Jiří Bekr provedl pravděpodobně největší veřejně dostupný test DC-DC měničů na světě. Začal v roce 2021 testem 27 kusů, a po třech letech práce, stovkách hodin měření a komunitní podpoře rozšířil test na 115 měničů – buck, boost i buck-boost – s podrobným měřením účinnosti, teplot a zvlnění. Výsledky publikoval jako 57stránkovou odbornou publikaci, sérii článků na Elektrolabu a dvě videa.
Ke každému měniči změřil účinnost při několika kombinacích vstupního a výstupního napětí, teplotu klíčových komponent (MOSFET a dioda) po ustálení, a u vybraných měničů i výstupní zvlnění osciloskopem.
Typy měničů – v kostce
Buck (step-down) – snižuje napětí. Nejběžnější typ. Účinnost moderních kusů se pohybuje kolem 90–96 %, u těch nejlepších blízko 99 %.
Boost (step-up) – zvyšuje napětí. Pozor: při zkratu na výstupu nemá jak přerušit proud (v cestě je jen tlumivka a dioda), takže vstupní pojistka je u boost měničů zásadní.
Buck-boost – umí napětí zvyšovat i snižovat. Univerzálnější, ale obecně dražší a méně účinný než specializovaný buck nebo boost. Omezení se udává ve wattech výstupního výkonu, ne v ampérech.
Jiřího favorité z testu 115 měničů
Z desítek testovaných měničů Jiří vybral ty nejzajímavější pro různá použití. Tady je stručný přehled jeho doporučení (kompletní rozbor najdete v jeho publikaci):
Buck měniče:
- Mini360 (~9 Kč) – do 1 A, miniaturní, praktické rozložení vstup/výstup. Trimr je drobný, nastavení vyžaduje trpělivost.
- Mini560 (~18 Kč) – až 5 A, levný, malý. Pouze přednastavená napětí (3,3; 5; 9; 12 V) a vstup max 20 V – nepřekračovat.
- XL4015 (~25–35 Kč) – do 5 A (s chlazením až 8 A), víceotáčkový trimr. Účinnost kolem 90 %. Existuje i v CC/CV verzi pro nabíjení.
- LM25116 „300W 20A“ (~132 Kč) – Jiřího dlouhodobý favorit. Účinnost kolem 96 %, CC/CV, vypínač. Pozor na záměnu s vizuálně podobným „200W 12A low ripple“ (ten má mizernou účinnost).
Boost měniče:
- MT3608 (~12 Kč) – malý, levný, 10otáčkový trimr. Účinnost kolem 85 %, vstupní proud max ~1,5 A. Běží už od 2 V.
- XL6009 (~21 Kč) – vstupní proud až 3 A. Tip: výměna tlumivky za 68 µH (680) zvedne účinnost o 2–4 %.
- ZK-S4 80W (~86 Kč) – CC/CV, vstup 2–24 V, USB-A, pojistka na vstupu. Účinnost 90–95 %. CLC filtr na výstupu = nízké zvlnění.
- ST60 120W 6A (~142 Kč) – účinnost 95–96 %, pořádné šroubové svorky. V podstatě lepší verze ZK-S4.
Buck-boost měniče:
- Miniature 5W (~19 Kč) – 2–15 V vstup, 1–15 V výstup. Účinnost jen 80 %, ale za tu cenu a velikost nemá konkurenci pro napájení malých LED z lithiové baterie.
- XL6019 (~28–33 Kč) – nástupce XL6009. Tip: výměna tlumivky za 47 µH zvedne účinnost z ~80 % na 84–87 %.
- AT120 „8A 120W 150W“ (~167 Kč) – nejlepší buck-boost z celého testu. Účinnost 92–96 %, zvládne i 12 A s chlazením. 10otáčkový trimr na CV.
Na co si dát pozor
Náběhový proud. Vybité kondenzátory měniče se při zapnutí chovají skoro jako zkrat. U měničů napájených z vyššího napětí (24 V+) se vyplatí omezit náběhový proud – NTC termistorem, LC filtrem, nebo pomalým otevíráním tranzistoru.
Backflow u buck měničů. Pokud odpojíte vstup a na výstupu je baterie, napětí projde přes měnič zpátky na vstup a může zničit spínací tranzistor. Řešení: schottkyho dioda na vstup, nebo použít buck-boost místo buck.
Jištění. Vstup i výstup měniče by měl být jištěný. Jiří doporučuje polyfuse (resetovatelné PTC pojistky) – reagují rychleji než klasické tavné pojistky a po odstranění přetížení se samy obnoví.
Chlazení. Hlavní spínací tranzistor a blokační dioda – to jsou dvě součástky, které potřebují chlazení. Nalepovací chladiče z AliExpressu za pár korun prodlouží životnost měniče výrazně.
Kondenzátory. Levné měniče mají často poddimenzované elektrolyty, které se zahřívají a degradují. Přidání paralelního keramického kondenzátoru nebo výměna elektrolytu za kvalitnější (Nichicon, Nippon Chemicon, CapXon) pomůže.
CC regulace u analogových měničů. Přechod mezi CC a CV režimem bývá u levných měničů „tupý“ nebo „lepivý“ – proudový limit nezasáhne přesně, což může poškodit nabíjenou baterii nebo LED. U kritických aplikací je bezpečnější držet se jen jednoho režimu.
Boost měniče a zkrat. Boost měnič nemá v cestě proudu řízený spínací prvek – při zkratu na výstupu teče proud přímo přes tlumivku a diodu. Vstupní pojistka je proto u boost měničů důležitější než u buck.
Kompletní materiály
Jiří Bekr publikoval kompletní výsledky na několika místech:
- Odborná publikace (57 stran, PDF) – teorie, metodika, kompletní tabulky, rozbor výsledků, test zvlnění: Google Drive
- Články na Elektrolabu – Teorie spínaných měničů, Test 115 DC měničů, Test zvlnění
- YouTube kanál Jiřího Bekra – youtube.com/@jiribekr
Videa
Původní test 27 měničů (2021):
https://www.youtube.com/watch?v=dYnzq5GzMdE
Velký test 115 měničů (2023):
https://www.youtube.com/watch?v=cS2ytLSqomY
Žádné sociální komentáře k dispozici.