Alimentation portable compacte et convertisseur Fnirsi DPS-150

Les alimentations portables deviennent de plus en plus populaires chez les passionnés d’électronique, concepteurs amateurs DIY et professionnels. Ces appareils délivrent des tensions de sortie stables et réglables, dans un format portable, en faisant un choix idéal pour des applications variées, du prototypage des circuits à l’alimentation des petits gadgets. Ces alimentations sont particulièrement utiles quand d’autres alimentations à tensions fixes—comme celles des ordinateurs portables, les batteries externes, ou autres adaptateurs—sont déjà disponibles.

Dans ce document, nous étudions les caractéristiques, les performances, et les qualités de l’alimentation compacte Fnirsi DPS-150.

Deux options : Convertisseur ou alimentation standard

Deux versions de ce produit sont disponibles :

1. DPS-150 PD – Kit complet: comprenant un adaptateur de puissance à technologie GaN de 100 W (EU) et un câble USB-C. 2.
2. Le convertisseur à courant continu CC-CC seul DPS -150: Il ne comprend pas l’adaptateur secteur.

Le convertisseur DPS-150 (convertisseur CC seul) est particulièrement utile pour les utilisateurs qui possèdent déjà une alimentation à tension fixe comme par exemple :
 

• Une alimentation d’ordinateur portable
• Un chargeur de smartphone
• Une alimentation de tablette
• Une batterie externe auxiliaire

Spécifications et revue

Une alimentation utilisant le DPS-150 comporte deux modules distincts :

1. Le convertisseur d’alimentation CC programmable (Figure 1)
2. L’adaptateur secteur (un chargeur de smartphone, une batterie de secours, une alimentation d’ordinateur portable ou l’adaptateur de puissance à technologie GaN de 100 W fourni) (Figure 2)

Cette conception modulaire apporte une flexibilité importante, permettant aux utilisateurs d’intégrer le DPS-150 dans leur configuration d’alimentation existante, ou d’utiliser le kit complet pour une solution tout en un.

 

Caractéristiques du système d’alimentation DPS-150

Convertisseur de tension CC programmable DPS-150

Le convertisseur de tension possède les caractéristiques suivantes :
 

Caractéristique	Valeur
Tension d’entrée	5 – 32 V DC
Courant d’entrée	100 mA – 5 A
Tension de sortie	0 – 30 V
Courant de sortie	0 – 5 A
Puissance délivrée	0 – 150 W
Sources d’entrée	PD fast charger, QC fast charger, power bank, DC power adapters
Température de fonctionnement	0 – 40°C
Régulation de charge	0.49%
Rendement	96.3%
Afficheur	2.8-inch (320 × 240)
Dimensions	106 × 76 × 28 mm
Poids	178 g

 

Options d’alimentation à tension fixe

Plusieurs possibilités sont offertes pour l’alimentation en entrée nécessaire au fonctionnement du DPS-150 (5 – 32 V) :

Adaptateur PD à technologie GaN (inclus dans le kit complet)

Cet adaptateur, qui est inclus dans le kit DPS-150PD, présente les caractéristiques suivantes :
 

Caractéristique	Valeur
Modèle	CH100G01
Tension d’entrée	100-240V AC, 50/60Hz
Ports de sortie
USB-A	5V, 3A
USB-C1/USB-C2 (PD3.0)	5V, 3A / 9V, 3A / 12V, 3A / 15V, 3A / 20V, 5A
PPS (Programmable Power Supply)	3.3 – 20V, 5A (100W max)
Dimensions	65 × 55 × 31.5 mm
Poids	190 g

Autres sources d’alimentation à tension fixe

La large gamme de tension d’entrée du DPS-150 est un avantage important, lui permettant d’être alimenté par diverses sources. Dans cette revue, trois différentes alimentations ont été testées :
 

• Une alimentation d’ordinateur portable – 19 V / 3,16 A (60 W)
• Un chargeur de téléphone portable (sortie USB-C) – 20 V, 1,5 A (max 30 W)
• Une alimentation auxiliaire de secours performante

• Une alimentation auxiliaire de secours standard

La Figure 3 montre les différentes sources d’alimentation en entrée, testées avec le DPS-150.

 

Alimentation par batterie auxiliaire rechargeable et portabilité

L’utilisation d’une alimentation de secours rechargeable apporte un avantage supplémentaire d’indépendance vis-à-vis du réseau électrique, faisant du DPS-150 un choix idéal pour une utilisation dans un lieu sans alimentation électrique, par exemple dans un garage, un abri de jardin, un atelier dans une cave, ou même en plein air. Par ailleurs, un fonctionnement sur batterie apporte une alimentation isolée du sol, éliminant les problèmes de boucles de terre et offrant une sécurité électrique accrue.

Alimentation flexible

Malgré sa taille compacte, le DPS-150 peut fournir jusqu’à 150 W (30 V, 5 A), ce qui est plus que suffisant pour la plupart des applications, dans le domaine de l’amateur, ou des utilisations professionnelles.

La possibilité de placer la source d’alimentation d’entrée sous l’espace de travail, est un avantage intéressant, ne laissant présent que le convertisseur de taille réduite sur la table de travail, réduisant ainsi au minimum l’espace occupé. L’utilisation d’une alimentation de secours rechargeable accroit la flexibilité, en mettant à disposition une alimentation portable aux possibilités impressionnantes.

Le convertisseur accepte un adaptateur USB-C Quick Charge 3.0 en entrée, ce qui accroit sa mobilité et ses possibilités d’emploi. Il peut même être alimenté par un port USB standard sur un PC, mais la puissance disponible sera limitée, selon les spécifications du port utilisé. Néanmoins, dans les espaces de travail encombrés, pouvoir disposer de tensions de sortie variables peut être très utile.

Muni d’un afficheur de grande dimension, de boutons de commande et de contrôle de l’encodeur, le DPS-150 est d’utilisation facile, même avec une seule main libre.

Le DPS-150 en alimentation de laboratoire

Une tension s’étendant de 0 à 30 V sous une intensité de 5 A est une caractéristique typique d’une alimentation de laboratoire. Le DPS-150 convertit de façon efficiente pratiquement n’importe quelle tension d’entrée en une sortie pure et correctement régulée, avec un rendement atteignant 95%.

Par exemple, en utilisant un adaptateur secteur délivrant une tension fixe de 19 V, 3,16 A (60 W), le DPS-150 peut générer une tension de 3,3 V, 5 V, 12 V, ou 18 V, ou d’une valeur quelconque, sous une intensité pouvant atteindre 3 A.

Pour obtenir la tension de sortie maximale de 30 V, une tension d’entrée d’au minimum 32 V est nécessaire. Les anciennes alimentations d’imprimantes (habituellement 32 V / 4 A), peuvent être recyclées pour cet usage.

Même un simple chargeur USB de 5 V (1 A max) permet d’obtenir une tension ajustable entre 0 V et presque 5 V. Une batterie de secours USB (5 V, 2 A) se transforme en une alimentation polyvalente délivrant une tension de sortie réglable entre 0 V et 5 V, y compris la tension de 3,3 V fréquemment requise par les microcontrôleurs come l’ESP32.

Certaines alimentations de secours délivrent également une sortie de 12 V jusqu’à 10 A, rendant le DSP-150 encore plus polyvalent. Avec une telle source d’entrée, il peut fournir une tension proche de 12 V, jusqu’à une intensité de 5 A, ce qui est largement suffisant pour une large gamme de projets électroniques, la recharge des batteries ou le modélisme.

Test de précision et évaluation des performances

Pour le test, un multimètre calibré HP E2377A a été utilisé. Les résultats ont confirmé la haute précision de l’affichage de la tension affichée par le DSP-150 :
 

Tension de sortie du DPS-150 (VCC)	Lecture du HP E2377A (VCC)
0.10	0.102
3.00	3.003
5.00	5.002
10.00	10.00
20.00	20.01
29.95	29.92

En pratique, cette excellente précision est plus que suffisante pour toutes les applications. Les tensions mesurées sont très précises, tout comme les intensités affichées. La fonction de limitation d’intensité fonctionne parfaitement, même au niveau de quelques milliampères.

Régulation en charge et stabilité

Les variations de tension provoquées par des variations de charge sont minimes, confirmées par un multimètre numérique de précision élevée (DMM) :

- Chute de tension à 5 V (à vide et jusqu’à 3 A en charge) : < 20 mV

Toutes les mesures ont été effectuées en utilisant la méthode de Kelvin à 4 fils, en prenant soin de relever la tension directement aux bornes de sortie afin d’éliminer les erreurs dues à la résistance des fils.

La régulation en charge est rapide et efficace. La Figure 4 montre que le pic de tension résultant d’un changement de charge de 0 A à 2,5 A est inférieur à 20 mV et rapide, d’une durée inférieure à deux microsecondes.
 

 

Performance du facteur de bruit, et comparaison avec des alimentations de laboratoire

Le bruit mesuré est très acceptable :
 

• Bruit crête-à-crête (U_noise_pp) : < 4 mV @ 25 V, pour une charge de 3 A.

Les niveaux de bruit dépendent évidemment de la qualité de l’adaptateur externe. Pour des applications nécessitant un bruit extremement faible, il est recommandé d’utiliser des batteries comme source d’alimentation primaire.

Une comparaison entre l’appareil Fnirsi DPS-150 et une alimentation linéaire standard de laboratoire (HP 3612A) montre que les valeurs de bruit résiduel (Vpp ou tension crête-à-crête et RMS) sont comparables. Les deux appareils sont parfaitement adaptés à la plupart des applications, à l’exception des projets extrêmement sensibles au bruit électrique.

Un test réalisé à 5 V et une charge de 2,5 A, a produit les résultats suivants :
 

Alimentation	V RMS	Vpp
Fnirsi DPS-150	± 350 µV	2.25 mV
HP 3612A	± 450 µV	1.80 mV

En conséquence, si une alimentation de laboratoire standard répond aux exigences d’un projet, le DPS-150 Fnirsi délivre des performances comparables, ou même légèrement supérieures dans certains cas.

Test à puissance élevée et protection

En ce qui concerne les tests à puissance élevée, un jeu de résistances de 50 W a été utilisé. L’appareil a subi les tests dans les conditions suivantes :
 

• 5 V – 10 A (50 W)
• 15 V – 3 A (45 W)
• 25 V – 2 A (50 W)

Toutes les valeurs mesurées sont conformes aux spécifications.
 

Pour une démonstration visuelle, une lampe aux halogènes de 12 V, 1,6 A (20 W) a été employée, un pack de batteries Li-ion étant utilisé comme source d’entrée. La Figure 5 montre que le convertisseur de puissance assurait parfaitement cette fonction, permettant l’illumination de la lampe aux halogènes à sa brillance maximale.

Un logiciel PC apporte des fonctionnalités supplémentaires

Autre caractéristique notable, le package de logiciel pour PC, que l’on peut télécharger depuis le site web de Fnirsi. Le programme peut être lancé directement après téléchargement—aucune installation préalable n’étant nécessaire. Au démarrage, l’interface suivante apparaît (voir Fig. 6).
 

L’interface graphique est divisée en plusieurs sections. En haut et à gauche, l’état de fonctionnement de l’appareil est indiqué visuellement. La tension de sortie et le courant fourni sont affichés dans un graphique fonction du temps. En-dessous, les paramètres peuvent être modifiés sur le PC en utilisant la souris ou le clavier. Les valeurs sont également représentées par des échelles circulaires pour une parfaite lisibilité. Sur le côté droit, les valeurs de sortie standard (Basic Informations ou informations de base) sont affichées. À côté, les paramètres de communication USB, l’intensité choisie et la tension sont affichés numériquement. Par ailleurs, les différentes valeurs de tension prédéfinies peuvent être rapidement choisies (Express Data).

Sous l’onglet "Advanced", des options de réglages additionnels sont disponibles :
 

• Programmation d’un profil de courant ou tension
• Définition des incréments de tension et intensité sélectionnables
• Création de courbes arbitraires de variation de tension

Grâce à ces possibilités, l’alimentation compacte DPS-150 devient un outil puissant pour les tests de laboratoire, permettant des mesures de précision et des applications de tests automatisés.
 

 

Vaste domaine d’applications

En raison de la flexibilité de choix de la source d’alimentation, le DPS-150 permet de répondre aux exigences d’une large gamme d’applications incluant :
 

• Tests généraux et formations dans un laboratoire personnel ou de recherche
• Test et maintenance des circuits électroniques analogiques et numériques
• Détection de pannes des appareils et de leurs circuits
• Alimentation de secours ou pour les applications sur site
• Contrôle de qualité et inspection
• Alimentations portables "sans -fil", utilisant des piles ou des packs de batteries

La possibilité d’opérer à partir d’une batterie rend ce convertisseur de tension particulièrement polyvalent, permettant de disposer d’une tension correctement régulée dans pratiquement n’importe quelle situation ou lieu—sans nécessiter une alimentation par le réseau électrique.

Avantages et inconvénients

Évaluons maintenant les points forts et les faiblesses du DPS-150

Pour:

• Conception extremement compacte et robuste
• Grande précision et performances fiables
• Alimentation par batterie pour une meilleure portabilité
• Interface d’utilisation facile
• Présence d’un logiciel pour la commande à distance et la programmation des courbes de tension/courant

Contre:

• Espacement entre les connecteurs de puissance non standard (écart différent de 19 mm)
• Convertisseur de tension uniquement abaisseur (la tension de sortie doit être inférieure à la tension d’entrée)
• La notice d’utilisation contient des instructions peu claires ou mal rédigées
• La protection contre les surtensions et surintensités est relativement lente et uniquement contrôlée par le logiciel

Conclusion

Le convertisseur de puissance DPS-150 Fnirsi se révèle être un appareil de qualité, à la fois pour les professionnels et les passionnés d’électronique. Ses performances sont fiables, atteignant ce que l’on souhaite avec une efficience élevée, et un rapport qualité prix très favorable. L’un de ses avantages majeurs est sa conception compacte permettant un gain de place, ce qui en fait un choix idéal pour les environnements à espace réduit. Grâce à ses fonctionnalités polyvalentes, son contrôle précis et l’intégration de son logiciel, le DPS-150 Fnirsi est largement recommandé pour une large variété d’applications, que ce soit dans le cadre d’un laboratoire professionnel, l’espace de travail d’un passionné d’électronique, ou l’atelier d’un concepteur DIY amateur.