|
Tegenwoordig heeft het geen enkele zin kleine 5 V voedingen zélf te ontwerpen. Immers, voor € 2,25 koopt u een compleet adapterprintje YS-5V1ASZD dat 5 Vdc levert met een maximale stroom van 1 A. In dit artikel geven wij een overtuigende test van deze kleine krachtpatser. |
Kennismaking met de YS-5V1ASZD
Een 1 A voeding op een printje van 5 cm x 2,5 cm
Als u zich afvraagt hoe men een 5 Vdc voeding in een USB-stekker kan proppen dan vindt u bij de YS-5V1ASZD het antwoord. Op een printje van amper vijf bij twee-en-half centimeter zit de volledige elektronica die uit de 230 V netspanning een goed gestabiliseerde en vrij rimpelloze gelijkspanning van 5 V haalt en dit bij een maximale stroom van 1 A. Het printje wordt aangeboden tegen een stukprijs van € 2,25. Als er tien koopt daalt de prijs zelfs tot € 1,72. Op die manier gaat de lol van het zélf bouwen van een voeding er wel een beetje af!
 |
| De YS-5V1ASZD voedingsmodule die 5 Vdc bij 1 A levert. (© Banggood) |
Het is uiteraard duidelijk dat deze prestatie alleen mogelijk is door gebruik te maken van een geschakelde voeding die werkt volgens het pulsbreedte modulatie principe (PWM). In onderstaande foto hebben wij de boven- en onderzijde van het printje in beeld gebracht. Zoals u ziet heeft men de scheiding tussen het primaire 230 V circuit en het secundaire 5 Vdc circuit bevestigd door het frezen van een gleuf onder de trafo, die het printje vrijwel in tweeën deelt.
De voor de stabilisatie noodzakelijke terugkoppeling van het secundaire naar het primaire circuit wordt uitgevoerd met een optische koppelaar van het type C1010 van Cosmo. Het schakelen op 50 kHz van de gelijkgerichte 230 V netspanning wordt toevertrouwd aan een AP8012H van Chipown.
Zowel primair als secondair zijn LC-kringen aanwezig die zorgen voor de noodzakelijke, maar vaak vergeten, HF-ontstoring.
 |
| De elektronica op weerszijden van het printje. (© 2018 Jos Verstraten) |
 |
| Het basisschema van de YS-5V1ASZD. (© Chipown) |
Volgens de fabrikant voldoet de YS-5V1ASZD module aan de onderstaande technische gegevens:
- Ingangsspanning: 85 Vac - 265 Vac
- Ingangsstroom bij 1 A uitgangsstroom: 0,027 A bij 220 V
- Uitgangsspanning: 4,80 Vdc - 5,2 Vdc
- Uitgangsstroom: 1.000 mA max.
- Efficiëntie: 80 % typisch
Zoals helaas vaak het geval is, worden geen data gegeven over de ruis, rimpel en stabilisatie van de uitgangsspanning.
De YS-5V1ASZD op de testbank
Testvoorwaarden
De 5 V uitgang van de module werd afgesloten met een weerstand van 1 kΩ en een elco van 470 μF. De uitgang werd belast met een instelbare elektronische belasting.
De stabiliteit van de uitgangsspanning
De elektronische belasting werd in stapjes van 200 mA opgevoerd van 0 mA tot 2 A. De indrukwekkende resultaten zijn samengevat in onderstaande tabel. Bij een belasting met 1 A was de uitgangsspanning slechts 10 mV gedaald. Dat geeft voor de inwendige weerstand van de voedingsmodule de excellente waarde van slechts 10 mΩ.
 |
| De stabiliteitstest van de YS-5V1ASZD. (© 2018 Jos Verstraten) |
Uit de aard van het beestje volgt dat geschakelde voedingen altijd in min of meerdere mate last hebben van een residu van de schakelfrequentie op de uitgangsspanning. Bij de YS-5V1ASZD is dat erg weinig, zie onderstaand oscillogram, opgenomen bij een belastingsstroom van 1 A. Volgens de oscilloscoop bedraagt de top-tot-top waarde van het residu bij vollast slechts 17,2 mV. Mooi zijn de perioden van het schakelen te zien met als frequentie exact 50 kHz.
 |
| Het schakelresidu op de uitgangsspanning bij vollast. (© 2018 Jos Verstraten) |
Bij nullast verbruikt de module primair een stroom van 5 mA, hetgeen bij een netspanning van 221,7 V overeen komt met een opgenomen vermogen van 1,1 W. Bij een belastingsstroom van 1 A stijgt de primaire stroom tot 25 mA met een opgenomen vermogen van 5,54 W tot gevolg. Het rendement bedraagt dus 4,97 W (uit) gedeeld door 5,54 W (in) is gelijk aan 89,7 %, beter dan de specificaties vermelden.
De thermische karakteristieken
De componentendichtheid op het printje is extreem hoog en dat geeft te denken over de opwarming van de onderdelen na lang gebruik op vollast. In onderstaande foto hebben wij onze meetgegevens samengevat. De temperaturen werden met een uiterst klein thermokoppeltje gemeten, dus met weinig thermische massa, nadat het printje één uur met 1 A was belast. Zoals blijkt vallen de gemeten temperaturen op zich wel mee. Wat ons wel zorgen baart is dat op het uitgangsspoeltje de allerhoogste temperatuur werd gemeten: 85,4 °C. Naast dat spoeltje staan de twee afvlakelco's die uiteraard meegenieten van deze temperatuur. Of deze onderdelen daar op lange termijn écht blij mee zijn valt te bezien.
 |
| De temperaturen op het printje na één uur vollast. (© 2018 Jos Verstraten) |
Conclusie
Als u een schakeling ontwerpt die uitsluitend uit 5 V gevoed wordt, kunt u de voeding naar onze mening met een gerust hart aan de YS-5V1ASZD toevertrouwen. Het is niet erg waarschijnlijk dat u zélf een voeding ontwerpt die betere specificaties heeft dan de YS-5V1ASZD.
5V/1A AC-DC Power Supply Stepdown Module
