Przetwornica DC/DC buck 9A 300W - nagrzewanie i pseudotesty EMC

Przetwornica DC/DC 9A 300W 1.2V-35V jest obecnie dostępna w gadżetach. Opis modułu znajdziecie tutaj: Test przetwornicy DC/DC buck 9A 300W 1.2V-35V. Pod materiałem rozwinęła się ciekawa dyskusja, w której m.in @MAREK MRK zaproponował sprawdzenie nagrzewania się radiatorów podczas dłuższej pracy, natomiast @Tommy82 przedstawił pomysł wykorzystania rtlsdr do oceny generowanych zakłóceń.
Teoretycznie znając sprawność i straty mocy można ocenić, jak będą się nagrzewać radiatory, ale zawsze warto sprawdzić, jak to wygląda w praktyce.

W pierwszym teście na wejście przetwornicy zostało podane napięcie 29.95V pobierany prąd 2.172A, natomiast na wyjściu płynął prąd 5A przy napięciu wyjściowym 11.63V. Na wejściu pobierana moc wynosiła 65.05W, na wyjściu 58.15W, sprawność >89%, moc strat ~7W. W tych warunkach temperatura radiatora ustabilizowała się po 10min na poziomie 66C. Poniżej wzrost temperatury w czasie, osobno dla radiatora diody i XL4016:


Drugi test to warunki na wejściu 29.96V 1.431A (42.87W), na wyjściu 4.375V 8.03A (35.13W), co daje sprawność >81% oraz moc strat ~8W.
Po 10 minutach radiator osiągnął 71C.


Następnie przy pozostawieniu parametrów z drugiego testu, przetwornica została zamknięta z donglem DVBT w metalowej skrzyni. Obciążenie było podłączane przekaźnikiem. Odbiornik DVBT został dodatkowo zamknięty w metalowej obudowie. Metalowe obudowy ekranujące zostały połączone z masą układu, natomiast szczeliny na przewody oklejone folią aluminiową. Masa laptopa z rtlsdr również została połączona z wspólnym uziemionym punktem masy dla całego zestawu. Udało się znacząco stłumić sygnały zewnętrzne, natomiast przekaźnik pozwalał na włączanie i wyłączanie obciążenia celem obserwacji zmian na spektrogramie.

W okolicach 25MHz widać "płynące" harmoniczne, zmieniające częstotliwość po podłączeniu obciążenia:


To samo w okolicach 30MHz:


W okolicach 35MHz mniejsza intensywność:


40MHz widać ślady harmonicznych:


Na 70MHz i 90MHz zanikające ślady:


W okolicach 122MHz kolejne harmoniczne:


Odbiornik DVBT i przypadkowa antena oraz metalowe pudło nie zapewniają sensownych testów, jednak możemy oszacować, w jakich pasmach mogą pojawić się zakłócenia generowane przez przetwornicę. Drugie spostrzeżenie to silne nagrzewanie się kondensatorów oraz indukcyjności od pobliskich radiatorów. Ciepło może skrócić żywotność kondensatorów elektrolitycznych.