国产的12V电源不行？美国工程师换了个电容和整流器后……

shuszhao

我写过一篇关于一个廉价的中国制造12V、18W PSU的文章。毫不客气地说，这款PSU是有问题的。我用一个Rubycon输出电容和一个肖特基输出整流器对它进行了改装之后，大大提高了其热性能：肖特基的温度降低了32°C，Rubycon也低了10°C。让我们看看在EDN的热成像相机下，几款PSU的热性能如何。
我曾写过一篇关于一个廉价LED PSU的文章，讲的是一款中国制造的价格非常低的12 V、18 W PSU。毫不客气地说，这款PSU是有问题的。我对它做了一点小小的改动，让它变得更好用了。现在，借助EDN的热成像相机，我们可以更好地了解新部件会如何影响其热性能。

                               
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图1：12 V、18 W PSU。注意，在一些光亮组件上面贴上胶带有助于平衡其辐射。

我让这些图像中的电源工作于70％的额定负载——大约1.1A，直到达到热平衡。 环境温度为15°C（因为能够输入温度偏移，所以可以很方便地显示其温度超出环境温度多少）。
我测量了三个PSU：
● 第一个PSU的输出电容较差；● 第二个PSU来自AliExpress，其输出电容的ESR较低；● 第三个PSU是在第二个的基础上做了改动，用了Rubycon输出电容和肖特基输出整流器。根据我最初的研究，最需要换掉的组件是12V输出电容和输出整流器，一个UF5404 3A快速恢复（50ns）部件。我用SR540 5A肖特基替换了这个整流器。从图像可以看出差异很明显（除了几个组件上的胶带，外壳上还有从左上角到右下角的一个条，影响虽小但很明显）。

                               
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图2：第一个PSU组件和外壳的热图像。

                               
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图3：第二个PSU组件和外壳的热图像。

                               
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图4：第三个PSU组件和外壳的热图像。

遗憾的是不能直接比较图像的颜色，因为相机的应用不允许冻结温标（更高级的相机则可启用此功能）。尽管如此，结果出人意料，这让人好奇。


一些令人惊讶的数据

现在我们来看看这些组件。虽然第二个PSU的输出电容要好一些，实际上它的整流器工作时温度高了5°。肖特基的温度比第二个PSU要低32°。或者可以说，它比环境温度高33°，而第二个PSU比环境温度高65°。
开关晶体管和接收器在第一个PSU上温度很低，而在其它两个PSU上温度上升了35°。
输出电容的温度并不像我记忆中第一次测试那么糟。它表现出与电流极其非线性的关系，好吧，就是I2R。Rubycon温度至少比出厂电容低10°。
外壳温度也带来一些惊喜。我们认为最差的第一个PSU外壳温度却最低！它很可能在1.5A时变得最热，但在70％的负载下，还是不错的。其热点在输出组件上。
第二个PSU有更好的出厂电容，热点最高，高出环境温度45°，并已移至晶体管区域。
改装后的PSU的热点也在晶体管上，但高出环境温度39°。在输出组件上方，温度比第二个PSU低约10°。
即使性能得到改善，我仍然只能在其50％左右的输出额定下使用这些PSU。而且，在同样的电流下使用那个未经改装的PSU看起来也是可以的。但是......说真的这些不应该让大家伙知道。

yaoguang

williamtony

huang8089