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微爱盛12V工控开关电源全面解析评测

    测试前言(Intro):

    北京微爱盛是工控电源界崛起的新军。读过笔者的前几篇文章,应该对它不陌生。笔者现在还对它的转换效率记忆犹新。一套被动式PFC竟然能转换到惊人的80%很不可想象。在鱼龙混杂没有标准的工控电源界,笔者是非常不希望有潜力做好的产品沦陷。

    微爱盛总经销薛总也略带沉痛的说。很多质量很好的产品,很有特色的产品往往被迟钝的市场限制。商家往往要经过痛苦的市场整形,艰难的价格煎熬。通过两年使用客户的积累才能起色。笔者深感同情,也为工控电源界现状感到无奈。希望厂家真的少点水分,少点虚标。我们把质量做上去,把品牌做上去。这才是一个企业长足发展的根本,整个行业才能进步。

    今天给大家带来的是微爱盛的VIM48-N-12S。希望它能给笔者带来更大的惊喜。

    外部特征与标称规格(Appearance and Specifications):

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    外观铭牌

    拿到这款电源笔者第一个感觉是小,第二个感觉是真小……它到底有多小给大家来张图。

    呵呵还没一盒烟大,也就稍高一点的样子。这个设计很让笔者欣喜。电源不是越大越好。只要你设计的合理,只要不影响性能,哪怕做成指甲大小都成。

    根据铭牌现实。微爱盛这款电源的型号是VIM48-N-12S。输入电压174V~264V,50HZ交流。输出12V,4A直流。看不出小小的体魄有这种能力,试试它的含金量。

    散热系统(Heat radiating system):

    体积的减小必定带来发热量的剧增。对于温度非常敏感的工控电源来说,温度控制也是一大关键。温度升高时开关管的电流导通能力和电路的稳定性都会受到挑战。因为温度升高达到临界点爆浆,短路,起火的电源并不在少数。微爱盛依然选择了这个模块,依然想做下去估计自己也非常有信心。

    在散热环节笔者会延长测试时间,小的电源意会被用在相对更狭小的空间。狭小的环境相对的空气流通和温度控制就会很差。

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    VIM48-N-12S的铁丝网防锈做得还不错,整个网面镀锌处理。笔者特别留意了一下铁丝网的螺孔部分,网孔里面螺纹都被镀的很到位。估计不是化学镀就是电镀,看铁丝网面的均匀程度,应该是电镀。铁丝网厚度是0.63mm,在几个取值点测量都是这个数值,厚度均匀比上一款5V的电源要好很多了。

    VIM48-N-12S的两个开关管都没有单独的散热片。两个管子直接被固定在铝壳上,也算是物尽其用。VIM48-N-12S的壳是铝挤压镀锌,与真正的散热片区别不大。在铝壳下面用了很多铜柱。这些铜柱是为电源安装预留的,能有效防止上过后碰到电路板造成的短路和滑丝。

 

    内部设计与用料分析(Internal Design & Build Quality):

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    主板PCB图

    VIM48-N-12S结构为,被动式PFC,单管反激,12V独立输出设计方案。由于空间狭小所以器件高度集中在一起,发热量估计不容小觑。

    EMI输入部分:

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    输入部分

    由于空间的关系,这次微爱盛并没有用通用的接线端子,而是用的全封闭下压式端子。依旧是简单粗暴的输入模式。一个眼熟的热敏防浪涌电容,配上一个熔断保险丝。由于空间的关系保险丝也一改常态的立起来了。这样电源使用危险系数大增,并且在浪涌电容和保险丝之间仅有笔尖那么大的缝隙。这样必定会有电磁场产生,对电源输出纹波造成影响。

    输入安规电容用了一颗IEC60834,这是IEC安规标准旧版的产品。输入限压250V。变压器后面并没有跟上一颗安规电容。估计是变压器匝数设置的问题。AC输入并没有写支持110V输入,想来是缺了这个的缘故。

 

    整流部分:

    整流部分用了一颗扁桥,具体型号无法看清。滤波电容用的是KXG400V,33uf,这种思路和捷力达用二极管做整流桥时想法类似。通过高频来弥补整流部分的不足。电容和整流桥挨着好近……希望不会有影响。

    主开关管:

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    主开关管用的是仙童半导体的5L0380R,工作电压800V,单极脉冲95MJ,最大导通电流12A,漏电电流25℃为3A,100℃为2.1A。余量充足。该开关管集成了脉宽调节输入,为后面的输出脉宽调节芯片留下补充,最大电压调解率30V。

    二次侧整流:

    二次侧的12V输出为单路独立输出。直流变压器变压后通过一个开关管再过两颗并联的电容输出。二次侧输出用的是ST的STPS20S100TP。工作电压100V,最大电流30A。

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    两颗并联电容中间加一个扼流磁环。电容参数为25V,680uf。

 

    电压调控系统:

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    VIM48-N-12S的电压调控部分依然是工控电源界风行的电位器+脉宽调控芯片。调控用了一颗仙童的V931Y,具体参数笔者没有找到。根据上面使用的主开关管,笔者猜测这颗芯片只是起到驱动开关管那30v电压补充的作用。这种直接调节的模式应该会比用别的芯片做间接的调控好很多。

    测试环节(test link):

    测试实验室简介:

    测试实验室全套测试设备由owon提供,OWON致力为消费者提供合宜适用的测量解决方案,将高端测量技术普及应用至您的工作与生活中,“MEET YOUR BEST NEEDS”正是为此孕育而生。Owon已经在全国各地建立自己的品牌办事处,集成了销售,服务,售后一条龙服务模式。北京地区由北京恒威仪讯科技有限公司全权代理负责,我们实验室的构建也感谢恒威仪讯的大力支持。

    自成功研发出国内首台手持彩色液晶数字存储式示波器后,owon在精密仪器仪表领域内快速成长,时至今日,OWON已可提供数字示波器系列数十个系列的产品。无论是技术人员、工程师还是科研、教学人员,他们都可通过OWON产品扩展个人能力并出色完成工作。秀一下测试室:

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    测试环节:

    测试在空气不流通的恒定室温条件下进行,用电子温度表监控测试环境温度,保证测试结果的准确性。用XJY-80八路智能巡检仪时刻监控电源的温度变化。开机用电子负载拉典型负载1分钟后开始整个测试过程,电源负载的数据取样点为10%;30%;50%;70%;100%,各数据取样点测试时间为两分钟。测试完100%负载后间隔10分钟测试电源空载温度和纹波。整套测试参数参考ISO90001国际产品质量体系给定的电源设计参数来执行。

    设备列表:

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    电压稳定性(Voltage Stability):

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    根据VIM48-N-12S的具体电压调节数值可知。该电源的调节能力相当出众,在各个取值测试点的电压控制的都相当精准。即使在100%负载的时候电压调节能力仍然偏离ISO9001规定的±10%的标准不多。并且电流值在100%负载的时候趋于饱和,完全达到标称4A。这在虚标泛滥的工控电源中几乎是不可想象的。

 

    转换效率(Efficiency):

    工控电源中开关电源的转换效率,一直是备受关注的点。电源哪怕提高1%的转换效率对于没有节假日的工控电源来说节约的电能也将是巨大的。有心人可以自己算一下,一块50W的电源转化效率是80%和79%之间一年到底能省多少钱。

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    转换效率在50%负载的时候达到顶峰。由于是被动式PFC结构功率因数的限制,转换效率一直在70%以上波动。说明电路设计的合理性非常高。

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    功率因数波动也呈上升趋势,整体来说不错。

    负载升温变化(Heating load changes):

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    根据上图我们可以看出来VIM48-N-12S的升温曲线变化还是很明显的。在70%负载的时候直接高空跳开。在各个负载点的温度也要比“大个头”的电源高不止一个档次。小体积的电源弊端很明显的表现出来。

    纹波与噪声(Ripple & Noise):

    电源的纹波噪声是指开关电源在工作周期内,产生周期性或非周期性杂波。也称开关电源的“毛刺”。“毛刺”越少,说明电源的电路中产生的杂波越少,可持续工作能力就越“和谐”。

    我们在测试方法是测试完100%负载时,恢复电源待机5分钟,开始进行50%和100%负载纹波取样,并测出电源的峰峰值是多少。

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    50%负载的峰峰值是58MV,100%负载的峰峰值在100Mv左右。表现算是中上。这种直接调控整流管的方案也并不会增加太多杂波。配合的好肯定会取到意想不到的结果。

 

    测试总结与评分(Test Summary and Rating):

    微爱盛VIM48-N-12S带给笔者很多惊喜。惊喜是小牌子,没名气的电源正在突破。突破的方向是小体积,高转换率,超高的电压调解率。这一切都说明微爱盛的设计心态和品牌理念已经很成熟。一心做的就是质量就是品质,往往能在绝处平步。也衷心祝愿微爱盛,对这款产品笔者给出“50W功耗神器”称号。

    按照老规矩我们从六个方面给电源打分。分别是外观与功能(Exterior Quality); 内部做工(Build Quality); 电压稳定性(Voltage Stability); 转换效率(Efficiency); 负载升温变化(Heating load changes); 纹波与噪声(Ripple & Noise)。

    外观与功能(Exterior Quality)方面:VIM48-N-12S体积小巧,电源铭牌也算清楚,防锈处理和外壳用料都还不错,考虑体积关系,故给9分。

    内部做工(Build Quality)方面:用料还算扎实,设计思路清晰,电压调控做的很新颖。并且调控能力突出,故给9分。

    电压稳定性(Voltage Stability)方面:电压稳定性已经跨进ISO9001标准内,最高电压波动接近9001规定的10%波动区间。强悍的电压调控能力,故9分。

    转换效率(Efficiency)方面:转换效率起步就在70%以上,并且在50%负载的时候到达弧顶。转换效率相当突出,看功率因数也还有压榨性能的区间,故8.5分。

    负载升温变化(Heating load changes)方面:负载升温变化表现一般,好在即使温度生得很高的时候电压和电流也并没有太多的变化。故给8分。

    纹波与噪声(Ripple & Noise)方面:纹波噪声表现不俗,峰峰值表现稍高。故8.5分。(作者:残寒销尽

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