Perché la regolazione del mio alimentatore a 5 volt è così scarsa e come risolverla?

Ho acquistato un alimentatore da 5 volt al largo di Amazon. Funziona da 120 V CA e produce alimentazione CC. È un alimentatore a commutazione. Se metto un multimetro sull'uscita, mostra sempre circa 5,0 VCC.

Mi sono imbattuto in difficoltà nell'uso di questo alimentatore per qualsiasi tipo di progetto reale. L'output è estremamente rumoroso.

Ho collegato alcuni piccoli condensatori con un valore di 10 pF e 10000 pF all'uscita dell'alimentatore. Penso che l'alimentatore avrebbe comunque piccoli condensatori di questo tipo, ma apparentemente no. Questi eliminano un sacco di rumore HF che esce dall'alimentatore. Sfortunatamente questo rumore non è proprio il problema.

Ecco come si presenta l'alimentatore sul mio oscilloscopio senza carico.

Regolando la scala temporale e la scala di tensione ho visto questo

Il canale in blu è l'uscita dell'alimentatore. Il canale in giallo è l'output di una rete di filtri che ho creato. Ho usato il lato a bassa tensione di un trasformatore di rete e un grande condensatore elettrolitico. Ecco le foto di quelli, anche se dubito che sia importante. L'induttore è cablato in serie con il mio carico (se presente) e il condensatore è parallelo all'alimentazione.

Ho deciso di testare solo l'alimentatore con un carico resistivo. Ho selezionato una resistenza da 10 ohm. Ciò dovrebbe fornire un carico di circa 500 milliampere.

La rete di filtri gestisce alcune delle oscillazioni, ma c'è ancora un picco di quasi 1 volt sull'uscita della rete di filtri. Ho provato a spostare il condensatore in giro, ma fa poca differenza. In effetti, anche con il condensatore scollegato, l'uscita non cambia molto.

Ecco un piccolo trasformatore rimosso da un alimentatore a commutazione. Ho collegato i 5 volt in serie con il primario di questo trasformatore.

E la vista dal mio oscilloscopio:

Sembra che quasi tutti gli induttori filtrino l'oscillazione con il periodo di circa 3,5 microsecondi. Ma quell'enorme picco precede l'oscillazione rimane. In questo caso l'alimentatore salta di oltre 2 volt. 2 volt su un alimentatore destinato a 5 volt è del 40%.

La cosa interessante di questo è che il condensatore sembra non fare alcuna differenza. È vecchio, ma ne ho provati diversi e ho ottenuto lo stesso risultato. Tutti hanno una certa capacità, anche se può essere leggermente diminuito nel tempo.

Dato che la tensione oscilla ancora dappertutto con il condensatore, la mia unica teoria è che il circuito all'interno dell'alimentatore sta effettivamente cortocircuitando la propria uscita. Se il regolatore sull'uscita dell'alimentatore si fosse appena spento, la tensione si ridurrebbe semplicemente verso il basso perché il condensatore si scarica lentamente. È quasi come se l'alimentatore stia cortocircuitando internamente per un breve periodo di tempo, quindi il regolatore diventa un po 'fuori di testa e "squilla" mentre tenta di trovare di nuovo 5 volt.

Perché la regolazione del mio alimentatore a 5 volt è così scarsa e come risolverla?

Anche se non riesco a immaginare che possa aiutare, ecco una foto dell'alimentatore con il suo caso spento

Aggiornare:

Ho eseguito un test aggiuntivo con il trasformatore di rete come filtro cablato in serie con 4 resistori. Uno dei resistori era il resistore da 10 ohm, gli altri tre erano 6 ohm. Ciò dovrebbe fornire una resistenza di 1,66 ohm per circa 3,125 amp di corrente. Questo non cambia nulla in modo significativo nell'output osservato. In questo test ho invertito le mie sonde, quindi anche i colori di questa schermata sono invertiti.

Ecco un primo piano dello "spike" come l'ho chiamato.

Ho anche provato a collegare un condensatore 1 microfarad attraverso l'alimentatore mentre guidava il carico di 10 ohm. Ecco come appariva

Un tappo da 39000uF e un avvolgimento del trasformatore sono troppo per un filtro.

Ho il sospetto che il tuo alimentatore sia difettoso, mal progettato o utilizzato in modo non conforme alle specifiche. I picchi si verificano ad una frequenza di ~ 85-90 kHz, che potrebbe essere la frequenza di commutazione. Il successivo squillo di frequenza maggiore è chiaramente dovuto ai picchi. Se riesci a ingrandire le punte con il tuo ambito, potrebbe dirti (e noi) di più. Sarebbe utile anche un collegamento alla pagina Amazon o a una scheda tecnica.

Indipendentemente da ciò, le opzioni sono:

1. Prova un filtro più ragionevole - forse qualche condensatore ceramico di microfarad.
2. Restituire o sostituire la fornitura.

Anche il suggerimento del Photon di provare un carico più grande è buono.

Eric Urban, Per quanto mi riguarda perché non capisci pienamente quell'utile abominio lo switcher? In particolare sai quanto può essere pericoloso entrare all'interno?

Per loro natura hanno una regolamentazione molto scadente perché ogni regola è infranta nelle dimensioni più piccole. La soluzione migliore per te è acquistare uno switcher con (diciamo) più di 10 volt e seguirlo con un chip regolatore di tensione che ti darà 5-V a impedenza di acquisto molto bassa.

Questo è ciò che è dentro gli oggetti più grandi e più costosi.

Sembra un tipico convertitore da CA a CC. 350 W forse e potrebbe essere una qualsiasi topologia di due switch dati due switch mostrati, difficile da dire con certezza. Il trasformatore fornisce in ogni caso l'isolamento da primario a secondario. Raccomando di utilizzare una sonda differenziale quando si guardano le forme d'onda del lato secondario o si fluttua con cautela l'oscilloscopio attraverso un trasformatore di isolamento o una spina di imbroglio. Quello che vedi potrebbe essere un problema di ground loop (?). Concordare con gli altri sul fatto che le forniture in genere necessitano di un carico per regolare altrimenti potrebbero funzionare in modalità busto o in qualche altra modalità per provare a generare feedback per regolare la tensione impostata.