Как устроен и функционирует ШИМ-контроллер UC3842. На чем основан принцип широтно-импульсной модуляции. Какие преимущества дает использование ШИМ в импульсных источниках питания. Как проверить и устранить неисправности ШИМ-контроллера.
Содержание
Что такое ШИМ-контроллер и зачем он нужен
ШИМ-контроллер (широтно-импульсный модулятор) — это специализированная микросхема, которая формирует управляющие импульсы переменной ширины для регулирования мощности в импульсных преобразователях напряжения. Наиболее распространенным представителем семейства ШИМ-контроллеров является микросхема UC3842 и ее аналоги.
Основные функции ШИМ-контроллера в импульсном блоке питания:
Формирование управляющих импульсов для силового ключа
Стабилизация выходного напряжения
Ограничение максимального тока
Плавный запуск преобразователя
Защита от перегрузки и короткого замыкания
Использование ШИМ-контроллера позволяет значительно упростить схему импульсного источника питания и повысить его эффективность. Рассмотрим подробнее, как работает ШИМ-контроллер UC3842 и какие преимущества дает его применение.
Принцип работы ШИМ-контроллера UC3842
Микросхема UC3842 представляет собой интегральный ШИМ-контроллер для построения импульсных источников питания с обратной связью. Рассмотрим основные функциональные блоки и принцип работы этой микросхемы:
Структурная схема UC3842
Ключевые блоки ШИМ-контроллера UC3842:
Генератор пилообразного напряжения
Компаратор ШИМ
Усилитель сигнала ошибки
Источник опорного напряжения
Схема мягкого старта
Выходной драйвер
Схема защиты и блокировки
Формирование ШИМ-сигнала
Широтно-импульсная модуляция в UC3842 формируется следующим образом:
Это напряжение сравнивается компаратором с сигналом обратной связи
На выходе формируются импульсы, ширина которых пропорциональна сигналу ошибки
Выходной драйвер усиливает импульсы для управления силовым ключом
Таким образом, при увеличении выходного напряжения ширина управляющих импульсов уменьшается, а при уменьшении — увеличивается. Это обеспечивает стабилизацию выходного напряжения преобразователя.
Преимущества использования ШИМ в импульсных блоках питания
Применение широтно-импульсной модуляции и специализированных ШИМ-контроллеров дает следующие преимущества при построении импульсных источников питания:
Высокий КПД преобразования (до 90% и выше)
Малые габариты и вес источника питания
Точная стабилизация выходного напряжения
Защита от перегрузки и короткого замыкания
Возможность работы в широком диапазоне входных напряжений
Простота реализации многоканальных источников
Благодаря этим преимуществам ШИМ-преобразователи практически полностью вытеснили линейные стабилизаторы в современной электронной аппаратуре.
Типовая схема включения ШИМ-контроллера UC3842
Рассмотрим типовую схему включения ШИМ-контроллера UC3842 в составе обратноходового преобразователя:
Вывод 1 (FB) — вход обратной связи для стабилизации выходного напряжения
Вывод 2 (COMP) — выход усилителя ошибки для подключения корректирующей RC-цепи
Вывод 3 (VFB) — вход контроля выходного тока через токовый трансформатор
Вывод 4 (RT/CT) — подключение времязадающих элементов для установки частоты
Вывод 5 (GND) — общий провод
Вывод 6 (OUT) — выход для управления силовым ключом через драйвер
Вывод 7 (VCC) — напряжение питания микросхемы
Вывод 8 (REF) — выход внутреннего источника опорного напряжения 5В
Такое включение обеспечивает все необходимые функции по управлению и защите импульсного преобразователя.
Диагностика и устранение неисправностей ШИМ-контроллера
При выходе из строя ШИМ-контроллера источник питания обычно не запускается или работает нестабильно. Основные способы проверки:
Измерение напряжения питания микросхемы (VCC)
Проверка наличия импульсов на выходе контроллера
Контроль опорного напряжения 5В
Проверка цепей обратной связи
Измерение частоты работы генератора
Типичные неисправности ШИМ-контроллера:
Пробой выходного каскада
Выход из строя внутреннего стабилизатора
Неисправность генератора пилообразного напряжения
Пробой защитных цепей
В большинстве случаев при выходе из строя ШИМ-контроллера требуется его замена. Перед заменой рекомендуется тщательно проверить все элементы схемы источника питания.
Области применения ШИМ-контроллеров
ШИМ-контроллеры широко применяются не только в импульсных блоках питания. Основные сферы использования:
Источники бесперебойного питания (ИБП)
Зарядные устройства для аккумуляторов
Преобразователи напряжения для солнечных батарей
Управление электродвигателями постоянного тока
Регуляторы яркости светодиодного освещения
Усилители мощности класса D
Универсальность и эффективность ШИМ-регулирования обеспечивает широкое распространение специализированных контроллеров в самых разных областях силовой электроники.
Перспективы развития ШИМ-контроллеров
Основные тенденции в развитии ШИМ-контроллеров:
Повышение рабочей частоты до единиц мегагерц
Интеграция силовых ключей в одном корпусе с контроллером
Реализация цифровых алгоритмов управления
Снижение энергопотребления и работа от сверхнизких напряжений
Расширение функций защиты и диагностики
Развитие технологий позволяет создавать все более совершенные и универсальные ШИМ-контроллеры, которые находят применение в самых разных областях современной электроники.
Импульсный блок питания (60Вт) на базе ШИМ UC3842
Схема представляет собой классический обратноходовый БП на базе ШИМ UC3842. Поскольку схема базовая, выходные параметры БП могут быть легко пересчитаны на необходимые. В качестве примера для рассмотрения выбран БП для ноутбука с питанием 20В 3А. При необходимости можно получить несколько напряжений, независимых или связанных.
Выходная мощность на открытом воздухе 60Вт (длительно). Зависит главным образом от параметров силового трансформатора. При их изменении можно получить выходную мощность до 100Вт в данном типоразмере сердечника. Рабочая частота блока выбрана 29кГц и может быть перестроена конденсатором С1. Блок питания рассчитан на неизменяющуюся или мало меняющуюся нагрузку, отсюда отсутствие стабилизации выходного напряжения, хотя оно стабильно при колебаниях сети 190…240вольт. БП работает без нагрузки, есть настраиваемая защита от к/з. КПД блока — 87%. Внешнего управления нет, но можно ввести с помощью оптопары или реле.
Силовой трансформатор (каркас с сердечником), выходной дроссель и дроссель по сети заимствованы с компьютерного БП. Первичная обмотка силового трансформатора содержит 60витков, обмотка на питание микросхемы — 10витков. Обе обмотки наматываются виток к витку проводом 0,5мм с одинарной межслойной изоляцией из фторопластовой ленты. Первичная и вторичная обмотки разделяются несколькими слоями изоляции. Вторичная обмотка пересчитывается из расчета 1,5вольта на виток. К примеру, 15вольтовая обмотка будет 10витков, 30вольтовая — 20 и т.д. Поскольку напряжение одного витка достаточно велико, при малых выходных напряжениях потребуется точная подстройка резистором R3 в пределах 15…30кОм.
Настройка При необходимости получить несколько напряжений можно воспользоваться схемами (1), (2) или (3). Числа витков считаются отдельно для каждой обмотки в (1), (3), а (2) — иначе. Поскольку вторая обмотка является продолжением первой, то число витков второй обмотки определяется как W2=(U2-U1)/1. 5, где 1.5 — напряжение одного витка. Резистор R7 определяет порог ограничения выходного тока БП, а также максимальный ток стока силового транзистора. Рекомендуется выбирать максимальный ток стока не более 1/3 паспортного на данный транзистор. Ток можно высчитать по формуле I(Ампер)=1/R7(Ом).
Сборка Силовой транзистор и выпрямительный диод во вторичной цепи устанавливаются на радиаторы. Их площадь не приводится, т.к. для каждого варианта исполнения (в корпусе, без корпуса, высокое выходное напряжение, низкое, и.т.д.) площадь будет отличаться. Необходимую площадь радиатора можно установить экспериментально, по температуре радиатора во время работы. Фланцы деталей не должны нагреваться выше 70градусов. Силовой транзистор устанавливается через изолирующую прокладку, диод — без неё.
ВНИМАНИЕ! Соблюдайте указанные значения напряжений конденсаторов и мощностей резисторов, а также фазировку обмоток трансформатора. При неверной фазировке блок питания заведется, но мощности не отдаст. Не касайтесь стока (фланца) силового транзистора при работающем БП! На стоке присутствует выброс напряжения до 500вольт.
Замена элементов Вместо 3N80 можно применить BUZ90, IRFBC40 и другие. Диод D3 — КД636, КД213, BYV28 на напряжение не менее 3Uвых и на соответствующий ток.
Запуск Блок заводится через 2-3 секунды после подачи сетевого напряжения. Для защиты от выгорания элементов при неверном монтаже первый запуск БП производится через мощный резистор 100 Ом 50Вт, включенный перед сетевым выпрямителем. Также желательно перед первым запуском заменить сглаживающий конденсатор после моста на меньшую емкость (около 10…22мкФ 400В). Блок включают на несколько секунд, потом выключают и оценивают нагрев силовых элементов. Далее время работы постепенно увеличивают, и в случае удачных запусков блок включается напрямую без резистора со штатным конденсатором.
Ну и последнее. Описываемый БП собран в корпусе МастерКит BOX G-010. В нем держит нагрузку 40Вт, на большей мощности необходимо позаботиться о дополнительном охлаждении. В случае выхода БП из строя вылетает Q1, R7, 3842, R6, могут погореть C3 и R5.
Источник: www.radiokot.ru
Список радиоэлементов
Обозначение
Тип
Номинал
Количество
Примечание
Магазин
Мой блокнот
ШИМ контроллер
UC3842
1
Поиск в магазине Отрон
В блокнот
Q1
MOSFET-транзистор
BUZ90
1
3N80, IRFBC40
Поиск в магазине Отрон
В блокнот
D1, D2
Выпрямительный диод
FR207
2
Поиск в магазине Отрон
В блокнот
D3
Диод
КД2994
1
КД636, КД213, BYV28
Поиск в магазине Отрон
В блокнот
C1
Конденсатор
22 нФ
1
Поиск в магазине Отрон
В блокнот
Диодный мост
1
Поиск в магазине Отрон
В блокнот
C2
Конденсатор
100 пФ
1
Поиск в магазине Отрон
В блокнот
C3
Конденсатор
470 пФ
1
Поиск в магазине Отрон
В блокнот
C4
Конденсатор
1 нФ / 1 кВ
1
Поиск в магазине Отрон
В блокнот
C5
Электролитический конденсатор
100 мкФ 25В
1
Поиск в магазине Отрон
В блокнот
C6, C7
Электролитический конденсатор
2200 мкФ 35В
2
Поиск в магазине Отрон
В блокнот
C8
Электролитический конденсатор
100 мкФ 400В
1
Поиск в магазине Отрон
В блокнот
C9, C10
Конденсатор
0. 1 мкФ 400В
2
Поиск в магазине Отрон
В блокнот
C11
Конденсатор
0.33 мкФ 400В
1
Поиск в магазине Отрон
В блокнот
C12
Конденсатор
10 нФ
1
Поиск в магазине Отрон
В блокнот
R1
Резистор
680 Ом
1
Поиск в магазине Отрон
В блокнот
R2
Резистор
150 кОм
1
Поиск в магазине Отрон
В блокнот
R3
Резистор
20 кОм
1
Поиск в магазине Отрон
В блокнот
R4
Резистор
4.
7 кОм
1
Поиск в магазине Отрон
В блокнот
R5
Резистор
1 кОм
1
Поиск в магазине Отрон
В блокнот
R6
Резистор
22 Ом
1
Поиск в магазине Отрон
В блокнот
R7
Резистор
1 Ом
1
Поиск в магазине Отрон
В блокнот
R8
Резистор
22 кОм
1
2 Вт
Поиск в магазине Отрон
В блокнот
R9
Резистор
130 кОм
1
2 Вт
Поиск в магазине Отрон
В блокнот
R10
Резистор
3. 3 Ом
1
Поиск в магазине Отрон
В блокнот
Трансформатор
1
Каркас и сердечник — из компьютерного БП
Поиск в магазине Отрон
В блокнот
Сетевой дроссель
1
Из компьютерного БП
Поиск в магазине Отрон
В блокнот
L6
Дроссель
1
Из компьютерного БП
Поиск в магазине Отрон
В блокнот
Плавкий предохранитель
220 В 1 А
1
Поиск в магазине Отрон
В блокнот
Добавить все
Скачать список элементов (PDF)
Теги:
Блок питания
Схема конвектора на шим контроллере
Содержание
Принцип работы микросхем ka3842, UC3842, UC2842
Схема импульсного блок питания на базе ШИМ-контроллера UC3842
Что такое ШИМ?
Формирование ШИМ-сигналов
Выходное управляющее напряжение (OUT)
Ещё о функциях контроллеров ШИМ
Частота работы устройств, синхронизация
ШИМ-контроллеры в составе блоков питания
Составляющие схемы блоков питания с ШИМ-контроллерами
Основные проблемы ШИМ-преобразователей
Диагностика неисправностей
В заключение
Микросхемы ШИМ-контроллера ka3842 или UC3842 (uc2842) является самой распространенной при построении блоков питания для бытовой и компьютерной техники, часто используется для управления ключевым транзистором в импульсных блоках питания.
Принцип работы микросхем ka3842, UC3842, UC2842
Микросхема 3842 или 2842 представляет собой ШИМ – Широтно-импульсная модуляция (ШИМ, англ. pulse-width modulation (PWM)) преобразователь, в основном применяется для работы в режиме DC-DC(преобразовывает постоянное напряжение одной величины в постоянное напряжение другой) преобразователя.
Рассмотрим структурную схему микросхем 3842 и 2842 серий: На 7 вывод микросхемы подается напряжение питания в диапазоне от 16 Вольт до 34. Микросхема имеет встроенный триггер Шмидта (UVLO), который включает микросхему, если напряжение питания превышает 16 Вольт, и выключает если напряжение питания по каким-либо причинам станет ниже 10 Вольт. Микросхемы 3842 и 2842 серий также обладает защитой от перенапряжения: если напряжение питания превысит 34 Вольта, микросхема отключится. Для стабилизации частоты генерации импульсов микросхема имеет внутри свой собственный 5 вольтовый стабилизатор напряжения выход которого подключен к выводу 8 микросхемы. Вывод 5 масса (земля). На 4 выводе задается частота импульсов. Достигается это резистором RT и конденсатором CT подключенных к 4 выв. – смотрите типовую схему включения ниже.
6 вывод – выход ШИМ импульсов. 1 вывод микросхемы 3842 служит для обратной связи, если на 1 выв. напряжение занизить ниже 1 Вольта, то на выходе (6 выв.) микросхемы будет уменьшаться длительность импульсов, тем самым уменьшая мощность шим преобразователя. 2 вывод микросхемы, как и первый, служит для уменьшения длительности импульсов на выходе, если напряжение на выводе 2 выше +2,5 Вольт, то длительность импульсов уменьшится, что в свою очередь снизит выдаваемую мощность.
Микросхему с наименованием UC3842 кроме UNITRODE выпускают фирмы ST и TEXAS INSTRUMENTS, аналогами этой микросхемы являются: DBL3842 фирмы DAEWOO, SG3842 фирмы MICROSEMI/LINFINITY, KIA3842 фирмы КЕС, GL3842 фирмы LG, а также микросхемы других фирм с различными литерами (AS, МС, IP и др.) и цифровым индексом 3842.
Схема импульсного блок питания на базе ШИМ-контроллера UC3842
Принципиальная схема 60 Ваттного импулсного блока питания на базе ШИМ-контролера UC3842 и силовом ключе на полевом транзисторе 3N80.
Микросхема ШИМ-контроллера UC3842 – полный datasheet с возможностью скачать бесплатно в pdf формате или смотреть в онлайн справочнике по электронным компонентам на Времонт.su
Регулировка оборотов электродвигателей в современной электронной технике достигается не изменением питающего напряжения, как это делалось раньше, а подачей на электромотор импульсов тока, разной длительности. Для этих целей и служат, ставшие в последнее время очень популярными – ШИМ (широтно-импульсно модулируемые) регуляторы. Схема универсальная – она же и регулятор оборотов мотора, и яркости ламп, и силы тока в зарядном устройстве.
Без переделки схемы напряжение можно поднимать до 16 вольт. Транзистор ставить в зависимости от мощности нагрузки.
Можно собрать ШИМ регулятор и по такой электрической схеме, с обычным биполярным транзистором:
А при необходимости, вместо составного транзистора КТ827 поставить полевой IRFZ44N, с резистором R1 – 47к. Полевик без радиатора, при нагрузке до 7 ампер, не греется.
Работа ШИМ регулятора
Таймер на микросхеме NE555 следит за напряжением на конденсаторе С1, которое снимает с вывода THR. Как только оно достигнет максимума – открывается внутренний транзистор. Который замыкает вывод DIS на землю. При этом на выходе OUT появляется логический ноль. Конденсатор начинает разряжаться через DIS и когда напряжение на нем станет равно нулю – система перекинется в противоположное состояние — на выходе 1, транзистор закрыт. Конденсатор начинает снова заряжаться и все повторяется вновь.
Заряд конденсатора С1 идет по пути: «R2->верхнее плечо R1 ->D2«, а разряд по пути: D1 -> нижнее плечо R1 -> DIS. Когда вращаем переменный резистор R1, у нас меняются соотношения сопротивлений верхнего и нижнего плеча. Что, соответственно, меняет отношение длины импульса к паузе. Частота задается в основном конденсатором С1 и еще немного зависит от величины сопротивления R1. Меняя отношение сопротивлений заряда/разряда – меняем скважность. Резистор R3 обеспечивает подтяжку выхода к высокому уровню — так так там выход с открытым коллектором. Который не способен самостоятельно выставить высокий уровень.
Рекомендации по сборке и настройке
Диоды можно ставить любые, конденсаторы примерно такого номинала, как на схеме. Отклонения в пределах одного порядка не влияют существенно на работу устройства. На 4.7 нанофарадах, поставленных в С1, например, частота снижается до 18кГц, но ее почти не слышно.
Если после сборки схемы греется ключевой управляющий транзистор, то скорее всего он полностью не открывается. То есть на транзисторе большое падение напряжения (он частично открыт) и через него течет ток. В результате рассеивается большая мощность, на нагрев. Желательно схему параллелить по выходу конденсаторами большой емкости, иначе будет петь и плохо регулировать. Чтобы не свистел – подбирайте С1, свист часто идет от него. В общем область применения очень широкая, особенно перспективным будет её использование в качестве регулятора яркости мощных светодиодных ламп, LED лент и прожекторов, но про это в следующий раз. Статья написана при поддержке ear, ur5rnp, stalker68.
Обсудить статью СХЕМА ШИМ РЕГУЛЯТОРА
Подключение и согласование различных моделей цифровых фотоаппаратов к любым, в том числе и советским фотовспышкам.
САМОДЕЛЬНЫЕ КОЛОНКИ ДЛЯ ТЕЛЕФОНА
Делаем простые самодельные колонки для мобильного телефона – описание, схема и фото.
ПОКУПКА КИТАЙСКИХ СВЕТОДИОДНЫХ ЛАМП
Доставка из Китая светодиодных ламп и других товаров.
ТРАНЗИСТОРЫ ДЛЯ РАДИОЖУЧКОВ
Список ВЧ транзисторов, подходящих для использования в схемах FM передатчиков.
Один из используемых подходов, позволяющих существенно сократить потери на нагревании силовых компонентов радиосхем, представляет собой использование переключательных режимов работы установок. При подобных системах электросиловой компонент или раскрыт – в это время на нем наблюдается фактически нулевое падение напряжения, или открыт – в это время на него подается нулевой ток. Рассеиваемую мощность можно вычислить, перемножив показатели силы тока и напряжения. В этом режиме получается достичь коэффициента полезного действия около 75-80% и более.
Что такое ШИМ?
Для получения на выходе сигнала требуемой формы силовой ключ должен открываться всего лишь на определенное время, пропорциональное вычисленным показателям выходного напряжения. В этом и заключается принцип широтно-импульсной модуляции (ШИМ, PWM). Далее сигнал такой формы, состоящий из импульсов, разнящихся по своей ширине, поступает в область фильтра на основе дросселя и конденсатора. После преобразования на выходе будет практически идеальный сигнал требуемой формы.
Область применения ШИМ не ограничивается импульсными источниками питания, стабилизаторами и преобразователями напряжения. Использование данного принципа при проектировании мощного усилителя звуковой частоты дает возможность существенно снизить потребление устройством электроэнергии, приводит к миниатюризации схемы и оптимизирует систему теплоотдачи. К недостаткам можно причислить посредственное качество сигнала на выходе.
Создавать ШИМ-сигналы нужной формы достаточно трудно. Тем не менее индустрия сегодня может порадовать замечательными специальными микросхемами, известными как ШИМ-контроллеры. Они недорогие и целиком решают задачу формирования широтно-импульсного сигнала. Сориентироваться в устройстве подобных контроллеров и их использовании поможет ознакомление с их типичной конструкцией.
Стандартная схема контроллера ШИМ предполагает наличие следующих выходов:
Общий вывод (GND). Он реализуется в виде ножки, которая подключается к общему проводу схемы питания устройства.
Вывод питания (VC). Отвечает за электропитание схемы. Важно не спутать его с соседом с похожим названием – выводом VCC.
Вывод контроля питания (VCC). Как правило, чип контроллера ШИМ принимает на себя руководство силовыми транзисторами (биполярными либо полевыми). В случае если напряжение на выходе снизится, транзисторы станут открываться лишь частично, а не целиком. Стремительно нагреваясь, они в скором времени выйдут из строя, не справившись с нагрузкой. Для того чтобы исключить такую возможность, необходимо следить за показателями напряжения питания на входе микросхемы и не допускать превышения расчетной отметки. Если напряжение на данном выводе опускается ниже установленного специально для этого контроллера, управляющее устройство отключается. Как правило, данную ножку соединяют напрямую с выводом VC.
Выходное управляющее напряжение (OUT)
Количество выводов микросхемы определяется её конструкцией и принципом работы. Не всегда удается сразу разобраться в сложных терминах, но попробуем выделить суть. Существуют микросхемы на 2-х выводах, управляющие двухтактными (двухплечевыми) каскадами (примеры: мост, полумост, 2-тактный обратный преобразователь). Существуют и аналоги ШИМ-контроллеров для управления однотактными (одноплечевыми) каскадами (примеры: прямой/обратный, повышающий/понижающий, инвертирующий).
Помимо этого, выходной каскад может быть по строению одно- и двухтактным. Двухтактный используется в основном для управления полевым транзистором, зависящим от напряжения. Для быстрого закрытия необходимо добиться быстрой разрядки емкостей «затвор – исток» и «затвор – сток». Для этого как раз и используется двухтактный выходной каскад контроллера, задачей которого является обеспечение замыкание выхода на общий кабель, если требуется закрыть полевой транзистор.
Для контроля над биполярным транзистором двухтактный каскад не используется, так как управление осуществляется с помощью тока, а не напряжения. Для закрытия биполярного транзистора достаточно всего лишь прекратить протекание тока через базу. При этом замыкание базы на общий провод необязательно.
Ещё о функциях контроллеров ШИМ
Задумав спроектировать контроллер ШИМ своими руками, необходимо как следует продумать все детали его реализации. Только так можно создать работающее устройство. Кроме вышеуказанных выходов, работа ШИМ-контроллера подразумевает наличие следующих функций:
Опорное напряжение (VREF). Фабричные изделия для удобства обычно дополняются функцией выработки стабильного опорного напряжения. Специалисты заводов-изготовителей рекомендуют соединять данный вывод с общим проводом через емкость не менее 1 мкФ для повышения качества и возможности стабилизации опорного напряжения.
Ограничение тока (ILIM). Если показатели напряжения на данном выводе существенно превышают установленное (как правило, около 1 В), то контроллер автоматически закрывает силовые ключи. В случаях, когда показатель напряжения превышает второе пороговое значение (в пределах 1,5-2 В), устройство тут же обнуляет напряжение на подключении к мягкому старту.
Мягкий старт (SS). Показатель напряжения на данном выходе определяет максимально допустимую ширину будущих модулируемых импульсов. На данный вывод подает ток установленной величины. Если между ним и всеобщим кабелем вмонтировать дополнительную емкость, то она будет медленно, но уверенно заряжаться, что приведет к постепенному расширению каждого импульса от минимума вплоть до окончательного расчетного значения. Благодаря этому можно обеспечить плавное, а не стремительное нарастание величин тока и напряжения в общей схеме устройства, благодаря чему такая система и заслужила свое название «мягкий старт». При этом, если специально ввести ограничение по напряжению на данном выводе, допустим, подключив делитель напряжения и систему диодов, можно и вовсе ограничить превышение импульсами некоего задаваемого значения ширины.
Частота работы устройств, синхронизация
Микросхемы ШИМ-контроллеров могут применяться для различных целей. Чтобы отладить их совместную работу с другими элементами устройства, следует разобраться, как устанавливать те или иные параметры работы контроллера и какие компоненты цепи за это отвечают.
Резистор и емкость, задающие частоту работы всего устройства (RT, CT). Каждый контроллер может работать лишь на определенно заданной частоте. Каждый из импульсов следует лишь с этой частотой. Устройство может менять длительность импульсов, их форму и протяженность, но только не частоту. На практике это означает, что чем меньше протяженность импульса, тем длительнее пауза между ним и следующим. При этом частота следования всегда неизменна. Емкость, подключенная между ножкой CT и общим кабелем, и резистор, подключенный к выходу RT и общему кабелю, в комбинации могут задавать частоту, на которой будет работать контроллер.
Синхроимпульсы (CLOCK). Весьма распространены случаи, в которых требуется отладить работу нескольких контроллеров так, чтобы выходные сигналы формировались синхронно. Для этого к одному из контроллеров (как правило, ведущему) требуется подключить частотозадающие емкость и резистор. На выходе CLOCK контроллера сразу же появятся короткие импульсы, соответствующие напряжению, которые подаются на аналогичные выходы всей группы устройств. Их принято называть ведомыми. Выводы RT таких контроллеров следует объединить с ножками VREF, а CT – с общим кабелем.
Напряжение сравнения (RAMP). На этот вывод следует подавать сигнал пилообразной формы (напряжение). При возникновении синхроимпульса на выходе устройства образуется открывающее контрольное напряжение. После того как показатель напряжения на RAMP становится больше в несколько раз, чем величина выходного напряжения на усилителе ошибки, на выходе можно наблюдать импульсы, отвечающие закрывающему напряжению. Длительность импульса может рассчитывать от момента возникновения синхроимпульса вплоть до момента многократного превышения показателя напряжения на RAMP над величиной выходного напряжения усилителя ошибки.
ШИМ-контроллеры в составе блоков питания
Блок питания является неотъемлемым элементом большинства современных девайсов. Срок его эксплуатации практически ничем не ограничен, но от его исправности во многом зависит безопасность работы подконтрольного устройства. Спроектировать блок питания можно и своими руками, изучив принцип его действия. Основная цель – формирование нужной величины напряжения питания, обеспечение её стабильности. Для большинства мощных устройств гальванической развязки, основанной на действии трансформатора, будет недостаточно, да и подобранный элемент явно удивит пользователей своими габаритами.
Увеличение частоты тока питания позволяет существенно уменьшить размеры используемых компонентов, что обеспечивает популярность блоков питания, работающих на частотных преобразователях. Один из самых простых вариантов реализации питающих элементов – блок-схема, состоящая из прямого и обратного преобразователей, генератора и трансформатора. Несмотря на видимую простоту реализации таких схем, на практике они демонстрируют больше недочетов, чем преимуществ. Большинство получаемых показателей стремительно изменяются под влиянием скачков напряжения питания, при загрузке выхода преобразователя и даже при увеличении температуры окружающей среды. ШИМ-контроллеры для блоков питания дают возможность стабилизировать схему, а также воплотить множество дополнительных функций.
Составляющие схемы блоков питания с ШИМ-контроллерами
Типовая схема состоит из генератора импульсов, в основе которого лежит ШИМ-контроллер. Широтно-импульсная модуляция дает возможность собственноручно контролировать амплитуду сигнала на выходе ФНЧ, изменяя при необходимости длительность импульса или его скважность. Сильная сторона ШИМ – высокий КПД усилителей мощности, в особенности звука, что в целом обеспечивает устройствам довольно обширную сферу применения.
ШИМ-контроллеры для блоков питания могут использоваться в схемах с различными мощностями. Для реализации относительно маломощных схем необязательно включать в их состав большое число элементов – в качестве ключа может выступать обычный полевой транзистор.
ШИМ-контроллеры для источников питания большой мощности могут иметь также элементы управления выходным ключом (драйверы). В качестве выходных ключей рекомендуется использовать IGBT-транзисторы.
Основные проблемы ШИМ-преобразователей
При работе любого устройства полностью исключить вероятность поломки невозможно, и преобразователей это тоже касается. Сложность конструкции при этом не имеет значения, проблемы в эксплуатации может вызвать даже известный ШИМ-контроллер TL494. Неисправности имеют различную природу – некоторые из них можно выявить на глаз, а для обнаружения других требуется специальное измерительное оборудование.
Чтобы узнать, как проверить ШИМ-контроллер, следует ознакомится со списком основных неисправностей приборов, а лишь позже – с вариантами их устранения.
Диагностика неисправностей
Одна из часто встречающихся проблем – пробой ключевых транзисторов. Результаты можно увидеть не только при попытке запуска устройства, но и при его обследовании с помощью мультиметра.
Кроме того, существуют и другие неисправности, которые несколько сложнее обнаружить. Перед тем как проверить ШИМ-контроллер непосредственно, можно рассмотреть самые распространенные случаи поломок. К примеру:
Контроллер глохнет после старта – обрыв петли ОС, перепад по току, проблемы с конденсатором на выходе фильтра (если таковой имеется), драйвером; возможно, разладилось управление ШИМ-контроллером. Надо осмотреть устройство на предмет сколов и деформаций, замерить показатели нагрузки и сравнить их с типовыми.
ШИМ-контроллер не стартует – отсутствует одно из входных напряжений или устройство неисправно. Может помочь осмотр и замер выходного напряжения, в крайнем случае, замена на заведомо рабочий аналог.
Напряжение на выходе отличается от номинального – проблемы с петлей ООС или с контроллером.
После старта ШИМ на БП уходит в защиту при отсутствии КЗ на ключах – некорректная работа ШИМ или драйверов.
Нестабильная работа платы, наличие странных звуков – обрыв петли ООС или цепочки RC, деградация емкости фильтра.
В заключение
Универсальные и многофункциональные ШИМ-контроллеры сейчас можно встретить практически везде. Они служат не только в качестве неотъемлемой составляющей блоков питания большинства современных устройств – типовых компьютеров и других повседневных девайсов. На основе контроллеров разрабатываются новые технологии, позволяющие существенно сократить расход ресурсов во многих отраслях человеческой деятельности. Владельцам частных домов пригодятся контроллеры заряда аккумуляторов от фотоэлектрических батарей, основанные на принципе широтно-импульсной модуляции тока заряда.
Высокий коэффициент полезного действия делает разработку новых устройств, действие которых основывается на принципе ШИМ, весьма перспективной. Вторичные источники питания – вовсе не единственное направление деятельности.
K3842-Q — Micro-ATX с набором микросхем Intel® Q670E
Процессоры Intel® Core™ i3/i5/i7/i9 12-го поколения, DDR5-4800 UDIMM, макс. 128 ГБ, поддержка функций Intel® iAMT, Intel® UHD Graphics 7xx на базе архитектуры Xe, 1x Intel® GbE LAN, 3x USB 3.2 Gen 2, 6x USB 3.2 Gen1, 2x USB 2. 0
Основные характеристики
Поставщик кремния
Intel
ЦП
Intel® 12th Gen Core™ i3/i5/i7/i9 Processors
CPU cores
16
Max TDP
125W
Cooling
Active
Chipset
Intel ® Q670E
Maximum Memory
128GB
Memory Slots
4
Memory Technology
SO-DIMM DDR5 4800Mhz
GPU
Intel® UHD Graphics 7xx
Sata Storage Interfaces
4
Raid Support
Yes
M2 Supported Interfaces
PCIe
M2 Storage Formfactor
223022422280
Ключ хранилища M2
Ключ M-Key
Устройство хранения M2
2
Аудиокодек
Tempo Semiconductor 92HD91B
Сторожевой таймер
Да
Задний ввод-вывод
Display Port
4
USB 3. 2 Gen 2 x 1 Rear IO
2
USB Type C 3.2 Gen 2 x 1 Rear IO
1
USB 3.2 Gen 1 x 1 Задний ввод-вывод
4
COM-порты Задний ввод-вывод
1
Протоколы COM-порта
RS232
GbE LAN
1
Внутренний ввод-вывод
Интерфейсы SATA
4
M2 Хранение
2
22330016
2280 Support
Yes
PCIe x1 Slot
2
Pcie_x16_slot
2
Supported PCIe Gen’s
Gen3, Gen4, Gen5
Безопасность
TPM
Встроенный
Версия TPM
2. 0
Механический
Форм-фактор
µATX
Размеры
243,8 x 243,8 (мм)
0
Окружающая среда
Рабочая температура
-10°C — 50°C
Температура хранения
5°C — 40°C
Относительная влажность
5 — 85%
Сертификаты
Сертификаты
CE, UKCA, IEC62368-1
Программное обеспечение
Поддержка ОС
windows-10windows-11linux-64bit
Производитель
Kontron
Номер детали
F5110-V191
Сопутствующие товары
K3843-B — Micro-ATX с набором микросхем Intel® B660 K3841-Q — Micro-ATX с набором микросхем Intel® Q670E
Pantone SMART Color Swatch Card 19-3842 TCX Deep Wisteria
19-3842 TCX Deep Wisteria Swatch Card — это единый образец ткани, используемый модельерами, разработчиками продукции и декораторами интерьеров для передачи последовательных и точных цветов клиентам, коллегам , продавцов и производителей.
Эта карта образцов цвета Pantone SMART Color Swatch Card относится к цветам FHI и имеет размеры 4 x 8 дюймов в развернутом виде и 4 x 4 дюйма в сложенном виде.
Верхняя вкладка образца имеет имя и номер ( 19-3842 TCX Deep Wisteria ) четыре раза сверху, чтобы вы могли легко разрезать образец на полоски и использовать по мере необходимости.
Мы семейный бизнес, ориентированный на обслуживание клиентов, с доставкой в тот же день, доставкой в тот же день в Нью-Йорке и самым большим запасом образцов Pantone на складе в стране.
Вот несколько причин, по которым вам следует работать с нами:
Доставка в тот же день – Нужна срочная доставка для проекта? Не нужно отнимать время в течение дня, мы доставим его в тот же день в Нью-Йорке.
Доставка в тот же день – Работаете на западном побережье или где-либо еще в стране? Нет проблем… У нас есть варианты доставки в ночное время и доставка в тот же день, если заказ сделан до 15:00 по восточному поясному времени.
Доставка в течение 1 часа – Разместите заказ, и он будет готов ждать вас в Отделе обслуживания клиентов в течение 1 часа. Это важно для сбора предметов в последнюю минуту.
Огромный склад в наличии — Имея на складе более 20 000 наименований, мы вас обеспечим!
Местонахождение — Для NYC Designers & Design Studios мы удобно расположены в непосредственной близости от Fashion District на 14 West 33rd Street между 5-й и 6-й улицами. Приезжайте и забирайте заказы в течение 1 часа!
Услуги по резке на заказ — Мы предлагаем полный спектр услуг по индивидуальной резке, включая резку большого количества материалов, таких как доски для иллюстраций, пенопластовые доски, коврики и бумага. Мы даже создадим доски, обернутые тканью, и опоры на липучке для презентационных целей.
Инвентаризация Pantone – Имея самый большой инвентарь, помимо самих Pantone, очень мало невыполненных заказов, которые, как вы знаете, огромны. Работаете над дизайном, который нужно отправить в Индию, и вам нужны все образцы сейчас, чтобы они могли отправить все вместе? Да, мы точно знаем, что вам нужно, и мы можем помочь!
Сервисный центр Pantone — Хотите спуститься, просмотреть руководство или книгу и выяснить, что именно вам нужно? Бесплатно? Да, просто приходите в наш магазин на Западной 33-й улице между 5-й и 6-й улицами, чтобы воспользоваться нашими книгами и задать любые вопросы, которые могут у вас возникнуть. У нас есть специалисты, которые ждут, чтобы помочь вам.
Тысячи довольных клиентов — Каждый, кто работает с нами, возвращается снова и снова. Мы должны что-то делать правильно!
Навязчивая служба поддержки клиентов — Приходите в наш магазин, позвоните нам по телефону или пообщайтесь с нами онлайн (нижний левый угол экрана). Мы делаем все возможное, чтобы выиграть и сохранить ваш бизнес.
Columbia Omni Studio отправляет заказы по всей территории США в течение 1–2 рабочих дней после оплаты заказа. Заказы будут доставлены в течение 1-7 дней после отправки в зависимости от выбранного способа доставки и вашего местоположения. Точное время смотрите на карте ниже. В большинстве случаев мы отправляем товары из центра Нью-Йорка. В некоторых случаях мы можем осуществить прямую доставку в зависимости от выбранного товара.
Мы работаем с понедельника по пятницу с 20:30 до 17:00 по восточному поясному времени. Таким образом, любые заказы, размещенные после 15:00 EST в течение недели, будут обработаны на следующий рабочий день. Если заказ размещен в пятницу после 15:00 по восточному стандартному времени, в выходные или праздничные дни, заказы будут обработаны на следующий рабочий день.
Все заказы можно отслеживать через наш сайт. Также будет отправлено электронное письмо. Для местной доставки или получения в магазине будет отправлено только электронное письмо, и доставка не будет отслеживаться, поскольку мы используем нашу собственную местную команду доставки для доставки.
Способы доставки
У нас есть несколько вариантов доставки:
На Манхэттене
Наш склад расположен по адресу: 48 W. 37th Street, между 5-м и 6-м улицами Fashion District. Мы предлагаем доставку за 1 час, доставку на следующий день и срочную доставку.
Стоимость заказа
Доставка из магазина в течение 1 часа (Мидтаун Манхэттен)
Доставка на следующий день (только Нью-Йорк)
Срочная доставка — в тот же день (только Манхэттен)
До 100 долларов США
БЕСПЛАТНО
39,95 $
89,95 $
$100,00 — $200,00
БЕСПЛАТНО
29,95 $
89,95 $
200,00–300,00 долл. США
БЕСПЛАТНО
29,95 $
89,95 $
Более 300 долларов США +
БЕСПЛАТНО
29,95 $
89,95 $
В Нью-Йорке (Бронкс, Бруклин, Квинс и Стейтен-Айленд, кроме Манхэттена)
За пределами Манхэттена мы по-прежнему предлагаем отличные цены, включая доставку ящиков из пенокартона 40 x 60 дюймов и 48 x 96 дюймов.
Стоимость заказа
Доставка из магазина в течение 1 часа (Мидтаун Манхэттен)
Доставка на следующий день (не включая отдельные негабаритные пенопластовые плиты)
Доставка на следующий день (включая отдельные негабаритные пенопластовые плиты)
Доставка на следующий день (включая ящик(и) пенопласта большого размера)
До 100 долларов США
БЕСПЛАТНО
39,95 $
200,00 $
100,00 $
$100,00 — $200,00
БЕСПЛАТНО
39,95 $
200,00 $
100,00 $
200,00–300,00 долл. США
БЕСПЛАТНО
39,95 $
200,00 $
100,00 $
Более 300 долларов США +
БЕСПЛАТНО
39,95 $
200,00 $
100,00 $
За пределами Нью-Йорка (в пределах США)
Мы предлагаем наземную доставку для всех товаров, которые не являются слишком тяжелыми или негабаритными. Из-за их уникальных размеров и веса доставка пенокартона по всей стране может быть дорогостоящей. См. сетку ниже для ценообразования.
Стандартный продукт Варианты доставки FedEx
Сюда входят все товары, не являющиеся слишком тяжелыми и/или негабаритными.
Стоимость заказа
Земля (FedEx)
2-й день (FedEx)
На следующий день (FedEx)
До 100 долларов США
18,95 $
49,95 $
95,95 $
$100,00 — $200,00
18,95 $
59,95 $
115,95 $
200,00–300,00 долл. США
18,95 $
59,95 $
115,95 $
Более 300 долларов США +
18,95 $
59,95 $
115,95 $
Варианты доставки с избыточным весом
Изделия с избыточным весом включают ящики из пенопласта размером 15 x 20 дюймов, 20 дюймов x 30 дюймов, 30 дюймов x 40 дюймов и 32 дюйма x 40 дюймов. Напоминаем, что мы не можем отправлять отдельные листы пенокартона за пределы Нью-Йорка из-за стоимости доставки.
Стоимость заказа
Основание (FedEx) + Пенопластовые плиты с избыточным весом (Коробки размером до 32 x 40 дюймов)
2-й день (FedEx) + Утяжеленные пенопластовые плиты (футляры до 32 x 40 дюймов)
Next Day (FedEx) + Утяжеленные пенопластовые плиты (коробки размером до 32 x 40 дюймов)
Любой
50,00 долларов США за 1-й ящик 35,00 долларов США за ящик до 4 ящиков Не более 155,00 долларов США
100,00 долларов США за 1-й ящик 50,00 долларов США за ящик до 4 ящиков Не более 250,00 долларов США
200,00 долларов США за 1-й ящик 75,00 долларов США за ящик до 4 ящиков Не более 375,00 долларов США
Варианты перевозки негабаритных грузов
Изделия с избыточным весом и негабаритными размерами включают ящики из пенопласта размером 40 x 60 дюймов, 48 дюймов x 96 дюймов. Напоминаем, что мы не можем отправлять отдельные листы пенокартона за пределы Нью-Йорка из-за стоимости доставки.
Стоимость заказа
Грунт (FedEx) + Пенопластовые плиты большого веса и большого размера
2-й день (FedEx) + Пенокартоны с избыточным весом и большими размерами
На следующий день (FedEx) + Пенокартоны с избыточным весом и большими размерами
Толстые и большие пенопластовые плиты
Любой
150,00 долларов США за 1-й ящик 75,00 долларов США за ящик до 4 ящиков Не более 375,00 долларов США
164,95 долл. США за 1-й ящик 75,00 долл. США за ящик до 4 ящиков Не более 389,95 долларов США
177,95 долларов США за 1-й ящик 75,00 долларов США за ящик до 4 ящиков Не более 402,95 долларов США
150,00 долларов США за 1-й ящик 75,00 долларов США за ящик до 4 ящиков Не более 375,00 долларов США
Сроки наземной доставки FedEx из Нью-Йорка Сведения о способе доставки
Наземный (FedEx) — Доставка в 48 смежных штатов США в течение 1–5 рабочих дней; корабли на Аляску и Гавайи в 3-7. до 150 фунтов; до 108 дюймов в длину, 165 дюймов в длину плюс обхват (Д+2Ш+2В).
2-й день (FedEx) — до 150 фунтов. каждый; до 119 дюймов в длину, 165 дюймов в длину плюс обхват (Д+2Ш+2В). К 16:30 в течение 2 рабочих дней в большинство районов (до 20:00 в резиденции). Заказ должен быть размещен до 15:00 EST для обработки в тот же день.
На следующий день (FedEx) — До 150 фунтов. каждый; до 119 дюймов в длину, 165 дюймов в длину плюс обхват (Д+2Ш+2В). Доставка на следующий рабочий день до 15:00. на большинство адресов в США; к 16:30 в сельские районы; и к 8 часам вечера к резиденциям. Заказ должен быть размещен до 15:00 EST для обработки в тот же день.
Срочная доставка (только на Манхэттен) — Для наших клиентов с Манхэттена, от 96-й улицы до южной оконечности Манхэттена, мы предлагаем срочную доставку. Если заказы размещены до 12:00 EST, мы доставим их до 17:00 EST в тот же день. Если заказы размещены до 17:00 EST, мы доставим их к 11:00 EST на следующий рабочий день.
Доставка на следующий день (только для Нью-Йорка) . Для наших клиентов из Нью-Йорка мы предлагаем доставку на следующий день. Если заказы размещены до 17:00 EST, мы доставим их к 17:00 EST на следующий рабочий день.
Самовывоз из магазина . Для наших клиентов из Нью-Йорка мы предлагаем БЕСПЛАТНЫЙ самовывоз из магазина в течение 1 часа после получения заказа. Наш розничный магазин расположен по адресу 48 W. 37th St. (между 5-й и 6-й улицами) в центре Манхэттена. Заказ необходимо разместить до 16:30 по восточному стандартному времени, так как наш магазин закрывается в 18:00 по восточному поясному времени.
Избыточные и негабаритные товары — Пенокартон с избыточным весом обычно отправляется через FedEx. Это включает в себя пенопластовые плиты размером 15 x 20 дюймов, 20 x 30 дюймов и 30 x 40 дюймов. Мы можем отправить их только поштучно (поскольку доставка одной платы слишком дорогая).