Шим в блоке питания: Антенны для цифрового ТВ своими руками

Содержание

ШИМ контроллеры — справочник по микросхемам для импульсных блоков питания

Наибольшее распространение в источниках питания для бытовой аппаратуры получили импульсные блоки питания с импульсным трансформатором, в которых силовой ключ работает на постоянной частоте повторения импульсов, а длительность самих импульсов изменяется под действием формирователя широтно-импульсной модуляции ШИМ (ШИМ, англ. pulse-width modulation (PWM)).

Определение: широтно-импульсная модуляция — процесс управления мощностью, подводимой к нагрузке, путем изменения скважности импульсов, при постоянной частоте.

Принцип работы импульсных блоков питания на основе широто-импульсной модуляции


Рис. 1. Принцип формирования ШИМ.

Формирование ШИМ осуществляется с помощью порогового элемента ПЭ, на один вход которого подается пилообразное напряжение Uпил а на второй — медленно изменяющееся напряжение Uизм, пропорциональное значению выходного напряжения лока питания Uвых. Изменение наклона пилы или уровня напряжения U

изм приводит к изменению момента срабатывания ПЭ, а значит, и длительности импульсов tо на выходе ключа К (рис. 1). Отметим, что пилообразное напряжение может сниматься как с выхода специального генератора, так и с низкоомного резистора, включенного последовательно с силовым ключом К (во время замкнутого состояния ключа ток, проходящий по нему и по соответствующей обмотке импульсного трансформатора, близок по форме к пилообразному).

В схему управления обычно входят задающий генератор (чаще всего, RC-типа или блокинг-гене-ратор), широтно-импульсный модулятор (ШИМ), цепи запуска, стабилизации (цепи обратных связей) и защиты. Весьма часто, для уменьшения помех на изображении, работу задающего генератора синхронизируют со строчной разверткой, для чего на схему управления поступают строчные импульсы обратного хода (СИОХ).


Рис. 2. Структурная схема импульсного стабилизатора телевизора с ШИМ.

Напряжение с выпрямителя Uвх подается на ключ К, соединенный последовательно с первичной обмоткой импульсного автотрансформатора L1 и эталонным резистором R24.

Ключ К открывается в моменты прихода на него импульсов с усилителя У, длительность которых определяет значения напряжений на выходах вторичных выпрямителей В1 и В2. С выхода выпрямителя В2 через измерительную схему ИС напряжение поступает на один — из входов СС; на другой ее вход подается напряжение с источника опорного напряжения (ИОН).

Выходное напряжение ошибки с СС управляет проводимостью генератора тока ГТ, которая определяет длительность импульсов на выходе схемы ШИМ. Период следования импульсов с генератора Г, поступающих на формирователь ШИМ, соответствует периоду следования импульсов строчной развертки телевизора, так как синхронизируется ими по входу «Синхр».

Формирователь Ф улучшает форму прямоугольных импульсов. При возрастании падения напряжения на R24 срабатывает схема защиты СЗ и запрещает проход импульсов на ключ К. При включении телевизора стабилизатор запускается броском тока через резистор R14; в стационарном режиме стабилизатор питается от схемы самоподпитки С.

Схема импульсного блока питания предъявляет высокие требования к значениям предельно допустимых электрических параметров транзистора, используемого в ключевом каскаде. В течение времени tо (рис. 1), когда транзистор открыт, по обмотке импульсного трансформатора протекает пилообразно возрастающий ток. При чрезмерно «широком» отпирающем импульсе («пила» слишком долго нарастает) или при коротком замыкании на выходе блока питания («пила» имеет слишком большую крутизну) транзистор может выйти из строя. С другой стороны, при протекании тока происходит накопление энергии в магнитном поле трансформатора, а при закрывании транзистора возникает ЭДС самоиндукции е, значение которой зависит от питающего каскад напряжения Еп, времени открытого t

о и закрытого tз состояния транзистора: е = Eпtо/tз.

Максимальное напряжение, прикладываемое к коллектору транзистора, Uк = Еп (1 + tо/tз.) может оказаться значительным (например, при tо = tз Uк=2Eп). Таким образом, эффективным средством защиты транзистора ключевого каскада от пробоя и от перегрузки по току является соответствующая регулировка соотношения tо/tз с помощью схемы широтно-импульсной модуляции ШИМ. Кроме того, для защиты выходного транзистора от пробоя к его коллектору подключают демпфирующие цепочки, составленные из резисторов, конденсаторов, диодов; между базой и эмиттером включают низкоомный резистор. Для демпфирования паразитных колебаний применяется специальная рекуперационная обмотка импульсного трансформатора с подключенным к ней выпрямителем.

Для уменьшения наводок от импульсного блока питания диоды выпрямителей шунтируются конденсаторами небольшой емкости; в цепи сглаживающих фильтров включают дроссели, роль которых нередко выполняет кусочек проволоки, продетой в ферритовую трубку; большое внимание уделяется экранированию и заземлению.

С целью получения дополнительных номиналов стабильного выходного напряжения в состав импульсных блоков питания нередко входит маломощный линейный стабилизатор, подключаемый к выходу одного из вторичных выпрямителей. В бестрансформаторных импульсных блоках питания сетевое напряжение подается на выпрямитель через специальный резистор, ограничивающий бросок тока в момент включения телевизора. Специфической особенностью блоков питания, применяемых в цветных телевизорах, является наличие в некоторых из них схемы размагничивания маски и бандажа кинескопа.

Смотрите также материалы, где рассматриваются основные принципы работы импульсных блоков питания на основе широто-импульсной модуляции:
Импульсные блоки питания структурная схема, принципы работы

Трансформаторные преобразователи с задающими генераторами

Онлайн справочник по микросхемам для импульсных блоков питания

Самый простой способ найти нужную документацию на микросхему для блоков питания, их цоколевку, типовую схему включения — воспользоваться быстропоиском в конце страницы или пролистать справочник и ознакомиться с его содержанием.

Быстропоиск:
Микросхемы: HM9207 | IX1779ce | KA3842 | KA3882 | M67209 | MA2830 | MA2831 | STK730-080 | STK7348 | STR451 | STR6307 | STR10006 | STR11006 | STR40115 | STR50103 | STR50115 | STR54041 | STR80145 | STRD1816 | STRD6004 | STRD6601 | STR-M6549 | STR-S5941 | TDA4600 | TDA4601 | TDA4601b | TDA4605 | TDA8380 | TEA1039 | TEA2018 | TEA2019 | TEA2162 | TEA2164 | TEA2260 | TEA2262 | TEA5170 | UAA4600 | UC2842 | UC3842 | UC2844 | UC2845 | UC3844 | UC3845

Что такое ШИМ-контроллер PWM и для чего он нужен

Любой радиолюбитель, начинающий телемастер или электрик рано или поздно столкнётся с такой штукой, как ШИМ-контроллер. За рубежом он маркируется как PWM. Поэтому сегодня я хочу остановиться на вопросе что такое ШИМ-контроллер, как он работает и для чего нужен. Даже если Вы не планируете заниматься ремонтом электронной техники, всё равно эта статья будет интересна для общего ознакомления.

Широтно-импульсный модулятор — принцип работы

Аббревиатура ШИМ расшифровывается, как широтно-импульсный модулятор. На английском это будет так — pulse-width modulation или PWM. В теле- и радио-технике ШИМ-контроллеры используются для преобразования напряжения, их можно встетить даже в качестве узлов системы управления скоростью электроприводов в бытовых приборах, меняя скорость электродвигателя. PWM-контроллер есть даже в обычных импульсных блоках питания.

Там постоянное напряжение на входе преобразуется в импульсы прямоугольной формы, которые формируются с определенной частотой и с определённой скважностью. На выходе, с помощью управляющих сигналов, получается регулировать работу целого транзисторного модуля большой мощности. Таким образом разработчики получили блок управления напряжением регулируемого типа, который значительно меньше и удобнее старых, которые используют понижающий трансформатор, диодный мост и фильтр помех.

Главные плюсы ШИМ:

- маленькие габариты;
- отличное быстродействие;
- высокая надёжность;
- низкая стоимость.

В Интернете Вы можете встретить ШИМ-контроллер на Arduino или NE555. Это не совсем контроллер, а скорее уже генератор ШИМ-импульсов, в которых нет возможности подключения цепи обратной связи. Такие устройства подходят больше для регуляторов напряжения, чем для обеспечения стабильного питания приборов, ведь они могут использоваться только для регулирования выходных параметров, но не для их стабилизации.

Выходы ШИМ-контроллера

Стандартная схема ШИМ-контроллера, который используется в теле-, радио- и иной электронной аппаратуре, характеризуется наличием нескольких выходов.

Общий вывод (GND) — контакт подключается к общему проводу схемы питания контролера. Он соединен с аналогичным контактом схемы подачи питания модуля и контроллирует напряжение на выходе схемы, отключая ее при снижении значения ниже пороговой величины.

Вывод питания (VC) — этот вывод ШИМ-контроллера отвечает за энергоснабжение схемы и подключение питания. Как правило, вывод контроля питания и вывод питания располагаются рядом друг с другом. Не перепутайте его с выводом VCC.

Вывод контроля питания (VCC) — следит, чтобы напряжение питания микросхемы было выше определенного значения. Обычно этот контакт соединяют с VC. Если напряжение на этом выводе падает ниже заданного порогового значения для данного PWM-контроллера, то контроллер выключается. Если этого не делать, то при снижении напряжение на выходе схемы, то транзисторы начнут открываться не полностью и будут быстро нагреваться, что приведёт к поломке.

Выход контроллера OUT – это выходное управляющее напряжение, другими словами отсюда подаётся управляющий ШИМ-сигнал для силовых ключей. Тут надо отметить, что микросхемы бывают разные. Например, есть с друмя выходами — двухтактные, которые применяются для управления двухплечевыми каскадами. Да и сам выходной каскад может быть одно- и двухтактным. Тут главное не запутаться!

Вывод VREF — Опорное напряжение. Обеспечивает работу функции формирования стабильно опорного напряжения. Как правило, екомендуется соединять его с общим проводом конденсатором 1 мкФ для повышения качества и стабильности опорного напряжения.

Вывод ILIM — Ограничитель выходного тока. Это сигнал с датчика тока. Если напряжение на этом выводе превышает заданный порог (как правило, это 1 Вольт), то ШИМ-контроллер закрывает силовые ключи. Если же превышается ещё больший порог (обычно 1.5 Вольта), то PWM-контроллер сбрасывает напряжение на ножке мягкого старта и импульсы на выходе прекращаются.

Вывод ILIMREF

— задаёт значение ограничения выходного тока на выводе ILIM.

Вывод SS — так называемый «мягкий старт». Напряжение на этом контакте ограничивает максимально возможную ширину импульсов. Сюда ШИМ-контроллер подает ток фиксированной силы.

Вывод RtCt – используется для подключения времязадающей RC-цепи, используемой для определения частоты ШИМ-сигнала.

Вывод RAMP – это ввод сравнения. Рабоает это так. На контакт подаётся пилообразное напряжение. Как только оно превышает значение напряжение на выходе усиления ошибки, вывод OUT появляется отключающий сигнал. Это основа ШИМ-регулирования.

Вывод CLOCK – тактовые импульсы. Используются для синхронизации между собой сразу нескольких ШИМ-контроллеров. В этом случае RC-цепь подключается только к ведущему контроллеру, RT ведомых соединяется с Vref, а CT ведомых соединяюся с общим.

Вывод INV — это инвертирующий вход компаратора. На нём построен усилитель ошибки. Чем больше напряжение на INV, тем длиннее выходные импульсы.

Вывод NONINV – это неинвертирующий вход компаратора. Его обычно подключают к общему проводу — GND.

Вывод EAOUT — выход усилителя ошибки — Error Amplifier Output. С этого вывода осуществляется частотная коррекция усилителя ошибки, путём подачи сигналов на INV через частотозависимые цепи. Дело в том, что PWM-контроллер достаточно медленно реагирует на воздействие через вход усилителя ошибки и потому схема может сгореть из-за возбуждения. Поэтому и применяется вывод EAOUT.

Как проверить ШИМ-контроллер

Есть несколько способов как сделать проверку ШИМ-контроллера. Можно, конечно это сделать без мультиметра, но зачем так мучаться, если можно воспользоваться нормальным прибором.

Прежде, чем проверять работу ШИМ-контроллера, необходимо выполнить базовую диагностику самого блока питания. Она выполняется так:

Шаг 1. Внимательно осмотреть в выключенном состоянии сам источник питания, в котором установлен PWM. В частности надо тщательно осмотреть электролитические конденсаторы на предмет вздутости.

Шаг 2. Провести проверку предохранителя и элементов входного фильтра блока питания на исправность.

Шаг 3. Провести проверку на короткое замыкание или обрыв диодов выпрями­тельного моста. Прозвонить их можно не вы­паивая из платы. При этом надо быть уверен­ным, что проверяемая цепь не шунтируется обмотками трансформатора или резистором. Если есть на это подозрение, то всё таки придётся выпаивать элементы и проверять уже по отдельности.

Шаг 4. Провести проверку исправностм выходных цепей, а именно электролитических конденсаторов низкочастотных филь­тров, выпрямительных диодов, диодных сборок и т.п.

Шаг 5. Провести проверку силовых транзисторов высокочастотного преобразователя и тран­зисторов каскада управления. При этом в обязательном порядке проверьте возвратные диоды, которые включенны параллельно электродам коллектор-эмиттер силовых транзисторов.

Проверка ШИМ-контроллера — видео инструкции:

Ремонт блока питания Delux KYP-375ATX на базе ШИМ контроллера AT2005

Ремонт блока питания Delux KYP-375ATX на базе ШИМ контроллера AT2005

 

Поступил указанный блок с симптомами – не включается. Вот его этикетка на рисунке:

Рисунок 1.1 – Этикетка блока питания KYP-375ATX на базе ШИМ контроллера AT2005

 

Порядок ремонта:

Измеряем дежурное напряжение между черным и фиолетовым проводами большого разъема. Оно должно быть равным 5 вольт, а показывает 0,8. То есть даже дежурное напряжение отсутствует. Вскрываем блок питания и видим вот такую картинку:

Рисунок 1.2 – Вздутые конденсаторы блока питания

На рисунке 1.2 вздутые конденсаторы обведены в кружок. Первым этапом в ремонте подобных блоков питания является замена всех вздутых конденсаторов. После их замены блок питания сразу включился и создалось впечатление что он отремонтирован.

!Однако после подключения материнской платы, блок питания включаться отказался. Как позднее оказалось, не всегда он включается и после замыкания Зеленого и Черного проводов. При этом он пытается включиться, но срабатывает защита, при этом кулер делает пол оборота и останавливается. Напряжения на выходах отсутствуют.

Защита в данном блоке сводится к сравнению напряжений с помощью ШИМ контроллера AT2005.

В первую очередь следует проверить все выходные цепи основных напряжений, в особенности их нагрузочные резисторы. Они в рассматриваемом блоке были исправны. При этом вызывает настороженность напряжение на выводе 6. Оно складывается из напряжения дежурного режима, отрицательных напряжений -5В, -12В, а так же +5В и при небольших задержках в появлении одного из указанных напряжений и заниженной емкости конденсатора в цепи вывода 6 ШИМ контроллера может срабатывать защита. Поэтому было решено повысить емкость в цепи вывода 4 ШИМ контроллера до 1 мкФ. Схема подачи напряжения на вывод 6 указанной микросхемы на аналогичном блоке питания приведена на рисунке 1.3.

Рисунок 1.3 – Схема подачи напряжения на вывод 6 микросхемы AT2005

Как видно из схемы, параллельно выводу 6 стоит конденсатор на 100 нФ. Увеличиваем это значение до 1 мкФ для повышения стабильности работы цепи защиты, припаяв конденсатор либо вместо указанного (C23 на схеме) либо параллельно со стороны пайки, как на рисунке 1.4.

Рисунок 1.4 – Добавление сглаживающего конденсатора на выводе 6 ШИМ контроллера

После такой незначительной доработки блок питания начинает стабильно запускаться как без нагрузки, так и при подключенных материнской плате, и устройствах хранения информации. Таким образом для ремонта потребовалось:

— заменить вздувшиеся конденсаторы;

— добавить конденсатор в цепи вывода 6 ШИМ контроллера до корпуса, тем самым стабилизировав работу защиты при запуске блока питания.

Автор статьи

Заведующий лабораторией охранных и телевизионных систем видеонаблюдения

И.Д.Кочнев

Схемотехника блоков питания персональных компьютеров. Часть 3.

Узел управления

Первые две статьи цикла «Схемотехника блоков питания персональных компьютеров»:

Узел управления импульсного блока питания выполняет много важных функций.

  • Во-первых, формирование прямоугольных импульсов с их последующим усилением для управления мощными транзисторами высокочастотного преобразователя.

  • Во-вторых, стабилизация выходных напряжений.

«Сердцем» узела управления является ШИМ-контроллер TL494CN. Аналогами этой микросхемы являются DBL494, KIA494AP, KA7500, MB3759, IR3MO2 и наша отечественная КР1114ЕУ4.

Узел управления состоит из, собственно, микросхемы с небольшим количеством дискретных элементов и промежуточного каскада, задачей которого, является усиление импульсов сформированных микроконтроллером до величины достаточной для управления мощными транзисторами высокочастотного преобразователя. Далее на рисунке показана внутренняя структура микросхемы TL494CN.

В состав микросхемы входит задающий генератор пилообразного напряжения G1. Элементы C3 и R8 задают частоту следования импульсов. Затем импульсы поступают на инвертирующие входы схем сравнения (компараторов) А3 и А4.

Выходы компараторов объединяются на логический элемент 2ИЛИ (D1), то есть импульс на выходе элемента появится при наличии импульса на любом из входов. Далее импульсы поступают на счётный вход (С) триггера D2. Каждый приходящий импульс изменяет состояние триггера на противоположное. Далее через логический элемент 2И (D3, D4) импульсы приходят на логический элемент 2ИЛИ-НЕ (D5, D6). Благодаря конфигурации схемы импульсы появляются поочерёдно на выходах элементов D5 и D6, а, следовательно, и на базах транзисторов V3 и V4, что и требуется для работы двухтактной схемы.

Если высокочастотный преобразователь выполнен по однотактной схеме, то 13 вывод микросхемы соединяют с корпусом и импульсы на выходах D5 и D6 появляются одновременно.

Схема сравнения А1 представляет собой формирователь-усилитель сигнала ошибки в схеме стабилизации выходного напряжения. +5V через делитель из резисторов R1,R2 поступает на один из входов. На другой вход (вывод 2) через регулируемый делитель подаётся эталонное напряжение, которое вырабатывает встроенный в микросхему стабилизатор А5.

Выходное напряжение А1 пропорционально разности входных напряжений. Оно задаёт порог срабатывания компаратора А4, то есть скважность импульсов на его выходе. Величина выходного напряжения вторичных источников питания зависит от скважности импульсов. В результате получается замкнутая в кольцо система автоматического сравнения и регулирования выходного напряжения. Компаратор А3 предназначен для формирования паузы между импульсами на выходе элемента 2ИЛИ (D1).

Минимальный порог срабатывания компаратора А3 задан источником напряжения GV1. Если напряжение на выводе 4 микросхемы растёт, длительность паузы так же увеличивается, а максимальное выходное напряжение источника питания уменьшается. Поскольку амплитуда импульсов на входах всех выпрямителей изменяется одинаково, стабилизация с помощью широтно-импульсной модуляции любого из выходных напряжений, стабилизирует и все остальные. В данном случае стабилизируемым напряжением является +5V.

Следует отметить, что определение и точная локализация неисправности ШИМ-контроллера, это самая сложная процедура при ремонте импульсного блока питания своими силами. Для этого необходим лабораторный источник питания и главное двухлучевой или двухканальный осциллограф. И если после проверки всех элементов блока питания, что в принципе не сложно, блок всё же «плывёт», то лучше заменить микросхему TL494CN на заведомо исправную, тем более что стоимость её весьма невысока.

НазадДалее

Главная &raquo Мастерская &raquo Текущая страница

 

Как работает шим в импульсных блоках питания

Во многих электрических приборах уже давно применяется принцип реализации вторичной мощности за счет использования дополнительных устройств, на которые возложены функции обеспечения электроэнергией схем, нуждающихся в питании от отдельных типов напряжений, частоты, тока…

Для этого создаются дополнительные элементы: блоки питания, преобразующие напряжение одного вида в другой. Они могут быть:

встроены внутрь корпуса потребителя, как на многих микропроцессорных приборах;

или изготовлены отдельными модулями с соединительными проводами по образцу обычного зарядного устройства у мобильного телефона.

В современной электротехнике успешно уживаются два принципа преобразования энергии для электрических потребителей, основанные на:

1. использовании аналоговых трансформаторных устройств для передачи мощности во вторичную схему;

2. импульсных блоках питания.

Они имеют принципиальные отличия в своей конструкции, работают по разным технологиям.

Трансформаторные блоки питания

Первоначально создавались только такие конструкции. Они изменяют структуру напряжения за счет работы силового трансформатора, питающегося от бытовой сети 220 вольт, в котором происходит понижение амплитуды синусоидальной гармоники, направляемой далее на выпрямительное устройство, состоящее из силовых диодов, включенных, как правило, по схеме моста.

После этого пульсирующее напряжение сглаживается параллельно подключенной емкостью, подобранной по величине допустимой мощности, и стабилизируется полупроводниковой схемой с силовыми транзисторами.

За счет изменения положения подстроечных резисторов в схеме стабилизации удается регулировать величину напряжения на выходных клеммах.

Импульсные блоки питания (ИБП)

Подобные конструктивные разработки массово появились несколько десятилетий назад и стали пользоваться все большей популярностью в электротехнических приборах благодаря:

доступностью комплектования распространенной элементной базой;

надежностью в исполнении;

возможностями расширения рабочего диапазона выходных напряжений.

Практически все источники импульсного питания незначительно отличаются по конструкции и работают по одной, типичной для других устройств схеме.

В состав основных деталей источников питания входят:

сетевой выпрямитель, собранный из: входных дросселей, электромеханического фильтра, обеспечивающего отстройку от помех и развязку статики с конденсаторами, сетевого предохранителя и диодного моста;

накопительная фильтрующая емкость;

ключевой силовой транзистор;

схема обратной связи, выполненная на транзисторах;

импульсный источник питания, со вторичной обмотки которого исходит напряжение для преобразования в силовую цепь;

выпрямительные диоды выходной схемы;

цепи управления выходного напряжения, например, на 12 вольт с подстройкой, изготовленной на оптопаре и транзисторах;

силовые дроссели, выполняющие роль коррекции напряжения и его диагностики в сети;

Пример электронной платы подобного импульсного блока питания с кратким обозначением элементной базы показан на картинке.

Как работает импульсный блок питания

Импульсный блок питания выдает стабилизированное питающее напряжение за счет использования принципов взаимодействия элементов инверторной схемы.

Напряжение сети 220 вольт поступает по подключенным проводам на выпрямитель. Его амплитуда сглаживается емкостным фильтром за счет использования конденсаторов, выдерживающих пики порядка 300 вольт, и отделяется фильтром помех.

Входной диодный мост выпрямляет проходящие через него синусоиды, которые затем преобразуются транзисторной схемой в импульсы высокой частоты и прямоугольной формы с определенной скважностью. Они могут преобразовываться:

1. с гальваническим отделением сети питания от выходных цепей;

2. без выполнения подобной развязки.

Импульсный блок питания с гальванической развязкой

В этом случае высокочастотные сигналы направляются на импульсный трансформатор, осуществляющий гальваническую развязку цепей. За счет повышенной частоты увеличивается эффективность использования трансформатора, снижаются габариты его магнитопровода и вес. Чаще всего для материала подобного сердечника применяют ферромагнетики, а электротехнические стали в этих устройствах практически не используются. Это также позволяет минимизировать общую конструкцию.

Один из вариантов исполнения схемы импульсного блока питания с трансформаторной развязкой цепей показан на картинке.

В таких устройствах работают три взаимосвязанных цепочки:

2. каскад из силовых ключей;

3. импульсный трансформатор.

Как работает ШИМ-контроллер

Контроллером называют устройство, которое управляет каким-либо технологическим процессом. В рассматриваемых нами блоке питания им выступает процесс преобразования широтно-импульсной модуляции. В его основу заложен принцип выработки импульсов одинаковой частоты, но с разной длительностью включения.

Подача импульса соответствует обозначению логической единицы, а отсутствие — нуля. При этом они все равны по величине амплитуды и частоте (имеют одинаковый период колебаний Т). Продолжительность включенного состояния единицы и его отношение к периоду меняются и позволяют управлять работой электронных схем.

Типовые изменения ШИП-последовательностей показаны на графике.

Контроллеры обычно создают подобные импульсы с частотой 30÷60 кГц.

В качестве примера можно привести контроллер, выполненный на микросхеме TL494. Для настройки частоты выработки его импульсов используется схема, состоящая из резисторов с конденсаторами.

Работа каскада из силовых ключей

Он состоит из мощных транзисторов, которые подбираются из биполярных, полевых или IGBT-моделей. Для них может быть создана индивидуальная система управления на других маломощных транзисторах либо интегральных драйверах.

Силовые ключи могут быть включены по различным схемам:

со средней точкой.

Импульсный трансформатор

Первичная и вторичная обмотки, смонтированные вокруг г магнитопровода из феррита или альсифера, способны надежно передавать высокочастотные импульсы с частотой вплоть до 100 кГц.

Их работу дополняют цепочки из фильтров, стабилизаторов, диодов и других компонентов.

Импульсные блоки питания без гальванической развязки

В импульсных блоках питания, разработанных по алгоритмам, исключающим гальваническое разделение, высокочастотный разделительный трансформатор не используется, а сигнал поступает сразу на фильтр нижних частот. Подобный принцип работы схемы показан ниже.

Особенности стабилизации выходного напряжения

Все импульсные блоки питания имеют в своем составе элементы, осуществляющие отрицательную обратную связь с выходными параметрами. За счет этого они обладают хорошей стабилизацией выходного напряжения при изменяющихся нагрузках и колебаниях питающей сети.

Способы реализации обратной связи зависят от применяемой схемы для работы блока питания. Она может осуществляться у блоков, работающих с гальванической развязкой за счет:

1. промежуточного воздействия выходного напряжения на одну из обмоток высокочастотного импульсного трансформатора;

2. применения оптрона.

В обоих случаях эти сигналы управляют скважностью импульсов, подаваемых на выход ШИМ-контроллера.

При использовании схемы без гальванической развязки обратная связь обычно создается за счет подключения резистивного делителя напряжения.

Преимущества импульсных блоков питания над обычными аналоговыми

При сравнении конструкций блоков с равными показателями выходных мощностей импульсные блоки питания обладают следующими достоинствами:

1. уменьшенный вес;

2. повышенный КПД;

3. меньшая стоимость;

4. расширенный диапазон питающих напряжений;

5. наличие встроенных защит.

1. Пониженный вес и габариты импульсных блоков питания объясняются переходом от преобразований низкочастотной энергии мощными и тяжелыми силовыми трансформаторами с управляющими системами, расположенными на больших радиаторах охлаждения и работающими в постоянном линейном режиме, к технологиям импульсного преобразования и регулирования.

За счет повышения частоты обрабатываемого сигнала сокращается емкость конденсаторов у фильтров напряжения и, соответственно, их габариты. Также упрощается их схема выпрямления вплоть до перехода к самой простой — однополупериодной.

2. У низкочастотных трансформаторов значительная доля потерь энергии создается за счет выделения и рассеивания тепла при выполнении электромагнитных преобразований.

В импульсных блоках наибольшие потери энергии создаются во время возникновения переходных процессов при коммутациях каскадов силовых ключей. А в остальное время транзисторы находятся в устойчивом положении: открыты или закрыты. При таком их состоянии создаются все условия для минимальной потери электроэнергии, когда КПД может составлять 90÷98%.

3. Цена на импульсные блоки питания постепенно снижается за счет постоянно проводимой унификации элементной базы, которая производится широким ассортиментом на полностью механизированных предприятиях со станками-роботами. К тому же режим работы силовых элементов на основе управляемых ключей позволяет использовать менее мощные полупроводниковые детали.

4. Импульсные технологии позволяют запитывать блоки питания от источников напряжения с разной частотой и амплитудой. Это расширяет область их применения в условиях эксплуатации с различными стандартами электрической энергии.

5. Благодаря использованию малогабаритных полупроводниковых модулей, работающих по цифровым технологиям, в конструкцию импульсных блоков удается надежно встраивать защиты, контролирующие возникновение токов коротких замыканий, отключения нагрузок на выходе прибора и другие аварийные режимы.

У обычных трансформаторных блоков питания такие защиты создавались на старой электромеханической, релейной, полупроводниковой базе. Применять сейчас для них цифровые технологии в большинстве схем не имеет смысла. Исключение составляют случаи питания:

маломощных цепей управления сложной бытовой техники;

слаботочных устройств управления высокой точности, например, используемых в измерительной технике или метрологических целях (цифровые счетчики электроэнергии, вольтметры).

Недостатки импульсных блоков питания

В/ч помехи

Поскольку импульсные блоки питания работают по принципу преобразования высокочастотных импульсов, то они в любом исполнении вырабатывают помехи, транслируемые в окружающую среду. Это создает необходимость их подавления различными способами.

В отдельных случаях помехоподавление может быть неэффективным, что исключает использование импульсных блоков питания для отдельных типов точной цифровой аппаратуры.

Ограничения по мощности

Импульсные блоки питания имеют противопоказание к работе не только на повышенных, но и пониженных нагрузках. Если в выходной цепи произойдет резкое снижение тока за предел минимального критического значения, то схема запуска может отказать или блок станет выдавать напряжение с искаженными техническими характеристиками, не укладывающимися в рабочий диапазон.

Во многих электрических приборах уже давно применяется принцип реализации вторичной мощности за счет использования дополнительных устройств, на которые возложены функции обеспечения электроэнергией схем, нуждающихся в питании от отдельных типов напряжений, частоты, тока…

Для этого создаются дополнительные элементы: блоки питания, преобразующие напряжение одного вида в другой. Они могут быть:

встроены внутрь корпуса потребителя, как на многих микропроцессорных приборах;

или изготовлены отдельными модулями с соединительными проводами по образцу обычного зарядного устройства у мобильного телефона.

В современной электротехнике успешно уживаются два принципа преобразования энергии для электрических потребителей, основанные на:

1. использовании аналоговых трансформаторных устройств для передачи мощности во вторичную схему;

2. импульсных блоках питания.

Они имеют принципиальные отличия в своей конструкции, работают по разным технологиям.

Трансформаторные блоки питания

Первоначально создавались только такие конструкции. Они изменяют структуру напряжения за счет работы силового трансформатора, питающегося от бытовой сети 220 вольт, в котором происходит понижение амплитуды синусоидальной гармоники, направляемой далее на выпрямительное устройство, состоящее из силовых диодов, включенных, как правило, по схеме моста.

После этого пульсирующее напряжение сглаживается параллельно подключенной емкостью, подобранной по величине допустимой мощности, и стабилизируется полупроводниковой схемой с силовыми транзисторами.

За счет изменения положения подстроечных резисторов в схеме стабилизации удается регулировать величину напряжения на выходных клеммах.

Импульсные блоки питания (ИБП)

Подобные конструктивные разработки массово появились несколько десятилетий назад и стали пользоваться все большей популярностью в электротехнических приборах благодаря:

доступностью комплектования распространенной элементной базой;

надежностью в исполнении;

возможностями расширения рабочего диапазона выходных напряжений.

Практически все источники импульсного питания незначительно отличаются по конструкции и работают по одной, типичной для других устройств схеме.

В состав основных деталей источников питания входят:

сетевой выпрямитель, собранный из: входных дросселей, электромеханического фильтра, обеспечивающего отстройку от помех и развязку статики с конденсаторами, сетевого предохранителя и диодного моста;

накопительная фильтрующая емкость;

ключевой силовой транзистор;

схема обратной связи, выполненная на транзисторах;

импульсный источник питания, со вторичной обмотки которого исходит напряжение для преобразования в силовую цепь;

выпрямительные диоды выходной схемы;

цепи управления выходного напряжения, например, на 12 вольт с подстройкой, изготовленной на оптопаре и транзисторах;

силовые дроссели, выполняющие роль коррекции напряжения и его диагностики в сети;

Пример электронной платы подобного импульсного блока питания с кратким обозначением элементной базы показан на картинке.

Как работает импульсный блок питания

Импульсный блок питания выдает стабилизированное питающее напряжение за счет использования принципов взаимодействия элементов инверторной схемы.

Напряжение сети 220 вольт поступает по подключенным проводам на выпрямитель. Его амплитуда сглаживается емкостным фильтром за счет использования конденсаторов, выдерживающих пики порядка 300 вольт, и отделяется фильтром помех.

Входной диодный мост выпрямляет проходящие через него синусоиды, которые затем преобразуются транзисторной схемой в импульсы высокой частоты и прямоугольной формы с определенной скважностью. Они могут преобразовываться:

1. с гальваническим отделением сети питания от выходных цепей;

2. без выполнения подобной развязки.

Импульсный блок питания с гальванической развязкой

В этом случае высокочастотные сигналы направляются на импульсный трансформатор, осуществляющий гальваническую развязку цепей. За счет повышенной частоты увеличивается эффективность использования трансформатора, снижаются габариты его магнитопровода и вес. Чаще всего для материала подобного сердечника применяют ферромагнетики, а электротехнические стали в этих устройствах практически не используются. Это также позволяет минимизировать общую конструкцию.

Один из вариантов исполнения схемы импульсного блока питания с трансформаторной развязкой цепей показан на картинке.

В таких устройствах работают три взаимосвязанных цепочки:

2. каскад из силовых ключей;

3. импульсный трансформатор.

Как работает ШИМ-контроллер

Контроллером называют устройство, которое управляет каким-либо технологическим процессом. В рассматриваемых нами блоке питания им выступает процесс преобразования широтно-импульсной модуляции. В его основу заложен принцип выработки импульсов одинаковой частоты, но с разной длительностью включения.

Подача импульса соответствует обозначению логической единицы, а отсутствие — нуля. При этом они все равны по величине амплитуды и частоте (имеют одинаковый период колебаний Т). Продолжительность включенного состояния единицы и его отношение к периоду меняются и позволяют управлять работой электронных схем.

Типовые изменения ШИП-последовательностей показаны на графике.

Контроллеры обычно создают подобные импульсы с частотой 30÷60 кГц.

В качестве примера можно привести контроллер, выполненный на микросхеме TL494. Для настройки частоты выработки его импульсов используется схема, состоящая из резисторов с конденсаторами.

Работа каскада из силовых ключей

Он состоит из мощных транзисторов, которые подбираются из биполярных, полевых или IGBT-моделей. Для них может быть создана индивидуальная система управления на других маломощных транзисторах либо интегральных драйверах.

Силовые ключи могут быть включены по различным схемам:

со средней точкой.

Импульсный трансформатор

Первичная и вторичная обмотки, смонтированные вокруг г магнитопровода из феррита или альсифера, способны надежно передавать высокочастотные импульсы с частотой вплоть до 100 кГц.

Их работу дополняют цепочки из фильтров, стабилизаторов, диодов и других компонентов.

Импульсные блоки питания без гальванической развязки

В импульсных блоках питания, разработанных по алгоритмам, исключающим гальваническое разделение, высокочастотный разделительный трансформатор не используется, а сигнал поступает сразу на фильтр нижних частот. Подобный принцип работы схемы показан ниже.

Особенности стабилизации выходного напряжения

Все импульсные блоки питания имеют в своем составе элементы, осуществляющие отрицательную обратную связь с выходными параметрами. За счет этого они обладают хорошей стабилизацией выходного напряжения при изменяющихся нагрузках и колебаниях питающей сети.

Способы реализации обратной связи зависят от применяемой схемы для работы блока питания. Она может осуществляться у блоков, работающих с гальванической развязкой за счет:

1. промежуточного воздействия выходного напряжения на одну из обмоток высокочастотного импульсного трансформатора;

2. применения оптрона.

В обоих случаях эти сигналы управляют скважностью импульсов, подаваемых на выход ШИМ-контроллера.

При использовании схемы без гальванической развязки обратная связь обычно создается за счет подключения резистивного делителя напряжения.

Преимущества импульсных блоков питания над обычными аналоговыми

При сравнении конструкций блоков с равными показателями выходных мощностей импульсные блоки питания обладают следующими достоинствами:

1. уменьшенный вес;

2. повышенный КПД;

3. меньшая стоимость;

4. расширенный диапазон питающих напряжений;

5. наличие встроенных защит.

1. Пониженный вес и габариты импульсных блоков питания объясняются переходом от преобразований низкочастотной энергии мощными и тяжелыми силовыми трансформаторами с управляющими системами, расположенными на больших радиаторах охлаждения и работающими в постоянном линейном режиме, к технологиям импульсного преобразования и регулирования.

За счет повышения частоты обрабатываемого сигнала сокращается емкость конденсаторов у фильтров напряжения и, соответственно, их габариты. Также упрощается их схема выпрямления вплоть до перехода к самой простой — однополупериодной.

2. У низкочастотных трансформаторов значительная доля потерь энергии создается за счет выделения и рассеивания тепла при выполнении электромагнитных преобразований.

В импульсных блоках наибольшие потери энергии создаются во время возникновения переходных процессов при коммутациях каскадов силовых ключей. А в остальное время транзисторы находятся в устойчивом положении: открыты или закрыты. При таком их состоянии создаются все условия для минимальной потери электроэнергии, когда КПД может составлять 90÷98%.

3. Цена на импульсные блоки питания постепенно снижается за счет постоянно проводимой унификации элементной базы, которая производится широким ассортиментом на полностью механизированных предприятиях со станками-роботами. К тому же режим работы силовых элементов на основе управляемых ключей позволяет использовать менее мощные полупроводниковые детали.

4. Импульсные технологии позволяют запитывать блоки питания от источников напряжения с разной частотой и амплитудой. Это расширяет область их применения в условиях эксплуатации с различными стандартами электрической энергии.

5. Благодаря использованию малогабаритных полупроводниковых модулей, работающих по цифровым технологиям, в конструкцию импульсных блоков удается надежно встраивать защиты, контролирующие возникновение токов коротких замыканий, отключения нагрузок на выходе прибора и другие аварийные режимы.

У обычных трансформаторных блоков питания такие защиты создавались на старой электромеханической, релейной, полупроводниковой базе. Применять сейчас для них цифровые технологии в большинстве схем не имеет смысла. Исключение составляют случаи питания:

маломощных цепей управления сложной бытовой техники;

слаботочных устройств управления высокой точности, например, используемых в измерительной технике или метрологических целях (цифровые счетчики электроэнергии, вольтметры).

Недостатки импульсных блоков питания

В/ч помехи

Поскольку импульсные блоки питания работают по принципу преобразования высокочастотных импульсов, то они в любом исполнении вырабатывают помехи, транслируемые в окружающую среду. Это создает необходимость их подавления различными способами.

В отдельных случаях помехоподавление может быть неэффективным, что исключает использование импульсных блоков питания для отдельных типов точной цифровой аппаратуры.

Ограничения по мощности

Импульсные блоки питания имеют противопоказание к работе не только на повышенных, но и пониженных нагрузках. Если в выходной цепи произойдет резкое снижение тока за предел минимального критического значения, то схема запуска может отказать или блок станет выдавать напряжение с искаженными техническими характеристиками, не укладывающимися в рабочий диапазон.

Домашний мастер часто сталкивается с поломками сложной бытовой техники из-за отказов ее электрической схемы. Не всегда удается сразу выполнить такой ремонт. Часто требуются знания про импульсные блоки питания, принципы работы их составных частей.

Такие работники популярны, всегда востребованы, заслуживают уважения. Однако не все так сложно в этом вопросе, как кажется на первый взгляд.

Я выделил 7 правил, по которым работает любой ИБП, постарался объяснить их простыми словами для новичков. А что получилось — оценивайте сами.

Блоки питания — это электротехнические устройства, которые изменяют характеристики промышленной электроэнергии до уровня параметров, необходимых для работы конечных механизмов.

Они подразделяются на трансформаторные и импульсные изделия.

Силовой трансформатор понижает входное напряжение и одновременно обеспечивает гальваническую развязку между электрической энергией первичной и вторичной цепи.

Трансформаторные модули тратят значительную часть мощности на электромагнитные преобразования и нагрев, имеют повышенные габариты, вес.

Импульсные блоки питания: как работает структурная схема и взаимодействуют ее части — краткое пояснение

За счет этого снижаются потери и общий вес всех элементов, но усложняется технология. Принципы работы импульсного блока питания помогает понять его структурная схема.

Показываю ее составные части прямоугольниками, связи стрелками, а форму выходного сигнала из каждого блока — мнемонической фигурой преобразованного напряжения (темно синий цвет сверху).

Сетевой фильтр пропускает через себя промышленную синусоиду. Одновременно он отделяет из нее все посторонние помехи.

Очищенная от помех синусоида поступает на выпрямитель со сглаживающим фильтром. Он превращает полученную гармонику в сигнал напряжения строго постоянной формы действующей величины.

Следующим этапом начинается работа инвертора. Он из постоянного стабилизированного сигнала формирует высокочастотные колебания уже не синусоидальной, а практически строго прямоугольной формы.

Преобразованная в подобный вид электрическая энергия поступает на силовой высокочастотный трансформатор, который, как и обычный аналоговый, видоизменяет ее на пониженное напряжение с увеличенным током.

После силового трансформатора наступает очередь работы выходного выпрямителя.

Заключительным звеном работает сглаживающий выходной фильтр. После него на блок управления бытового прибора поступает стабилизированное напряжение постоянной величины.

Качество работы импульсного блока поддерживается за счет создания в рабочем состоянии обратной связи, реализованной в блоке управления инвертора. Она компенсирует все посадки и броски напряжения, вызываемые колебаниями входной величины или коммутациями нагрузок.

Пример монтажа деталей показан на фотографии платы импульсного блока питания ниже.

Сетевой выпрямитель имеет в своем составе предохранитель на основе плавкой вставки, диодный мост, электромеханический фильтр, набор дросселей, конденсаторы развязки со статикой.

Накопительная емкость сглаживает пульсации.

Генератор инвертора на основе силового ключевого транзистора
в комплекте с импульсным трансформатором выдает напряжение на выходной
выпрямитель с диодами, конденсаторами и дросселями.

Оптопара в узле обратной связи обеспечивает оптическую развязку электрических сигналов.

Разберем все эти части подробнее.

Схемы сетевых фильтров импульсных и высокочастотных помех: 4 типа конструкций

Важно понимать, что импульсы высокой частоты играют двоякую роль:

  1. в/ч помехи могут приходить из бытовой сети в блок питания;
  2. импульсы высокочастотного тока генерируются встроенным преобразователем и выходят из него в домашнюю проводку.

Причины появления помех в бытовой сети:

  • апериодические составляющие переходных процессов, возникающие от коммутации мощных нагрузок;
  • работы близкорасположенных приборов с сильными электромагнитными полями, например, сварочных аппаратов, мощных тяговых электродвигателей, силовых трансформаторов;
  • последствия погашенных импульсов атмосферных разрядов и других факторов, включая наложение высокочастотных гармоник.

Помехи ухудшают работу радиоэлектронной аппаратуры, мобильных устройств и цифровых гаджетов. Их необходимо подавлять и блокировать внутри конструкции импульсного блока питания.

Основу фильтра составляет дроссель, выполненный двумя обмотками на одном сердечнике.

Дроссели могут быть выполнены разными габаритами, намотаны толстой или тонкой проволокой на больших или маленьких сердечниках.

Начинающему мастеру достаточно запомнить простое правило: лучше работает фильтр с дросселем большого магнитопровода, увеличенным числом витков и поперечным сечением проволоки. (Принцип: чем больше — тем и лучше.)

Дроссель обладает индуктивным сопротивлением, которое резко ограничивает высокочастотный сигнал, протекающий по проводу фазы или нуля. В то же время оно не оказывает особого влияния на ток бытовой сети.

Работу дросселя эффективно дополняют емкостные сопротивления.

Конденсаторы подобраны так, что закорачивают ослабленные дросселем в/ч сигналы помех, направляя их на потенциал земли.

Принцип работы фильтра в/ч помех от проникновения на блок питания входных сигналов показан на картинке ниже.

Между потенциалами земли с нулем и фазой устанавливают Y конденсаторы. Их конструктивная особенность — они при пробое не способны создать внутреннее короткое замыкание и подать 220 вольт на корпус прибора.

Между цепями фазы и нуля ставят конденсаторы, способные выдерживать 400 вольт, а лучше — 630. Они обычно имеют форму параллепипеда.

Однако следует хорошо представлять, что ИБП в преобразователе напряжения сами выправляют сигнал и помехи им практически не мешают. Поэтому такая система актуальна для обычных аналоговых блоков со стабилизацией выходного сигнала.

У импульсного блока питания важно предотвратить выход в/ч помех в бытовую сеть. Эту возможность реализует другое решение.

Как видите, принцип тот же. Просто емкостные сопротивления всегда располагаются по пути движения помехи за дросселем.

Третья схема в/ч фильтра считается универсальной. Она объединила элементы первых двух. Y конденсаторы в ней просто работают с двух сторон каждого дросселя.

У самых дорогих и надежных устройств используется сложный фильтр с дополнительно подключенными дросселями и конденсаторами.

Сразу же показываю схему расположения фильтров на всех цепочках блока питания: входе и выходе.

Обратите внимание, что на кабель, выходящий из ИБП и подключаемый к электронному прибору, может быть дополнительно установлен ферритовый фильтр, состоящий из двух разъемных полуцилиндров или выполненный цельной конструкцией.

Примером его использования является импульсный блок питания ноутбука. Это уже четвертый вариант применения фильтра.

Сетевой выпрямитель напряжения: самая популярная конструкция

В ходе электрического преобразования форма синусоиды, состоящая из полуволн противоположных знаков, вначале меняется на сигнал положительного направления после диодной сборки, а затем эти пульсации сглаживаются до практически постоянной амплитудной величины 311 вольт.

Такой сетевой выпрямитель напряжения заложен в работу всех блоков питания.

Преобразователь импульсного напряжения: объяснение простыми словами с поясняющими картинками

Силовой ключ выполняется первичной обмоткой высокочастотного трансформатора. Для эффективной трансформации в/ч импульсов до 100 килогерц конструкцию магнитопровода делают из альсифера или ферритов.

На обмотку трансформатора от цепей управления через в/ч транзистор поступают импульсы сигналов в несколько десятков килогерц.

Прямоугольные импульсы тока подаются по времени, чередуются с паузами, обозначаются единицей (1) и нулем (0).

Продолжительность протекания импульса или его ширина в каждый момент низкочастотного синусоидального напряжения соответствует его амплитуде: чем она больше, тем шире ШИМ. И наоборот.

ШИМ контроллер отслеживает величину подключенной нагрузки на выходе импульсного блока питания. По ее значению он вырабатывает импульсы, кратковременно открывающие силовой транзистор.

Если подключенная к ИБП мощность начинает возрастать, то схема управления увеличивает длительность импульсов управления, а когда она снижается, то — уменьшает.

За счет работы этой конструкции производится стабилизация напряжения на выходе блока в строго определенном диапазоне.

Импульсный трансформатор: принцип работы одного импульса в 2 такта

Во время преобразования электрической энергии в магнитную и обратно в электрическую с пониженным напряжением обеспечивается гальваническое разделение первичных входных цепей с вторичной выходной схемой.

Каждый ШИМ импульс тока, поступающий при кратковременном открытии силового транзистора, протекает по замкнутой цепи первичной обмотки трансформатора.

Его энергия расходуется:

  1. вначале на намагничивание сердечника магнитопровода;
  2. затем на его размагничивание с протеканием тока по вторичной обмотке и дополнительной подзарядкой конденсатора.

По этому принципу каждый ШИМ импульс из первичной сети подзаряжает накопительный конденсатор.

Генераторы ИБП могут работать по простой однотактной или более сложной двухтактной технологии построения.

Однотактная схема импульсного блока питания: состав и принцип работы

На стороне 220 расположены: предохранитель, выпрямительный диодный мост, сглаживающий конденсатор, биполярный транзистор, цепочки колебательного контура и коллекторного тока, а также обмотки импульсного трансформатора.

Однотактная схема импульсного блока питания создается для передачи мощности 10÷50 ватт, не более. По ней изготавливают зарядные устройства мобильных телефонов, планшетов и других цифровых гаджетов.

В выходной цепочке трансформатора используется выпрямительный диод Д7. Он может быть включен в прямом направлении, как показано на картинке, или обратно, что важно учитывать.

При прямом включении импульсный трансформатор накапливает индуктивную энергию и передает ее в выходную цепь к подключенной нагрузке с задержкой по времени.

Если диод включен обратно, то трансформация энергии из первичной схемы во вторичную цепь происходит во время закрытого состояния транзистора.

Однотактная схема ИБП отмечается простотой конструкции, но большими амплитудами напряжения, приложенными к виткам первичной обмотки импульсного трансформатора.

Их защита осуществляется дополнительными цепочками из
резисторов R2÷R4 и конденсаторов С2, С3.

Двухтактная схема импульсного блока питания: 3 варианта исполнения

Более высокий КПД и пониженные потери мощности являются неоспоримыми преимуществами этих ИБП по сравнению с однотактными моделями.

Простейший вариант исполнения двухполупериодной методики показан на картинке.

Если в нее дополнительно подключить два диода и один сглаживающий конденсатор, то на этом же трансформаторе получается двухполярная схема.

Она распространена в усилителях мощности, работает по обратноходовому принципу. В ней через каждую емкость протекают меньшие токи, обеспечивающие повышенный ресурс конденсаторов при эксплуатации.

Прямоходовая схема блока питания имеет в своей конструкции дроссель, который выполняет функцию накопления энергии. Для этого два диода направляют поступающие импульсы ШИМ на его вход в одной полярности.

Дроссель этих устройств изготавливается большими габаритами и устанавливается отдельно внутри платы ИБП. Он дополняет работу накопительного конденсатора.

Это наглядно видно по верхней форме сигнала, показанного осциллограммой выпрямления одного и того же блока без дросселя и с ним.

Прямоходовая схема используется в мощных блоках питания, например, внутри компьютера.

В ней выпрямлением тока занимаются диоды Шоттки. Их применяют за счет:

  • уменьшенного падения напряжения на прямом включении;
  • и повышенного быстродействия во время обработки высокочастотных импульсов.

3 схемы силовых каскадов двухтактных ИБП

По порядку сложности их исполнения генераторы выполняют по:

  • полумостовому;
  • мостовому;
  • или пушпульному принципу построения выходного каскада.

Полумостовая схема импульсного блока питания: обзор

Конденсаторы С1, С2 собраны последовательно емкостным делителем. На него и переходы коллектор-эмиттер транзисторов Т1, Т2 подается напряжение постоянного питания.

К средней точке емкостного делителя и транзисторов подключена первичная обмотка трансформатора Тр2. С ее вторичной обмотки снимается выходное напряжение генератора, которое пропорционально входному сигналу ТР1, трансформируемому на базы Т1 и Т2.

Полумостовая схема ИБП работает для нагрузок от нескольких ватт до киловатт. Ее недостатком является возможность повреждения элементов при перегрузках, что требует использования сложных защит.

Мостовая схема импульсного блока питания: краткое пояснение

Вместо емкостного делителя предыдущей технологии здесь работают транзисторы T3 и T4. Они попарно открываются совместно с Т1 и Т2: (пара Т1-Т4), (пара Т2-Т3).

Напряжение переходов эмиттер-коллектор у закрытых транзисторов не выше величины питающего напряжения, а на обмотке w1 ТР3 оно возрастает до значения U пит. За счет этого увеличивается величина КПД.

Мостовая схема сложна в наладке из-за трудностей с настройкой цепей управления транзисторов Т1÷Т4.

Пушпульная схема: важные особенности

Первичная обмотка выходного ТР2 имеет средний вывод, на который подается плюсовой потенциал источника питания, а его минус — на среднюю точку вторичной обмотки Т1.

Во время прохождения одного полупериода колебания работает один из транзисторов Т1 или Т2 и соответствующая ему часть полуобмотки трансформатора.

Здесь создается самый высокий КПД, малые пульсации и низкие помехи. Амплитудное значение импульсного напряжения на любой половине обмотки w1 ТР2 достигает величины U пит.

К напряжению перехода коллектор-эмиттер каждого транзистора добавляется ЭДС самоиндукции, и оно возрастает до 2U пит. Поэтому Т1 и Т2 надо подбирать на 600÷700 вольт.

Пушпульная схема ключевого каскада пользуется большей популярностью. Она применяется в наиболее мощных преобразователях.

Выходной выпрямитель: самое популярное устройство

Простейшая схема выпрямителя, состоящая из диода и накапливающего конденсатора, показана картинкой ниже.

Она может дорабатываться подключением дополнительных конденсаторов, дросселей, элементов фильтров.

Схема стабилизации напряжения: как работает

Самая примитивная схема стабилизации выходного напряжения создается на дополнительной обмотке импульсного трансформатора.

С нее снимается напряжение и подается для корректировки величины сигнала первичной обмотки.

Лучшая стабилизация создается за счет контроля выходного сигнала с вторичной обмотки и отделения его гальванической связи через оптопару.

В ней используется светодиод, через который проходит ток, пропорциональный значению выходного напряжения. Его свечение воспринимается фототранзистором, который посылает соответствующий электрический сигнал на схему управления генератора ключевого каскада.

Повысить качество стабилизации выходного напряжения позволяет последовательное дополнение к оптопаре стабилитрона, как показано на примере микросхемы TL431 на картинке ниже.

Для закрепления материала в памяти рекомендую посмотреть видеоролик владельца Паяльник TV, который хорошо объясняет информацию про импульсные блоки питания: принципы работы на примере конкретной модели.

Надеюсь, что моя статья поможет вам выполнить ремонт ИБП своими руками за 7 шагов, которые я изложил в другой статье.

Задавайте возникшие вопросы в разделе комментариев, высказывайте свое мнение. Его будет полезно знать другим людям.

Микросхемы ШИМ — контроллеров для импульсных источников питания.

Микросхемы ШИМ — контроллеров для импульсных источников питания (ИИП).

  • Контроллеры с интегрированным силовым ключом для высоковольтных дроссельных понижающих преобразователей (без гальваноразвязки)
  • Контроллеры с интегрированным силовым ключом для трансформаторных ИИП
  • ШИМ — контроллеры для однотактных ИИП
  • ШИМ — контроллеры для двухтактных ИИП

В справочник отобраны распространенные недорогие микросхемы







Наименование PDF Ucc, В Uвых, В Iмакс, A Примечание
   
— простое схемное решение для маломощных источников питания, не требующих гальваноразвязки. Надежные встроенные токовая и температурная защиты.
LNK302-306 50…450* .5..24… 0.36 регулирование выпусканием импульсов шим контроллер с встроенным ключом
Viper12 40…450* 10..35… 0.2* ШИМ, Pвых до 13Вт контроллер для простого импульсного источника питания. может использоваться для питания светодиодов, микроконтроллеров от сетевого напряжения
Viper22 40…450* 10..35… 0.35* ШИМ, Pвых до 20Вт высоковольтный понижающий стабилизатор напряжения
BP5048-15 250…358 15 0.2 нужен только дроссель простой понижающий импульсный DC/DC источник питания на 15В
BP5048-24 250…358 24 0.2 нужен только дроссель DC/DC бестрансформаторный импульсный источник питания на 24В на 24В
для маломощных трансформаторных источников питания. Минимум внешних компонентов. Встроенные токовая и температурная защиты.
LNK362-364 100..400*   0.2…0.4 встроенный источник собственного питания ШИМ контроллер для простого импульсного источника питания
LNK623-626 100..400*   0.4…0.7 до 7Вт ШИМ контроллер со встроенным силовым ключом для простого блока питания
TOP252-262 100..460*   0.68…11 до 244Вт шим контроллер для источников питания средней мощности
TOP264-271 100..400*   2…11 для качественных источников, до 244Вт микросхема контроллера для импульсных источников питания
TNY274-280 100..400*   0.4…1.3 встроенный источник собственного питания, до 36Вт  
NCP1010-1014 100..400*   0.1…0.5 встроенный источник собственного питания,  
ICE2Axxx 100..400*   0.5…7 от 23 до 240Вт  
ALTAIR05-800 ?…400*   1 квазирезонансный,
ключ на 800В
ШИМ контроллер для импульсных источников питания, работающих в квазирезонансном режиме
ALTAIR04-900 ?…400*   0.7 квазирезонансный ключ на 900В  
UC3842-3845
КР1033ЕУ10, ЕУ11
7…30   1 шим контроллер обратноходовых источников питания
NCP1230-1238 7…18   0.5/0.8 3 фиксированных частоты, непосредственное подключение оптрона ОС шим контроллер для обратноходовых импульсных преобразователей напряжения
UCC28600 8…32   1/0.8 квазирезонансный режим шим контроллер для преобразователей напряжения
L6565 10…18   0.7 квазирезонансный режим микросхема для обратноходовых преобразователей
TDA4605
КР1033ЕУ2
7…20     квазирезонансный режим шим контроллер для Flyback преобразователей
UCC38083-38086 4…15*   1/0.5 шим контроллер для источников питания мостовой и полумостовой схемой включения транзисторов
MC33025 9…30   2*/0.5 шим контроллер для двухтактных источников питания
NCP1395 10…20   резонансный шим контроллер для двухтактных источников питания
  На главную
 

Компьютерные блоки питания

В этом разделе размещены материалы о ремонте различных компьютерных блоков питания, для удобства они разбиты на группы, по типу ШИМ-контроллера, используемого в блоке.

БП на основе ШИМ 2003. Здесь размещены материалы о блоках питания, выполненных на основе микросхем 2003 и DR-B2002, «неизвестного» производителя, эти микросхемы являются аналогами (проверено). Datasheet-ов на эти микросхемы я не встречал, описание DR-B2002 можно посмотреть здесь. По назначению выводов, с этими микросхемами также совпадают чипы 2005, 2005Z (за исключением выводов 1 и 6). Интересная схема со сравнением микросхем 2003 (DR-B2002) и SG6105.

БП на основе ШИМ 3528. Здесь размещены материалы о блоках питания, выполненных на основе микросхемы 3528 (FSP 3528, FSP3528) фирмы FSP GROUP. Datasheet-а я не встречал, некоторую информацию о ней можно почерпнуть здесь.

БП на основе ШИМ AT2005B. Здесь размещены материалы о блоках питания, выполненных на основе микросхем 2005B, AT2005B фирмы Advanced Technology Electronics, SDC2005 (SDC 2005, SDC2005B, SDC 2005B) фирмы Shaoxing Devechip Microelectronics. Datasheet на AT2005B можно посмотреть здесь, а описание — здесь, datasheet на SDC2005 находится здесь. В принципе тоже самое что WT7514L, но с другой (смещённой) цоколёвкой.

БП на основе ШИМ CM6800. Здесь размещены материалы о блоках питания, выполненных на основе микросхем CM6800G, CM6800TX фирмы CHAMPION MICROELECTRONIC CORP и FAN4800A фирмы FAIRCHILD SEMICONDUCTOR. Datasheet на CM6800 можно посмотреть здесь.

БП на основе ШИМ KA3511. Здесь размещены материалы о блоках питания, выполненных на основе микросхем KA3511 (22 DIP) и KA3511BS (24-SDIP) фирмы FAIRCHILD SEMICONDUCTOR. Datasheet на KA3511 можно посмотреть здесь, а её описание — здесь.

БП на основе ШИМ SG6105. Здесь размещены материалы о блоках питания, выполненных на основе микросхем SG6105 (SG6105ADZ, SG6105D, SG6105DZ) фирмы SYSTEM GENERAL (на сайте SYSTEM GENERAL указано что «System General Corp. has been merged by Fairchild Semiconductor Corp. in 2007», так что за datasheet-ами можно зайти и на FAIRCHILD SEMICONDUCTOR), ATE6105 фирмы Advanced Technology Electronics, FSP3529Z фирмы FSP GROUP, HS8108 фирмы HuaXin Micro-Electronics, IW1688 фирмы IN WIN, SC6105 и SD6109 фирмы Silan Microelectronics (замена SD6109 на SG6105 на практике не проверялась). Эти микросхемы являются аналогами. Datasheet на SG6105 можно посмотреть здесь, а её описание — здесь и здесь. Мне доводилось менять SG6105 на IW1688 (и наоборот).

БП на основе ШИМ TL494. Здесь размещены материалы о блоках питания, выполненных на основе микросхем TL494 (TL494CN) фирмы TEXAS INSTRUMENTS, AZ7500BP фирмы Advanced Analog Circuits, DBL494 фирмы DAEWOO, EST. TL494 фирмы East Semiconductor Technology, KA7500B (KA7500C) фирмы FAIRCHILD SEMICONDUCTOR, KIA494AP фирмы KEC, MIK494 фирмы mikron, S494P, SDC7500 (SDC 7500, SDC7500B, SDC 7500B) фирмы Shaoxing Devechip Microelectronics, SP494, TL494L и UTC51494 фирмы UTC. Все эти микросхемы взаимозаменяемы. Datasheet на TL494 можно посмотреть здесь, на KA7500B — здесь, а описание на TL494 — здесь.

БП на основе ШИМ UC384x. Здесь размещены материалы о блоках питания, выполненных на основе микросхем UC3843B фирмы STMicroelectronics, GM3843 и GM3845 фирмы Gamma Microelectronics, KA3843A фирмы FAIRCHILD SEMICONDUCTOR, SDC 3842A (SDC3842A) фирмы Shaoxing Devechip Microelectronics. Datasheet на микросхему UC3842B (UC3843B, UC3844B, UC3845B) (STMicroelectronics) можно посмотреть здесь.

БП на основе ШИМ WT7514L. Здесь размещены материалы о блоках питания, выполненных на основе микросхем WT7514L и WT7520 фирмы Weltrend, эти чипы имеют два основных различия. Первое — тип частотозадающего элемента на шестом выводе, у WT7514L — это конденсатор CT (обычно ёмкостью 2.2nF), а у WT7520 — резистор RT (обычно сопротивлением 100-120кΩ), далее в скобках указан тип элемента CT или RT для разных микросхем. И второе — функция десятого вывода — TPG (Time Power Good) у WT7514L, SS (Soft Start) у WT7520. Аналогами этих микросхем являются: AT2005, AT2005A (CT), ATE7520 (RT) фирмы Advanced Technology Electronics, CG8010 (CG8010DX16; RT) фирмы ChipGoal, CR6505 (CT) фирмы Chip-Rail, LPG-899 (LPG 899, LPG899; CT) фирмы Linkworld, SDC2921 (RT) фирмы Shaoxing Devechip Microelectronics и DR0183 (CT) «неизвестного» производителя. Datasheet на микросхему WT7514L можно посмотреть здесь, на WT7520 — здесь, а описание на LPG-899 — здесь.

БП на основе других ШИМ. Здесь размещены материалы о блоках питания, выполненных на основе различных микросхем, не попадающих под описания вышеприведённых категорий.

Блок питания с широтно-импульсной модуляцией

Блок питания ШИМ

Источники питания с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) представляют собой тип импульсного источника питания. Широтно-импульсная модуляция обычно используется для регулирования напряжения в импульсном источнике питания . Это необходимо, когда текущая потребность в источнике питания или в напряжении питания системы зарядки непостоянна. В стандартном импульсном источнике питания (без ШИМ) каждых первичных обмоток трансформатора управляются с 50-процентным рабочим циклом (фактически чуть меньше 50 %) прямоугольным импульсом, независимо от тока, потребляемого на вторичной или вторичной обмотках. напряжение питания.В источнике питания с широтно-импульсной модуляцией рабочий цикл может варьироваться примерно от 1% до 50% (хотя обычно это не такой широкий диапазон). На приведенной ниже диаграмме показано, как выглядит управляющее напряжение транзистора от микросхемы управления для двух полных циклов.

Обратите внимание, что указанный рабочий цикл относится к ОДНОЙ из ДВУХ половинок первичной обмотки (первичная обмотка также может рассматриваться как единая первичная обмотка с отводом от середины). При полной мощности будет только ОЧЕНЬ небольшой период времени, в течение которого одна обмотка или другая обмотка не будут работать.Большинство микросхем управления (например, TL594, TL598, SG3525…) допускают небольшое «мертвое время», когда ни один из управляющих транзисторов не включен.

Регламент:
Вы должны помнить (со страницы трансформатора), что выходное (вторичное) напряжение может «проседать» (из-за потерь в меди и сердечнике), когда ток потребляется от вторичных обмоток трансформатора. Электронное устройство, такое как усилитель, может работать должным образом только тогда, когда вторичное напряжение (напряжение шины) очень близко к заданному значению.Как вы уже знаете, потребляемый усилителем ток может составлять всего один-два ампера, когда усилитель находится в режиме ожидания (маленькая или отсутствующая выходная мощность), или может быть значительным при очень высокой выходной мощности. В стандартном импульсном источнике питания это может привести к сильным колебаниям вторичного напряжения. Как вы уже знаете, вы можете увеличить отношение (первичное к вторичному), чтобы увеличить вторичное напряжение. Хотя это предотвратит падение напряжения ниже в определенной точке, это может (при некоторых условиях) привести к тому, что вторичное напряжение превысит безопасное рабочее напряжение некоторых электронных компонентов (транзисторов, конденсаторов)…). Во многих электронных схемах диапазон напряжения должен оставаться в пределах окна 3-5%. В PWMPS трансформатор намотан с коэффициентом выше, чем необходимо. Но… как и в операционных усилителях, здесь есть цепь обратной связи. Используя петлю обратной связи, микросхема управления сокращает рабочий цикл настолько, насколько это необходимо для предотвращения перенапряжения. Когда потребление тока увеличивается, рабочий цикл увеличивается для поддержания надлежащего выходного напряжения. Это позволяет ему поддерживать надлежащее выходное напряжение в широком диапазоне ситуаций потребления тока.Это также позволяет источнику питания вырабатывать постоянное напряжение шины с относительно широким диапазоном входного напряжения от системы зарядки транспортного средства.

Сравнение регулируемых усилителей и нерегулируемых усилителей:
Усилители с высокой степенью регулирования используют импульсные источники питания с ШИМ. Нерегулируемые усилители не используют широтно-импульсную модуляцию для поддержания постоянного напряжения на шине. Это не обязательно делает один дизайн лучше другого. Обе конструкции имеют свои преимущества и недостатки.Прочтите эту страницу, если хотите узнать больше о двух разных дизайнах.

Импульсно-регулируемые источники питания | Конструкция машины


В настоящее время наиболее распространенным типом источника питания является импульсный источник питания. Эти устройства используют широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) для регулирования выходного сигнала. Сегодня в расходных материалах используется несколько различных конфигураций цепей ШИМ. Во всех случаях логический сигнал ШИМ управляет переключающим силовым транзистором, а силовой транзистор управляет нагрузкой.

Переключающий транзистор быстро включается и выключается, создавая прерываемое постоянное напряжение.Срезанное постоянное напряжение подается на трансформатор, который преобразует пульсирующий постоянный ток в высокочастотный переменный. Затем этот переменный ток подается на второй мостовой выпрямитель, который производит окончательный выход постоянного тока. Цепь датчика постоянно контролирует выходное напряжение, регулируя рабочий цикл переключения для поддержания постоянного выходного напряжения.

Импульсные источники питания более эффективны, чем источники с последовательным регулированием, поскольку в переключающем транзисторе рассеивается небольшая мощность. Импульсные источники питания физически меньше, чем источники с последовательным регулированием, потому что компоненты, работающие на частоте переключения (обычно 20 кГц), намного меньше, чем компоненты, используемые в непереключаемом источнике питания, работающем на частоте 50–60 Гц.Эти блоки питания хорошо подходят там, где требуется компактность, эффективность и умеренно точное регулирование. Но источники питания импульсного типа шумят электрически, а иногда и на слух. Таким образом, они не подходят для питания цепей, чувствительных к электрическим помехам, если только эти цепи не фильтруются и не экранируются. Наконец, импульсные источники питания, как правило, дороже, чем другие источники питания.

Частоты переключения постоянно растут. Преимущества более высоких частот включают меньший размер компонентов, более низкое напряжение пульсаций, более высокую мощность на единицу объема и бесшумную работу.В то время как частота от 20 до 30 кГц кажется наиболее широко используемой сегодня, также используются частоты от 100 до 500 кГц. А некоторые интегральные схемы типа ШИМ способны работать с частотами переключения до 1 МГц и выше.

Схема, вырабатывающая управляющий сигнал ШИМ, теперь доступна во многих стандартных ИС. Эти чипы имеют множество функций. Многие функции защищают микросхему и блок питания от скачков пускового тока, перенапряжения и короткого замыкания. Другие позволяют разработчику источника питания обеспечить большую гибкость, например, дистанционное управление включением/выключением, дистанционное обнаружение ошибок и пропорциональное распределение тока нагрузки.В настоящее время специализированные ИС и микропроцессоры встраиваются в более сложные источники питания, особенно те, которые взаимодействуют с хост-компьютерами через стандартные шины.

Поставщики говорят, что опции быстро становятся стандартными функциями, поскольку пользователи требуют более качественных продуктов. По мере усложнения систем стандартные функции становятся предметами первой необходимости. Защита от перенапряжения, регулируемое напряжение и активный плавный пуск являются одними из наиболее распространенных функций современных источников питания, которые когда-то были опциями.Дополнительные варианты, которые являются кандидатами на стандартизацию, включают специализированные фильтры электромагнитных помех, индикаторы сбоя и наличия питания, а также схемы балансировки тока для пропорционального распределения нагрузки.

Переключение обычно осуществляется одним из трех способов. Во-первых, это схема обратной связи. Он подходит для мощностей до 100 Вт и является самым экономичным из трех типов, поскольку содержит наименьшее количество деталей. Второй называется прямым преобразователем. Это наиболее экономично в диапазоне от 80 до 200 Вт.Третий — более сложный тип, представляющий собой двухтактную схему с отводом от средней точки или полумостовую двухтактную схему. Эти два широко используются в диапазоне от 150 до 600 Вт.

Автономный переключатель выпрямляет входящее сетевое напряжение переменного тока и считается преобразователем постоянного тока в постоянный. Выпрямленное и отфильтрованное напряжение 115 В переменного тока дает около 145 В постоянного тока; поэтому некоторые конструкции преобразователей работают от входного напряжения 145 В постоянного тока, а также от 115 В переменного тока. Входные выпрямители становятся управляющими диодами, которые позволяют любому входному проводу быть положительным или отрицательным.А автономные модели с выбираемым входом 115/230 В переменного тока поддерживают входное напряжение до 290 В постоянного тока.

Коммутаторы, работающие напрямую от сети, требуют схемы ограничения скачков входного тока. Поскольку импеданс трансформатора не помогает ограничить ток, заряжающий конденсаторы фильтра, пиковые токи могут быть достаточно высокими, чтобы вывести из строя выпрямители.

В базовой конфигурации обратноходовой переключатель содержит один трансформатор, одну схему широтно-импульсного модулятора, один силовой транзистор и один выходной диод.Трансформатор понижает напряжение, обеспечивает изоляцию линии и действует как индуктор. Когда силовой транзистор включается, ток в первичной обмотке накапливает энергию в сердечнике трансформатора. Полярность такая, что диоды не проводят. Когда транзистор закрывается, полярность напряжения меняется на противоположную и возвращается обратно, пропуская ток через выходной диод к выходному конденсатору и нагрузке. Количество энергии, хранящейся в ядре, зависит от времени включения ШИМ и транзистора.

При увеличении мощности более чем на 100 Вт размер трансформатора обратного хода быстро увеличивается из-за повышенных требований к току.Кроме того, пилообразный сигнал, создаваемый обратноходовой схемой, требует вдвое большего пикового тока для заданного уровня мощности по сравнению с прямым преобразователем. Свыше 100 Вт максимально допустимый пиковый ток обратноходового транзистора возникает быстро.

Прямоходовой преобразователь использует на выходе дополнительный маховик и фильтрующий дроссель по сравнению с обратноходовой схемой. Кроме того, трансформатор повышает или понижает напряжение и обеспечивает изоляцию линии.

Во время включения транзистора ток течет через выходную катушку индуктивности к конденсатору фильтра, поэтому катушка индуктивности накапливает энергию.Когда транзистор закрывается, накопленная энергия продолжает течь через диод-маховик, вызывая меньшие пульсации выходного напряжения, чем в схеме обратного хода. Пиковый ток вдвое меньше, чем у обратноходового преобразователя, но прямоходовой преобразователь имеет два магнитных компонента, которые увеличивают размер и стоимость.

В связи с дальнейшим ростом требований к мощности, двухтактные схемы широко используются примерно до 600 Вт. Доступны две версии. Одна представляет собой двухтактную схему с центральным отводом, а другая — полумостовую. Схема с отводом от середины выглядит как два преобразователя прямого хода с чередующимися периодами включения.Оба преобразователя имеют одну выходную катушку индуктивности. В зависимости от ширины импульса катушка индуктивности подает ток на конденсатор, пока оба переключателя разомкнуты. Обе двухтактные схемы обеспечивают наименьшее пульсирующее напряжение среди всех коммутаторов.

Хотя импульсные источники питания имеют много преимуществ по сравнению с линейными источниками питания, они также имеют ряд недостатков. Среди них шумы при переключении, которые требуют особой тщательности при проектировании схем и разводке печатных плат для фильтрации. Хорошо спроектированный линейный источник питания имеет уровень выходного шума менее 1 мВпик-пик по сравнению с 10 мВпик-пик для коммутатора той же мощности.Как проводимый, так и излучаемый шум и гармоники частоты переключения распространяются на радиочастотный спектр. Разработчики должны поддерживать эти уровни шума в пределах спецификаций, которые устанавливаются и контролируются регулирующими органами по всему миру.

Еще один недостаток касается ограниченной реакции на изменение динамической нагрузки. В отличие от линейных источников питания с очень низким выходным сопротивлением, коррекция напряжения нагрузки в коммутаторе происходит только после полного цикла генератора. Кроме того, постоянная времени контура управления устанавливается таким образом, чтобы интегрировать изменение выходного напряжения в течение нескольких циклов, чтобы предотвратить непрерывный звон.

Как правило, линейное регулирование и регулирование нагрузки примерно в десять раз лучше, чем у коммутаторов с такими же номиналами напряжения и тока. Но это качество достигается за счет рассеивания мощности. Например, соотношение эффективности коммутатора 2:1 по сравнению с линейным может объяснить преимущество рассеивания мощности до 6:1 на уровне 800 Вт.

Часто задаваемые вопросы: широтно-импульсная модуляция (ШИМ)

Для чего предназначена широтно-импульсная модуляция (ШИМ)?

Импульсные преобразователи используют силовой полупроводниковый переключатель (обычно полевой МОП-транзистор) для управления магнитным элементом (трансформатором или катушкой индуктивности), выпрямленный выход которого создает напряжение постоянного тока.Обычно эффективность превышает 90%, что примерно вдвое больше, чем у линейного регулятора.

Импульсный преобразователь изменяет свой выходной постоянный ток в ответ на изменения нагрузки. Одним из широко используемых подходов является широтно-импульсная модуляция (ШИМ), которая управляет выходной мощностью ключа питания, изменяя время его включения и выключения. Отношение времени включения к времени периода переключения является рабочим циклом. На рис. 1 показаны три различных варианта рабочего цикла ШИМ: 10 %, 50 % и 90 %. Рабочий цикл и мощность редко связаны друг с другом.Вместо этого рабочий цикл регулируется для регулирования выходного напряжения.

На рис. 2 показан упрощенный ШИМ-контроллер, используемый в импульсном преобразователе. При работе часть постоянного выходного напряжения возвращается обратно на усилитель ошибки, что заставляет компаратор управлять временем включения и выключения ШИМ. Если отфильтрованный выходной сигнал мощного полевого МОП-транзистора изменяется, обратная связь регулирует рабочий цикл, чтобы поддерживать выходное напряжение на желаемом уровне.

Для генерации ШИМ-сигнала усилитель ошибки принимает входной сигнал обратной связи и стабильное опорное напряжение для создания выходного сигнала, связанного с разностью двух входных сигналов.Компаратор сравнивает выходное напряжение усилителя ошибки с линейным изменением (пилообразным) от генератора, формируя модулированную ширину импульса. Логика переключения обеспечивает возможность включения или отключения ШИМ-сигнала, подаваемого на силовой полевой МОП-транзистор.

Зачем цепи ШИМ нужна компенсация наклона?

Рабочие циклы ШИМ выше 50% требуют компенсирующего линейного изменения, называемого компенсацией наклона, чтобы избежать нестабильности.Более высокие рабочие циклы требуют еще большей компенсации наклона. То есть, если переключатель ШИМ включен более 50% периода переключения, необходимо использовать компенсацию наклона, чтобы сохранить стабильность системы. При традиционной компенсации наклона импульсный преобразователь может стать нестабильным при рабочих циклах, приближающихся к 100 %, поэтому необходимо использовать специальную компенсацию наклона. На рис. 3 показан ШИМ-контроллер, использующий компенсацию наклона.

Цепь блокировки пониженного напряжения (UVLO) устанавливает рабочий диапазон входного постоянного напряжения ШИМ-контроллера.Существует два порога UVLO. При превышении порога включения УВЛО включается ШИМ-контроллер. Если постоянное входное напряжение падает ниже порога выключения UVLO, ШИМ-контроллер выключается.

ШИМ-контроллеры

могут иметь несимметричные или двойные выходы. Типы с двумя выходами предназначены для двухтактных, мостовых или синхронных выпрямительных МОП-транзисторов. В этих конфигурациях ШИМ-контроллер должен либо точно установить мертвое время двух выходов, либо предотвратить их перекрытие. Если бы оба выхода были включены одновременно, это увеличило бы рассеиваемую мощность и электромагнитные помехи.Некоторые ШИМ-контроллеры включают в себя специальные схемы для контроля мертвого времени или перекрытия.

Большинство микросхем ШИМ-контроллеров обеспечивают защиту от ограничения тока путем измерения выходного тока. Если вход датчика тока превышает определенный порог, текущий цикл прерывается (поцикловое ограничение тока).

Компоновка цепи имеет решающее значение при использовании токоизмерительного резистора, который должен быть с малой индуктивностью. Найдите его и конденсатор фильтра измерения тока очень близко к контакту PWM IC и подключите его напрямую.Кроме того, все маломощные заземляющие соединения, чувствительные к шуму, должны быть соединены вместе рядом с заземлением ИС, а одно соединение должно быть выполнено с заземлением питания (точка заземления измерительного резистора).

В большинстве микросхем ШИМ-контроллера один внешний резистор или конденсатор задает частоту генератора. Чтобы установить желаемую частоту генератора, используйте уравнение в таблице данных контроллера для расчета значения резистора.

Некоторые ШИМ-преобразователи включают возможность синхронизации генератора с внешним тактовым генератором с частотой, которая выше или ниже частоты внутреннего генератора.Если синхронизация не требуется, соедините контакт синхронизации с землей, чтобы предотвратить шумовые помехи.

Функция плавного пуска позволяет силовому преобразователю постепенно достигать начальной рабочей точки устойчивого состояния, тем самым снижая пусковые напряжения и скачки напряжения. В большинстве микросхем ШИМ внешний конденсатор определяет время плавного пуска.

Высокоскоростной широтно-импульсный модулятор

MCP1631 и MCP1631V компании Microchip Technology

— это высокоскоростные аналоговые ШИМ.. В сочетании с микроконтроллером MCP1631/MCP1631V может управлять рабочим циклом энергосистемы, обеспечивая регулирование выходного напряжения или тока. Микроконтроллер может использоваться для регулировки выходного напряжения или тока, частоты переключения и максимального рабочего цикла, а также обеспечивает дополнительные функции, делающие систему питания более интеллектуальной, надежной и адаптируемой.

MCP1631 (управление режимом тока) и MCP1631V (управление режимом напряжения) содержат ШИМ, драйвер MOSFET, усилитель измерения тока, усилитель измерения напряжения и компаратор перенапряжения.Эти микросхемы работают с входным напряжением от 3,0 В до 5,5 В. Дополнительные функции включают отключение, блокировку при пониженном напряжении (UVLO) и защиту от перегрева.

Для приложений, которые работают от входа высокого напряжения, MCP1631HV и MCP1631VHV могут работать напрямую от входа от +3,5 В до +16 В. Для этих приложений доступен дополнительный регулируемый выход +5 В или +3,3 В с малым падением напряжения, который может обеспечить ток до 250 мА для питания микроконтроллера и вспомогательных цепей

.

Внутренний ШИМ MCP1631/MCP1631V состоит из усилителя ошибки, быстродействующего компаратора и защелки.Выход усилителя сравнивается либо с MCP1631 CS (первичный вход измерения тока), либо с MCP1631V VRAMP (вход линейного изменения напряжения) высокоскоростного компаратора. Когда сигнал CS или VRAMP достигает уровня выходного сигнала усилителя ошибки, цикл включения завершается, а внешний переключатель замыкается до начала следующего цикла.

Среди типичных приложений для MCP1631/MCP1631V — программируемые зарядные устройства с режимом переключения, способные заряжать несколько химических элементов, таких как литий-ионные, никель-металлогидридные, никель-кадмиевые и свинцово-кислотные, сконфигурированные как одна или несколько ячеек.В сочетании с небольшим микроконтроллером также могут быть разработаны интеллектуальные конструкции светодиодного освещения и программируемые источники напряжения и тока топологии SEPIC.

Входы MCP1631/MCP1631V можно подключить к контактам ввода-вывода микроконтроллера для гибкости конструкции. Дополнительные функции, встроенные в MCP1631HV/MCP1631VHV, обеспечивают обработку сигналов и функции защиты для зарядных устройств или источников постоянного тока.

Буст-контроллер текущего режима

Показан на рисунке 3 .от 5 В до 52 В), асинхронные буст-контроллеры. Они подходят для топологий, в которых требуется N-канальный полевой транзистор с заземлением, включая повышающие, обратноходовые, SEPIC и различные драйверы светодиодов.

Характеристики устройства

включают программируемый плавный пуск, защиту от перегрузки по току с автоматическим повторным запуском и программируемую частоту генератора. Управление текущим режимом обеспечивает улучшенную переходную характеристику и упрощенную компенсацию контура. Основное различие между двумя частями заключается в опорном напряжении, которое усилитель ошибки регулирует на выводе FB.

Резистор и конденсатор, подключенные к выводу RC, определяют частоту генератора. Конденсатор заряжается примерно до VVDD/20 током, протекающим через резистор, а затем разряжается транзистором, встроенным в TPS40210. Вы можете синхронизировать TPS40210 и TPS40211 с внешним тактовым генератором, частота которого должна быть выше частоты свободного хода преобразователя.

tps40210 и TPS40211 являются контроллерами токового режима и используют резистор, включенный последовательно с полевым транзистором питания клеммы источника, для измерения тока как для управления токовым режимом, так и для защиты от перегрузки по току.Резистор измерения тока служит как ограничителем тока, так и датчиком управления режимом тока, поэтому его необходимо выбирать на основе как стабильности (ограничение управления режимом тока), так и ограничения тока (ограничение устройства).

Стандартный повышающий преобразователь не имеет метода ограничения тока между входом и выходом в случае короткого замыкания на выходе. Если желательна защита от событий такого типа, необходимо использовать некоторую вторичную схему защиты.

Характеристикой управления в режиме пикового тока является состояние, при котором контур управления током становится нестабильным.Контур напряжения поддерживает регулирование, но выходное пульсирующее напряжение увеличивается. и колеблется на половине частоты переключения.

Устранение этой проблемы заключается в применении компенсирующей рампы генератора к сигналу, идущему на широтно-импульсный модулятор. В TPS40210/11 рампа генератора применяется в фиксированной степени к широтно-импульсному модулятору. Чтобы гарантировать, что преобразователь не войдет в субгармоническую нестабильность, крутизна компенсирующего пилообразного сигнала должна быть не менее половины нисходящей крутизны линейного сигнала тока.Поскольку компенсационная рампа фиксирована, она накладывает ограничения на выбор резистора измерения тока. Наклон компенсации наклона должен быть не менее половины и, предпочтительно, равным наклону кривой измерения тока, видимой на широтно-импульсном модуляторе, максимальное значение присваивается резистору измерения тока при работе в непрерывном режиме с рабочим циклом 50% или больше.

В целях проектирования следует применять некоторый запас к фактическому значению резистора измерения тока.В качестве отправной точки фактически выбранный резистор должен быть на 80 % или меньше, чем номинал резистора, при котором линейная характеристика компенсации наклона равна половине наклона кривой линейного снижения тока.

ШИМ-контроллер синхронного понижающего преобразователя постоянного тока

ADP1828 — это универсальный и синхронный ШИМ-контроллер понижающего напряжения в режиме напряжения. Он управляет полностью N-канальным силовым каскадом для регулирования выходного напряжения от 0,6 В до 85% от входного напряжения и имеет размеры, позволяющие работать с большими полевыми МОП-транзисторами для стабилизаторов в точке нагрузки.ADP1828 идеально подходит для широкого спектра приложений с высоким энергопотреблением, таких как питание ввода-вывода DSP и ядра процессора, а также для питания общего назначения в телекоммуникациях, медицинской визуализации, ПК, играх и промышленных приложениях.

Показанный на рис. 4 , ADP1828 работает от входных напряжений смещения от 3 В до 18 В с внутренним LDO, который генерирует выходное напряжение 5 В для входных напряжений смещения более 5,5 В. Схемы управления, драйверы затворов и внешний повышающий конденсатор работает от выхода LDO для входа между 5.5 В и 18 В. PV питает привод затвора MOSFET нижнего плеча (DL), а IN питает внутреннюю схему управления. Шунтируйте PV на PGND с помощью конденсатора 1 мкФ или больше и шунтируйте IN на GND с помощью конденсатора 0,1 мкФ или больше. Переключите вход питания на PGND с помощью достаточно большого конденсатора.

Частота коммутации также может быть синхронизирована с внешними часами до 2-кратной номинальной частоты генератора детали. Выход тактового сигнала можно использовать для синхронизации дополнительных ADP1828 (или контроллеров ADP1829), что устраняет необходимость во внешнем источнике тактового сигнала.

ADP1828 включает в себя защиту от плавного пуска для ограничения любого пускового тока от входного источника питания во время запуска, защиту от обратного тока во время плавного пуска для предварительно заряженного выхода, а также регулируемую схему ограничения тока без потерь с использованием внешнего датчика RDS(ON) MOSFET. . Для приложений, требующих последовательного включения питания, ADP1828 предоставляет вход слежения, который позволяет отслеживать выходное напряжение во время запуска, выключения и сбоев. Дополнительные функции контроля и управления включают тепловую перегрузку, блокировку при пониженном напряжении и контроль мощности.

ADP1828 работает в диапазоне температур перехода от -40°C до +125°C и доступен в 20-выводном корпусе QSOP

Когда следует использовать ШИМ-контроллеры? — Управление питанием — Технические статьи

ШИМ — это метод управления, который можно применять ко многим топологиям источников питания. А поскольку блоки питания, независимо от топологии, используются в бесконечном множестве приложений, они имеют репутацию используемых повсеместно; ШИМ используются в самых разных приложениях.

PWM — это сокращение от широтно-импульсной модуляции.В контексте импульсного источника питания ШИМ — это схема, используемая для регулирования выходного сигнала, такого как выходное напряжение, и подавления изменений входного напряжения в системе. Эта системная концепция описывает импульсный источник питания. Входы и выходы могут быть постоянными, синусоидальными (переменными) или даже какой-либо другой периодической формой волны.

Рассмотрим два очень популярных семейства ШИМ-контроллеров: UC3842/UC3843/UC3844/UC3845 (UCx84x) и UC1525A/UC2525A/UC3525A/UC3846 (UCx525A). На рисунках 1 и 2 показаны блок-схемы этих семейств соответственно.

Рисунок 1: Блок-схема UCx84x

 


Рис. 2. Блок-схема UCx525A

На обоих рисунках показан общий метод ШИМ-управления, при котором сигнал ошибки по сравнению с рампой с фиксированной частотой создает на выходе ШИМ-сигнал, который управляет переключателями в импульсной топологии источника питания. Сигнал ошибки может управлять током, напряжением, током и напряжением или каким-либо другим важным свойством конечного приложения.Топология может включать один переключатель, как в топологиях buck, boost, flyback или forward; UCx84x — хороший ШИМ-контроллер, который следует учитывать для топологий такого типа. Рассмотрите Ucx525A для топологий (исключая синхронное выпрямление), которые имеют более двух переключателей, таких как преобразователь Fly-Buck™, активный зажим вперед, двухтактный или полумостовой. Иногда для управления полевым МОП-транзистором требуется драйвер затвора MOSFET. Эти два семейства ШИМ представляют собой очень простые контроллеры с несложной логикой и необходимым количеством дополнительных функций, что упрощает их реализацию во многих приложениях.

Приложения с PWM включают сварку, бытовую технику, моторные приводы, персональную электронику, инверторы, электромобили, источники бесперебойного питания, солнечную энергию, аудиоусилители и автомобильные обогреватели. В общем, там, где используются импульсные источники питания и вам не нужны сложности более сложной топологии, подумайте об использовании простого универсального ШИМ-контроллера.

Использование вашего любимого ШИМ-контроллера во многих приложениях может сократить время разработки, в то время как вы создаете надежную конструкцию источника питания с набором проверенных конструкций, которые всегда есть у вас в рукаве.Еще одно преимущество использования PWM заключается в том, что его можно использовать в нескольких проектах, что позволяет вашей команде по закупкам быть в восторге от компонентов, поставляемых в больших объемах.

Улучшение технологии производства ШИМ-контроллеров общего назначения с биполярной технологии на текущую технологию Bi-CMOS может улучшить критические параметры конструкции. Быстрое сравнение между UC284X/UC384X и UCC28C4X/UCC38C4X показывает улучшения, связанные с изменением процесса в архитектуре контроллера, которая осталась прежней: более низкий ток питания с 11 мА до 2.3 мА при 50 кГц, время нарастания/спада от 50 нс до 25 нс и погрешность опорного напряжения от ±2 % до ±1 %. Даже рабочая частота увеличена с 500 кГц до > 1 МГц, чтобы назвать несколько областей улучшения.

Посетите нашу страницу с обзором ШИМ и резонансных контроллеров, чтобы увидеть другие ШИМ-контроллеры и изучить идеи по применению и дизайну. Вы также можете начать разработку в WEBENCH High Voltage Designer с высокопроизводительными ШИМ-контроллерами TI с токовым режимом.

Дополнительные ресурсы

Серия PWM Mean Well Постоянное напряжение Диммирование Источник питания

ВХОДНАЯ МОЩНОСТЬ:  90 ~ 305 В ac со встроенной функцией PFC МОЩНОСТЬ(И):  40 Вт, 60 Вт, 90 Вт или 120 Вт
ВЫХОДНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ: 12 В, 24 В, 36 В или 48 В DC DIMMING: 3 в 1 (0–10 В, ШИМ-сигнал или сопротивление, диммирование-выкл.)
СОЕДИНЕНИЯ: Провод AWG с рейтингом UL ЭФФЕКТИВНОСТЬ: До 90.5%
КОРПУС: Полностью изолированный пластиковый корпус со степенью защиты IP67 БЕЗОПАСНОСТЬ: Блок питания класса 2, короткое замыкание, перегрузка и перенапряжение
ГАРАНТИЯ: 5 лет ПРИМЕНЕНИЕ: Светодиодная лента

Компания Mean Well разработала блок питания переменного/постоянного тока класса 2 с регулируемой яркостью серии PWM, который идеально подходит для светодиодных лент. Рекомендуемый режим ШИМ с постоянным напряжением (1.47 кГц) спроектированы так, чтобы поддерживать постоянный цвет и яркость светодиодной ленты. Устройство оснащено функцией диммирования 3-в-1, которая изменяет рабочий цикл выхода, предлагая три различных варианта диммирования: 0–10 В, ШИМ или сопротивление (подробнее о диммировании ниже).

Прочный пластиковый корпус представляет собой конструкцию класса 2 со степенью защиты IP67 (подходит для сухих, влажных и влажных помещений) с прямоугольным форм-фактором. На него распространяется 5-летняя гарантия, он спроектирован и изготовлен так, чтобы прослужить более 50 000 часов.

Дополнительная информация о продуктах и ​​размерах каждой модели представлена ​​в таблице (таблицах) ниже.

ПОЖАЛУЙСТА, ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ — Опции серии PWM: Вся линейка PWM работает от универсального входа переменного тока (до 305 В переменного тока), однако каждая из опций мощностью 40, 60, 90 и 120 Вт поставляется с напряжением 12 В, 24 В, 36 В или Выход 48 Вольт. Вы должны сделать эти выборы перед добавлением товара в корзину.

Диммирование

Функция диммирования 3-в-1 упрощает сопряжение с 0–10 В, ШИМ или сопротивлением для диммирования; в приложениях для светодиодных лент мы чаще всего видим людей, использующих A019 / F019 (настенный диммер 0-10 В).

Крепление

Небольшой форм-фактор серии PWM позволяет устанавливать ее как в больших, так и в малых помещениях, а благодаря монтажным отверстиям на противоположных концах устройство можно легко закрепить на большинстве поверхностей. Этот блок питания имеет безвентиляторную конструкцию и чрезвычайно эффективен на уровне 90,5%; он может работать от 40 до 85°C при естественной конвекции воздуха. Однако, если температура окружающей среды высока, а поток воздуха минимален, обратите внимание на наличие функции температурной безопасности.

Соединения и провода

Входные и выходные соединения представляют собой провод AWG, зачищенный на 30 см.Соединения можно удобно спаривать любым удобным для вас способом: с помощью гайки, пайки, изоленты и т. д. Для подключения к настенной розетке к этому источнику питания можно жестко подключить шнур с тремя контактами. Также стоит отметить, что версии 90 Вт и 120 Вт имеют отдельный выходной провод для линий диммирования, а модели 40 и 60 Вт объединяют провода диммирования с выходными проводами светодиодов.

Поддержка продукта

LEDSupply обучен работе со всеми продуктами Mean Well и готов ответить на любые ваши вопросы.Все еще не уверены, какой источник средней мощности вам подходит? Взгляните на краткое руководство по выбору, в котором объясняется множество вариантов и стилей источников питания для светодиодов.

Технические характеристики

Модель Вход Выход Затемнение Размеры
(мм)
Диапазон
(V AC )
Тол.
(Гц)
Эфф.
(тип.)
Диапазон тока
(А)
Напряжение
пост. тока )
Мощность
(Вт)
ШИМ-40-12 90~305 В Переменный ток 47~63 Гц 86% 0 ~ 3.34А 12 В Постоянный ток 40,08 Вт 0-10В, ШИМ, сопротивление 150(Д) x 53(Ш) x 35(В)
ШИМ-40-24 90~305 В Переменный ток 47~63 Гц 89% 0 ~ 1,67 А 24 В Постоянный ток 40,08 Вт 0-10В, ШИМ, сопротивление 150(Д) x 53(Ш) x 35(В)
ШИМ-40-36 90~305 В Переменный ток 47~63 Гц 90% 0 ~ 1.12А 36 В Постоянный ток 40,32 Вт 0-10В, ШИМ, сопротивление 150(Д) x 53(Ш) x 35(В)
ШИМ-40-48 90~305 В Переменный ток 47~63 Гц 90% 0 ~ 0,84 А 48 В Постоянный ток 40,32 Вт 0-10В, ШИМ, сопротивление 150(Д) x 53(Ш) x 35(В)
ШИМ-60-12 90~305 В Переменный ток 47~63 Гц 86% 0 ~ 5А 12 В Постоянный ток 60 Вт 0-10В, ШИМ, сопротивление 150(Д) x 53(Ш) x 35(В)
ШИМ-60-24 90~305 В Переменный ток 47~63 Гц 89% 0 ~ 2.5А 24 В Постоянный ток 60 Вт 0-10В, ШИМ, сопротивление 150(Д) x 53(Ш) x 35(В)
ШИМ-60-36 90~305 В Переменный ток 47~63 Гц 90% 0 ~ 1,67 А 36 В Постоянный ток 60,12 Вт 0-10В, ШИМ, сопротивление 150(Д) x 53(Ш) x 35(В)
ШИМ-60-48 90~305 В Переменный ток 47~63 Гц 90% 0 ~ 1.25А 48 В Постоянный ток 60 Вт 0-10В, ШИМ, сопротивление 150(Д) x 53(Ш) x 35(В)
ШИМ-90-12 90~305 В Переменный ток 47~63 Гц 88% 0 ~ 7,5 А 12 В Постоянный ток 90 Вт 0-10В, ШИМ, сопротивление 171(Д) x 63(Ш) x 37.5(Н)
ШИМ-90-24 90~305 В Переменный ток 47~63 Гц 90,5% 0 ~ 3,757 А 24 В Постоянный ток 90 Вт 0-10В, ШИМ, сопротивление 171 (Д) x 63 (Ш) x 37,5 (В)
ШИМ-90-36 90~305 В Переменный ток 47~63 Гц 90,5% 0 ~ 2,5 А 36 В Постоянный ток 90 Вт 0-10В, ШИМ, сопротивление 171(Д) x 63(Ш) x 37.5(Н)
ШИМ-90-48 90~305 В Переменный ток 47~63 Гц 90,5% 0 ~ 1,88 А 48 В Постоянный ток 90,24 Вт 0-10В, ШИМ, сопротивление 171 (Д) x 63 (Ш) x 37,5 (В)
ШИМ-120-12 90~305 В Переменный ток 47~63 Гц 88% 0 ~ 10 А 12 В Постоянный ток 120 Вт 0-10В, ШИМ, сопротивление 191(Д) x 63(Ш) x 37.5(Н)
ШИМ-120-24 90~305 В Переменный ток 47~63 Гц 90% 0 ~ 5А 24 В Постоянный ток 120 Вт 0-10В, ШИМ, сопротивление 191(Д) x 63(Ш) x 37,5(В)
ШИМ-120-36 90~305 В Переменный ток 47~63 Гц 90% 0 ~ 3,4 А 36 В Постоянный ток 122,4 Вт 0-10В, ШИМ, сопротивление 191(Д) x 63(Ш) x 37.5(Н)
ШИМ-120-48 90~305 В Переменный ток 47~63 Гц 90,5% 0 ~ 2,5 А 48 В Постоянный ток 120 Вт 0-10В, ШИМ, сопротивление 191(Д) x 63(Ш) x 37,5(В)

Разное Характеристики

Характеристики

Серия ШИМ

ЗАЩИТА ОТ ПЕРЕГРУЗКИ

Режим сбоя 108%~120%, автоматическое восстановление

ЗАЩИТА ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ

113%~142% номинального выходного напряжения

ПЕРЕГРЕВ ТЕМП.ЗАЩИТА

Отключите перенапряжение, повторно включите питание для восстановления

НАСТРОЙКА, ПОДЪЕМ, ВРЕМЯ УДЕРЖАНИЯ

500 мс, 80 мс, 16 мс при полной нагрузке и 230 В переменного тока

РАБОЧАЯ ТЕМПЕРАТУРА

-40~+70°C (см. кривую снижения выходных характеристик)

ФУНКЦИИ БЕЗОПАСНОСТИ

UL8750, ENEC EC61347-1, EN61347-2-13, EN62384 Утверждено

СТАНДАРТЫ ЭМС

EN55015, EN61000-3-2 класс C, EN61000-3-3, EN61000-4-2,3,4,5,6,8,11, EN61547

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) | Видео по кольцевым навыкам Коллин Каннингем

ШИМ-контроллер: управление устройствами с помощью цифрового сигнала

Коллин Каннингем

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) — это очень умный способ использования электричества для управления аналоговыми устройствами с помощью цифрового сигнала.Это очень простой метод, который очень эффективен для управления двигателями, лампами, светодиодами и многим другим!

Прекрасный пример использования ШИМ, если вы когда-либо гасили светодиод с помощью Arduino:

Затухание — Демонстрирует использование функции AnalogWrite() для выключения и включения светодиода. AnalogWrite использует широтно-импульсную модуляцию (ШИМ), очень быстро включая и выключая цифровой вывод, чтобы создать эффект затухания.

Однако для генерации ШИМ-сигнала микроконтроллер не нужен.Микросхема таймера 555 может быть настроена на модуляцию рабочего цикла выходного сигнала в ответ на потенциометр — с помощью некоторой простой схемы.


Создайте свой собственный комплект широтно-импульсного модулятора Circuit Skills: Видео о широтно-импульсной модуляции


В качестве более надежного решения вы можете рассмотреть комплект модулятора постоянного тока в широтно-импульсный, подходящий для передачи тока до 6,5 А и построенный на базе микросхемы Motorola SG3525. посвященный искусству PWM.

Конечно, Коллин отрекся бы от своей природы, если бы не упомянул хотя бы одно приложение, связанное со звуком. PWM пригодится для генерации простых звуков и мелодий с помощью микроконтроллера.

Arduino Simple Sounds
Генератор мелодий Wavetable

Щелкните здесь, чтобы просмотреть техпаспорт Velleman K8004.

Other Circuit Skills DIY Videos by Collin:

Травление печатной платы
Функциональный генератор и корпуса
Инфракрасный световой барьер
Светодиодный орган цвета
Прототипирование перфорированной платы
Источник питания
Устройства для поверхностного монтажа
Волоконная оптика
Комплект светодиодной матрицы

Если вы решите построить модульный комплект постоянного тока в ширину импульса, мы хотели бы услышать о ваших результатах! Отправьте свою историю на [email protected]

%PDF-1.6 % 1246 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 1246 115 0000000016 00000 н 0000004086 00000 н 0000004220 00000 н 0000004439 00000 н 0000004467 00000 н 0000004515 00000 н 0000004573 00000 н 0000004725 00000 н 0000004810 00000 н 0000004892 00000 н 0000004976 00000 н 0000005060 00000 н 0000005144 00000 н 0000005228 00000 н 0000005312 00000 н 0000005396 00000 н 0000005480 00000 н 0000005564 00000 н 0000005648 00000 н 0000005732 00000 н 0000005816 00000 н 0000005900 00000 н 0000005984 00000 н 0000006068 00000 н 0000006152 00000 н 0000006236 00000 н 0000006320 00000 н 0000006404 00000 н 0000006488 00000 н 0000006572 00000 н 0000006656 00000 н 0000006740 00000 н 0000006824 00000 н 0000006908 00000 н 0000006992 00000 н 0000007076 00000 н 0000007160 00000 н 0000007244 00000 н 0000007328 00000 н 0000007412 00000 н 0000007496 00000 н 0000007580 00000 н 0000007664 00000 н 0000007748 00000 н 0000007832 00000 н 0000007916 00000 н 0000008000 00000 н 0000008084 00000 н 0000008168 00000 н 0000008251 00000 н 0000008334 00000 н 0000008417 00000 н 0000008500 00000 н 0000008583 00000 н 0000008666 00000 н 0000008749 00000 н 0000008832 00000 н 0000008915 00000 н 0000008998 00000 н 0000009081 00000 н 0000009164 00000 н 0000009247 00000 н 0000009330 00000 н 0000009413 00000 н 0000009496 00000 н 0000009579 00000 н 0000009662 00000 н 0000009745 00000 н 0000009828 00000 н 0000009911 00000 н 0000009994 00000 н 0000010077 00000 н 0000010159 00000 н 0000010241 00000 н 0000010445 00000 н 0000010483 00000 н 0000010962 00000 н 0000011401 00000 н 0000011504 00000 н 0000401369 00000 н 0000421139 00000 н 0000425868 00000 н 0000447276 00000 н 0000464625 00000 н 0000464891 00000 н 0000465344 00000 н 0000465446 00000 н 0000465506 00000 н 0000465610 00000 н 0000465695 00000 н 0000465739 00000 н 0000465834 00000 н 0000465878 00000 н 0000466046 00000 н 0000466179 00000 н 0000466318 00000 н 0000466452 00000 н 0000466593 00000 н 0000466760 00000 н 0000466953 00000 н 0000467083 00000 н 0000467219 00000 н 0000467342 00000 н 0000467491 00000 н 0000467612 00000 н 0000467781 00000 н 0000467910 00000 н 0000468064 00000 н 0000468196 00000 н 0000468369 00000 н 0000468497 00000 н 0000468656 00000 н 0000468775 00000 н 0000003899 00000 н 0000002670 00000 н трейлер ]>> startxref 0 %%EOF 1360 0 объект>поток Д#Му#У л -}%RF_y0SێqY i&»09i(~z;@^x,[email protected]:«J)RVmʿh53#|zK~\ }

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *