést k nevratnému poškození zdroje !!!

Moje stanovisko je tedy následující: Zdroj je dobrý pro nenáročné aplikace, které vyžadují hlavně tvrdý zdroj 5 V a na ostatní napětí již nejsou kladeny náročné požadavky. Pokud například potřebujete přesný symetrický výstup +/- 15 V, například pro zesilovače pro zpracování výstupu tenzometrických snímačů, hledejte jinde. Též 24 V výstup není dobré moc zatěžovat, pokud máte nějaké komponenty vyžadující napětí alespoň přes 20 V.

Autor článku a fotografií: Antonín Vojáček

DOWNLOAD & Odkazy

Hodnocení článku: 

Komentáře

Tento zdroj jsem sice nikdy nedržel v ruce, ale z informací a fotografii zde uvedený lze s velkou pravděpodomností usoudit následující:
1) Jedná se o blokující měnič - dedy zapojení, které se používá na takto velké výkony pouze v levnějších (méně kvalitnějších) zdrojích.
2) Stabilizovana je pouze 5 V větev. Ostatní větve se pouze "vezou". To způsobuje velkou tvrdost této větve a zároveň velké tolerance na ostatních větví. Pokud by byla 5V větev zatížena, ostatní větve by se zrejmě chovali lépe.
3) Proudová, výkonová pojistka je velmi jednoduchá. Navíc proudová pojistka tam vůbec není. Omezuje se pouze celkový výkon zdroje. Toto omezení se děje na primární straně transformátoru a to omezením maxima špičky proudu tranzistorem. K tomuto názoru mne vede predevším chvání zdroje při zkratu na +/- 15 V větvých a na fotografiich je pouze jeden zpětnovazební optočlen - stabilizace 5 V větve.
Ve výsledku pokud budu zatěžovat (přetěžovat) pouze jednotlive větve můžem se dostat k proudum až cca 18 až 25 A na 5V, 3.75 až 5 A na 24 V a 6 až 8 A samostatně na každé 15 V. To jsou však proudy, ktere nemůže zdroj dluho vydržet a může při nich dojít i k vypájení nekterých součástek.

Zdroj je tedy vhodný pouze do aplikací, kde budou zatěžováný všechny jeho větve rovnoměrně dle dokumentace a zároveň kde jeho nadproudová a výkonová pojistka budu využity pouze jako ta poslední záchrana před katastrofou.

Takový zdroj jsem si také koupil. Při druhém zapnutí (bez zátěže) vyhořel jeden odpor a nějaká další součástka. Reklamace, výměna za nový. Nový vydržel týden, pak stejný problém. Už jsem ho ani nereklamoval. Beru to, jako poučení pro příště.

Také přidám svou zkušenost se zdroji Meanwell: zdroje RS 25-12 které jsem používal v zařízení produkovaly příliš velké rušení do sítě a nebylo možné dostát limitům ani s přídavným filtrem. Nakonec musely být vyměněny za Lambdy, které jsou mechanicky kompatibilní a co se týká rušení bez problému. Co se týkalo vlastní funkce zdrojů, tak nebyly výhrady.

Mám také dost špatné zkušenosti s touto značkou. Jelikož je to zdroj pro průmysl tak by měl výrobce řešit i cos fi, což u těchto zdrojů jaksi neřeší. Při měření mi vyšel údaj 0,6 což je cca při 90W spotřeba 150VA.

Podobný zdroj od této firmy, pouze s výstupem 24V jsme použili pro napájení zařízení, kde jsou také procesory. Zařízení nevyhovělo při testu EMC, při rázové vlně. Docházelo k restartu připojených procesorů. Při dalším bádání byla zjištěna příčina. Při rázové vlně 8/20us už s proudem nad 1KA zdroj zareagoval tak, že napětí stáhnul na nulu a znovu naběhl. Pomohl až externí odrušovací filtr na přívodu v kombinaci s varistorem. Tak nějak bych předpokládal, že tohle by měl řešit už filtr ve zdroji...