Шим — контроллеры. Принцип его работы и проверка мультиметром

17.09.2024 Andrey 0 Comments

Когда мы встречаем в какой-либо литературе незнакомое слово или понятие, нам хочется быстро узнать его определение. Зная точное определение, мы можем далее проследить сферу применения и способы применения основных признаков того или иного понятия. Сегодня мы подробнее рассмотрим концепцию ШИМ-контроллера.

ВКонтакте Facebook Twitter Google+ Контент Minecraft:

Содержание

Понятие шима

Прежде чем дать определение приведенной фразе, следует понять или напомнить себе принципы нагрева силовых элементов радиосхем. Их суть заключается в работе нескольких режимов переключения. Все электрические компоненты в таких радиосхемах всегда находятся в двух состояниях. Первое публично, а второе раскрыто. В чем разница между этими двумя состояниями? В первом случае ток, протекающий через компонент, равен нулю. Во втором случае значение напряжения этого компонента равно нулю. Конечный результат взаимодействия электрических компонентов с необходимым напряжением можно рассматривать как получение сигнала необходимой формы по установленным правилам.

Шим — это специальный модулятор, предназначенный для управления включением выключателя питания. Время открытия ключа устанавливается исходя из полученного напряжения. Получение идеального сигнала возможно только в том случае, если перед преобразованием сигнал успешно пройдет все необходимые этапы. Что это за этапы? В чем состоит формирование такого сигнала.

Особенности шим — контроллера

Процесс создания шим-сигнала очень сложен. Чтобы облегчить этот процесс, были изобретены специальные микросхемы. Микросхема, участвующая в формировании ШИМ-сигнала, называется ШИМ-контроллером. Их существование в большинстве случаев помогает полностью решить проблему формирования широкоимпульсного сигнала. Чтобы легче понять предназначение и значение шимм-контроллера, необходимо ознакомиться с его конструктивными характеристиками. На сегодняшний день известно, что любой ШИМ-контроллер, активно используемый в электронных устройствах, имеет следующие компоненты:

Выходная мощность. Несет значительную ответственность за электроснабжение всех существующих цепей. Контакты питания часто путают с контактами управления питанием. Важно знать, что, несмотря на схожие названия, эти два понятия имеют совершенно разные характеристики. Это еще раз наглядно продемонстрирует ваше знакомство с контактами управления питанием.
Контакт управления питанием. Этот компонент микросхемы непосредственно контролирует состояние индикаторов напряжения на выводах микросхемы. Основной задачей выхода управления мощностью является предотвращение превышения проектного уровня. Существует серьезная опасность падения выходного напряжения. Если напряжение уменьшается, транзистор начинает наполовину открываться. Из-за неполного открытия они быстро нагреваются и со временем быстро выходят из строя. Поэтому умеренное напряжение – залог долговременной работы транзисторов ШИМ-контроллера.
Общий выход. Третий основной элемент схемы – форма ножек. Эта ножка в свою очередь подключается к общей линии схемы и отвечает за питание всей системы.

Все три компонента очень важны. Если хотя бы один компонент по каким-то причинам выйдет из строя, работа всей микросхемы может существенно ухудшиться или вообще прекратиться.

Системы управления микросхемами

Важно понимать не только из чего сделана микросхема ШИМ-контроллера, но и какие типы существуют в самой системе. В настоящее время широко используются два основных типа систем импульсной модуляции, среди которых активную роль играет ШИМ-управление. Вот некоторые из их особенностей:

Цифровая система. В цифровой системе ШИМ все существующие процессы описываются цифровыми данными. Так формируется показатель уровня напряжения в цифровом формате на выходе. Обратите внимание, что уровень напряжения может быть очень высоким (измеряется как 100%) или очень низким (0%). Однако благодаря современным технологиям показатель напряжения можно изменить как? Необходимо изменить скважность импульса. Только таким образом напряженная атмосфера изменится. Любые внесенные изменения имеют свою частоту. Регулирует описываемый процесс шим-контроллер. С их помощью вся система будет работать успешно. Эту специальную микросхему по праву называют ядром всей цифровой системы ШИМ-модулятора.

Но можно программными и аппаратными методами получить на выходе нужный сигнал.

Аппаратный метод. Сигналы принимаются таким образом с помощью специального таймера, который изначально встроен в цифровые системы. Этот тип таймера генерирует или облегчает включение импульсов на определенных этапах вывода сигнала.

Программные методы. В этом случае сигнал принимается путем выполнения специальных программных команд. Программные методы имеют больше возможностей, чем аппаратные. В то же время использование такого способа приема сигналов будет занимать много памяти.

Что можно сказать о «сердце системы»? Активное использование шимм-контроллеров в цифровых модуляторах имеет свои преимущества. Стоит запомнить следующие моменты:

бюджетный.
Работа стабильная.
Высокая надежность.
Возможность экономии энергии.
Эффективность преобразования сигнала высокая.

Читайте также статью: Как избавиться от телевизора

Все эти преимущества делают цифровые системы более популярными среди потребителей.

Аналоговый модулятор. Принцип работы аналогового модулятора принципиально отличается от принципа работы цифрового модулятора, который по сути сравнивает два сигнала. Порядок частот этих сигналов различен. Операционный усилитель является основным компонентом аналогового модулятора и отвечает за сравнение сигналов. На выходе происходит сравнение сигналов. Усилитель использует два сигнала для сравнения. Первое — это высокочастотное пилообразное напряжение. Второй сигнал представляет собой низкочастотное напряжение. После сравнения появляется прямоугольный импульс. Длительность импульса напрямую зависит от модулирующего сигнала.

Шим — контроллер в импульсных блоках питания

Многие бытовые приборы сегодня оснащены специальными блоками питания. Эти блоки помогают преобразовывать одно напряжение в другое. В процессе преобразования энергии участвуют два типа устройств:

Импульсный источник питания.
Аналоговое трансформаторное оборудование.

В этой статье мы сосредоточимся больше на первом устройстве, поскольку именно оно использует ШИМ-контроллер.

Схема работы импульсного блока питания

Это устройство появилось на свет несколько десятилетий назад. Однако он стал популярным и пользуется большим спросом. Импульсный источник питания состоит из следующих частей:

Отфильтруйте конденсат.
Критические силовые транзисторы.
Сетевой выпрямитель, состоящий из нескольких компонентов.
Выпрямительные диоды для систем вывода.
Силовой дроссель. Дроссели помогают корректировать вырабатываемое напряжение.
Импульсный источник питания. Здесь напряжение преобразуется в силовую цепь.
Схема управления выходным напряжением.
Накопительный фильтрующий сосуд;
Оптопара;
Главный генератор.
цепь обратной связи.

Разобравшись в составе импульсного блока, следует ознакомиться с принципом его работы.

Принцип работы импульсного блока

Импульсный блок работает по принципу формирования стабильного напряжения питания на основе взаимодействия инертных компонентов системы. Следующие пошаговые процедуры наглядно демонстрируют природу этого вида силовой деятельности:

Передать сетевое напряжение на выпрямитель (используйте специальные провода).
Используйте выпрямительный фильтр для сглаживания напряжения. Конденсаторы также участвуют в этом процессе.
Синусоидальная волна выпрямляется с помощью диодного входного моста. Далее прошедшую синусоидальную волну необходимо преобразовать в высокочастотные импульсы при участии транзисторной системы. Пульс обычно прямоугольный.

Видео: Шим контроллер. Легко как 2+2. Как он работает.

Но возникает вопрос, какую роль в импульсном блоке играет шим-контроллер? На этот вопрос мы постараемся ответить в следующем подзаголовке.

Роль шима — контроллера в работе импульсного блока

ШИМ-контроллер играет важную роль в блокировке импульсов. Он отвечает за процессы, связанные с широтно-импульсной модуляцией. ШИМ-контроллер обеспечивает генерацию импульсов одинаковой частоты, но одновременно с разной длительностью переключения. Все подаваемые импульсы соответствуют определенной логической ячейке. Импульсы имеют не только одинаковую частоту, но и одинаковую амплитуду. Продолжительность работы логического блока может меняться в процессе его работы. Эти изменения помогают лучше управлять работой электронных систем.

Поэтому ШИМ-контроллер является одним из важных звеньев в работе импульсного блока. В некоторых типах, помимо ШИМ-контроллеров, успешную работу блока питания обеспечивают импульсные трансформаторы и специальные каскадные силовые ключи.

В каких сферах используются импульсные источники питания? Во-первых, в электронике. Об этом пойдет речь дальше.

Особенности работы микросхемы или как может работать ноутбук

Компьютерные блоки питания и роль ШИМ-контроллеров Все современные компьютеры, включая ноутбуки, оснащены импульсными источниками питания. Блок, установленный в ноутбуке или обычном компьютере, содержит отдельную микросхему ШИМ-контроллера. Стандартной микросхемой считается микросхема TL494CN.

Прежде всего стоит упомянуть об основной задаче микросхемы TL494CN. Поэтому основной задачей этой схемы является широтно-импульсная модуляция. Другими словами, микросхема генерирует импульсы напряжения. Некоторые импульсы регулируются, некоторые нет. Данная микросхема обеспечивает около 6 способов вывода сигнала. Отметим некоторые интересные подробности о распиновке каждого чипа ноутбука.

Первый вывод. Рассмотрен положительный вход усилителя сигнала ошибки. Уровень напряжения первого контакта оказывает существенное влияние на работу последующих контактов. Если напряжение на втором выводе ниже, выходной сигнал усилителя ошибки будет ниже. И наоборот, при более высоких напряжениях характеристики усилителя ошибки улучшатся.

Второй вывод. Вместо этого второй контакт является отрицательным выходом усилителя. Здесь характеристика напряжения влияет на усилитель немного по-другому. Поэтому при высоких напряжениях (выше первого вывода) производительность выхода усилителя ниже. При низком напряжении усилитель имеет высокие данные.

Третий вывод. Служить точкой соприкосновения. Уровень напряжения меняется в зависимости от двух диодов, оснащенных внутренним усилителем. При изменении уровня сигнала хотя бы на одном диоде изменяется уровень напряжения всего усилителя. В некоторых случаях третий вывод обеспечивает скорость изменения ширины импульса.

Четвертый вывод. Возможность контролировать диапазон рабочего цикла всех выходных импульсов. Уровень входного напряжения четвертого вывода влияет на ширину импульса в микросхеме ШИМ-контроллера.

Пятый вывод. Перед пятым выводом стоит несколько иная задача. Он подключает загрузочный конденсатор к данной микросхеме. Емкость подключаемого конденсата оказывает существенное влияние на частоту выходных импульсов ШИМ-контроллера.

Шестой вывод. Используется для подключения регистров синхронизации, что также влияет на частоту.

Все эти шесть выводов помогают выполнить основную задачу, возложенную на микросхему ШИМ-контроллера – выдачу импульсов с широкой модуляцией. Это действие, в свою очередь, повлияет на работу импульсного блока и, следовательно, на работу ноутбука.

Если шим — контролёр выходит из строя

Иногда могут выходить из строя ШИМ-контроллеры и блоки питания, в том числе встроенные в ноутбуки. В этом случае нужно выявить неисправность (в некоторых случаях необходимо проверить блок питания, в других стоит проверить саму цепь). Для этой цели были разработаны мультиметры. Мультиметр дважды проверяет работоспособность ШИМ-контроллера и при необходимости помогает устранить неполадки. Наиболее частые причины, по которым следует проверять эти устройства – это неустойчивая работа платы и изменение показаний напряжения. Если их устранить, методика заработает.