Convertoarele cu lățimea impulsurilor sunt o parte structurală a surselor de alimentare cu comutare dispozitive electronice. Să vedem cum să verificați un controler PWM folosind un multimetru, folosind un exemplu placa de baza calculator.

Verificați pe placa de bază

Deci, atunci când alimentarea plăcii este pornită, protecția este declanșată. În primul rând, trebuie să verificați rezistența brațelor stabilizatoare cu un multimetru.

Poate fi folosit și în aceste scopuri. Dacă unul dintre ele prezintă un scurtcircuit, adică rezistența măsurată este mai mică de 1 Ohm, atunci una dintre chei este spartă tranzistoare cu efect de câmp.

Identificarea unui tranzistor rupt dacă stabilizatorul este monofazat nu este dificilă - un dispozitiv defect, atunci când este verificat cu un multimetru, arată un scurtcircuit. Dacă circuitul stabilizator este multifazat și așa este alimentat procesorul, atunci conexiune paralelă tranzistoare. În acest caz, puteți determina dispozitivul deteriorat în două moduri:

A doua metodă nu funcționează în toate cazurile. Dacă elementul rupt nu a putut fi determinat, va trebui totuși să dezlipiți tranzistorul.

Apoi, tranzistorul deteriorat este înlocuit și toate elementele radio care au fost lipite în timpul procesului de diagnosticare sunt înlocuite. După aceasta, puteți încerca să porniți placa. Prima pornire după reparație se face cel mai bine prin scoaterea procesorului și setarea jumperilor corespunzătoare. Dacă prima rulare a avut succes, puteți efectua un test de încărcare, monitorizând temperatura mosfet-urilor.

Defecțiunile controlerului PWM se pot manifesta în același mod ca o defecțiune a mosfet-urilor, adică sursa de alimentare intră în protecție. Cu toate acestea, verificarea tranzistoarelor în sine pentru defecțiuni nu dă niciun rezultat. În plus, consecința unei defecțiuni a controlerului PWM poate fi absența tensiunii de ieșire sau discrepanța acesteia cu valoarea nominală. Pentru a verifica controlerul PWM, ar trebui mai întâi să-i studiați fișa de date. Prezența tensiunii de înaltă frecvență în modul puls, în absența unui osciloscop, poate fi determinată folosind un tester de cuarț pe un microcontroler.

Simptomele defecțiunilor și eliminarea acestora

Să trecem la considerarea simptomelor specifice ale defecțiunilor controlerului PWM.

Oprirea imediat după pornire

Modulatorul de impuls pornește, dar se oprește imediat. Motive posibile: circuit deschis părere; sursa de alimentare este supraîncărcată; Condensatorii filtrului de la ieșire sunt defecte. Găsirea problemei: inspectarea plăcii, căutarea vizibilului daune externe; Folosind un multimetru pentru a măsura tensiunea de alimentare a microcircuitului, tensiunea pe întrerupătoare (la porți și la ieșire) și pe condensatorii de ieșire. În modul ohmmetru, utilizați un multimetru pentru a măsura sarcina stabilizatorului și a o compara cu valoarea tipică pentru circuite similare.

Modulatorul de impulsuri nu pornește

Motive posibile: prezența unui semnal de interzicere la intrarea corespunzătoare. Informațiile trebuie găsite în fișa tehnică a microcircuitului corespunzător. Defecțiunea poate fi în circuitul de alimentare al controlerului PWM sau poate exista daune interne în microcircuitul însuși. Pași pentru a determina defecțiunea: inspecția externă a plăcii, căutarea vizuală a deteriorărilor mecanice și electrice. Pentru a verifica, utilizați un multimetru pentru a măsura tensiunile de pe pinii microcircuitului și verificați conformitatea acestora cu datele din fișa de date, dacă este necesar, trebuie să înlocuiți controlerul PWM.

Probleme de tensiune

Tensiunea de ieșire diferă semnificativ de valoarea nominală. Acest lucru se poate întâmpla prin următoarele motive: întreruperea sau modificarea rezistenței în circuitul de feedback; o defecțiune în interiorul controlerului. Depanare: inspecție vizuală a circuitului; verificarea nivelurilor tensiunilor de control și ieșire și verificarea valorilor acestora cu fișa tehnică. Dacă parametrii de intrare sunt normali, dar ieșirea nu corespunde valorii nominale, înlocuiți controlerul PWM.

Dezactivarea alimentării prin protecție

Când pornește modulatorul de lățime a impulsului, sursa de alimentare este oprită prin protecție. La verificarea tranzistoarelor cheie, nu este detectat un scurtcircuit. Astfel de simptome pot indica o defecțiune a controlerului PWM sau a driverului cheie. În acest caz, este necesar să se măsoare rezistența dintre poarta și sursa comutatoarelor în fiecare fază. O valoare scăzută a rezistenței poate indica o defecțiune a șoferului. Dacă este necesar, driverele sunt înlocuite.

:: Ajutor

Controler PWM (PWM) - principiu de funcționare

Cip de control tipic modularea lățimii impulsului are următoarele concluzii.

Concluzie generală(GND). Nu este nimic de spus aici. Acesta este un picior care se conectează la firul comun al circuitului de alimentare al controlerului.

Din nefericire, se găsesc periodic erori în articole, acestea sunt corectate, articolele sunt completate, dezvoltate și sunt pregătite altele noi. Abonează-te la știri pentru a fi la curent.

Dacă ceva nu este clar, asigurați-vă că întrebați!
Pune o intrebare. Discuția articolului. mesaje.

Care este lungimea minimă a impulsului posibilă în controlerele PWM (ciclu de lucru minim)? În practică, se dovedește că, de exemplu, sg3525 începe cu o lățime minimă de aproximativ 1 microsecundă. Există o metodă de calcul al acestui parametru? Este foarte important atunci când se dezvoltă surse de alimentare în comutație cu reglarea tensiunii de la zero volți.
Principiul de funcționare, asamblarea și punerea în funcțiune a unui convertor de tensiune monofazat în trei...

Revizuirea circuitelor de alimentare fără transformator...

Convertor de tensiune de comutare cu un singur capăt direct, sursă...
Cum să proiectați un convertor de impuls direct. In ce situatii...

Principiul de funcționare, autoproducțieși configurarea unei transmisii de putere în impulsuri...

În acest articol vă vom vorbi despre Controlere PWM : ce este, la ce se folosește și unde se folosește.

PWM – modulator de lățime a impulsului.

Pentru a converti tensiunea în echipamentele de televiziune și alte dispozitive electronice, acestea sunt utilizate Controlere PWM . Cu ajutorul dispozitivului, a fost posibilă introducerea ideilor inovatoare și a noilor tehnologii în producție. Principalele avantaje ale controlerelor PWM sunt dimensiunile lor modeste, performanța excelentă și fiabilitatea ridicată.

Cele mai solicitate PWM controlere la fabricarea modulelor comutarea sursei de alimentare tip. Tensiunea constantă la intrarea dispozitivului este convertită în impulsuri dreptunghiulare generate cu o anumită frecvențăși ciclul de funcționare. Cu ajutorul semnalelor de control la ieșirea dispozitivului este posibil să se efectueze regulament funcționarea modulului tranzistorului de mare putere. Ca urmare, dezvoltatorii au primit o unitate de control al tensiunii reglabil tip.

Controlerele compacte PWM sunt la mare căutare în echipamentele de televiziune. În plus, dispozitivele sunt utilizate în alte echipament electronicși, de asemenea, ca componente ale sistemului de control al vitezei acționărilor electrice în aparate electrocasnice. În funcție de parametrii sistemului și de semnalul de control, controlerele PWM modifică viteza unității de alimentare. Feedback-ul poate fi efectuat atât pe valoarea curentului, cât și pe nivelul tensiunii.

Designul tipic al unui controler PWM utilizat în televiziune și alte echipamente electronice se caracterizează prin prezența mai multor ieșiri. Terminalul comun este conectat la un contact similar sistem alimentarea cu energie a modulului. Pinul de control al puterii și pinul de alimentare sunt situate unul lângă celălalt. Primul dintre ele este responsabil pentru monitorizarea tensiunii la ieșirea circuitului și o oprește atunci când valoarea scade sub o valoare de prag. Al doilea pin este responsabil pentru alimentarea cu energie sistem .

Tensiunea de ieșire este îndepărtată de la pinul corespunzător. Există controlere PWM cu două și un singur braț. Primele dintre ele sunt folosite pentru a controla tranzistoarele standard. Dacă este necesar să le închideți, controlerul închide contactul corespunzător la cablul comun. Când lucrați cu un tranzistor bipolar, se utilizează o cascadă cu un singur braț, deoarece reglarea necesită o modificare a puterii curentului. Pentru a opri tranzistorul, este necesar să împiedicați fluxul de curent. Prin urmare, scurtcircuitul la contact general nefolosit.

Controlerele PWM utilizate în echipamentele de televiziune se caracterizează prin următoarele capacități:

• Dispozitivele sunt capabile să genereze o tensiune de referință cu grad înalt precizie. De multe ori această concluzie comuta cu fir comun. În acest caz, se utilizează o capacitate de 1 mF sau mai mult, ceea ce îmbunătățește calitatea stabilizării valorii de ieșire.

• Limitatorul de curent este declanșat atunci când tensiunea la borna corespunzătoare depășește semnificativ pragul. În acest caz se întâmplă oprire automată tastele de alimentare.

• Pornirea soft este folosită pentru creștere graduală mărimea impulsurilor de ieșire la valorile calculate. Prezența capacității între terminalul corespunzător și firul comun duce la încărcarea treptată a acestuia. Ca rezultat, fiecare impuls devine mai larg până când se atinge valoarea necesară.

Modern surse de alimentare pentru diverse echipamente sunt proiectate pe baza de controlere PWM. Durata de viață a modulului depinde de calitatea componentelor. Scopul principal pentru care controlerele PWM sunt incluse în circuitele sursei de tensiune este de a asigura o tensiune de ieșire stabilă. Dimensiunile mici ale controlerelor le ofera un avantaj fata de scheme standard folosind transformatoare.

Controlere PWM utilizate în surse de alimentare , pe lângă stabilizarea tensiunii de ieșire, implementează mai multe caracteristici suplimentare. Utilizarea modulării lățimii impulsului vă permite să controlați mărimea semnalului. În acest caz, este posibil să se modifice durata impulsului și ciclul de lucru.

Controlerele PWM au performanta ridicata eficiență, ceea ce vă permite să extindeți în mod semnificativ domeniul de aplicare al acestora. Acest lucru este valabil mai ales pentru echipamentele de reproducere a sunetului. În plus, atunci când se utilizează controlere PWM în surse de alimentare, gama de puteri disponibile a dispozitivului este extinsă semnificativ.

Dispozitivele bazate pe controlere PWM sunt universale și pot fi utilizate nu numai în echipamentele de televiziune, ci și în multe alte dispozitive. Sursele de alimentare pentru diverse echipamente electrice sunt implementate pe baza acestor controlere. Utilizarea dispozitivelor vă permite să reduceți costul echipamentului de operare și să îmbunătățească calitatea funcționării acestuia. Eficiența ridicată face din dezvoltarea surselor bazate pe controlere PWM un domeniu de activitate promițător și căutat.

·o ·r

Modularea lățimii impulsului(PWM, engleză) Modulație pe lățime de impuls (PWM)) - aproximarea semnalului dorit (multi-nivel sau continuu) la semnalele binare reale (cu două niveluri - pe/oprit), astfel încât, în medie, pe o anumită perioadă de timp, valorile lor sunt egale. Formal, poate fi scris astfel:

Unde X(t) - dorit semnal de intrareîn raza de t1 inainte de t2, și ∆ T i- durată i al-lea impuls PWM, fiecare cu amplitudine A. ∆T i este selectat astfel încât suprafețele totale (energiile) ale ambelor cantități să fie aproximativ egale pe o perioadă de timp suficient de lungă, iar valorile medii ale cantităților pe perioada respectivă să fie, de asemenea, egale:

„Nivelurile” controlate sunt de obicei parametrii de alimentare ai centralei electrice, de exemplu, tensiunea convertoare de impulsuri/ regulatoare de tensiune constantă / sau viteza motorului. Pentru surse de puls X(t) = U const stabilizare.

GHIMPE - convertor de lățime a impulsurilor, generând un semnal PWM conform valoarea stabilită control de voltaj. Principalul avantaj al PWM este eficiența ridicată a amplificatoarelor sale de putere, care se realizează prin utilizarea lor exclusiv în modul de comutare. Acest lucru reduce semnificativ puterea de ieșire la convertorul de putere (PC).

Aplicație

În modulația pe lățime a impulsului, o secvență periodică este utilizată ca oscilație purtătoare impulsuri dreptunghiulare, iar parametrul de informare asociat cu semnalul de modulare discret este durata acestor impulsuri. O secvență periodică de impulsuri dreptunghiulare de aceeași durată are o componentă constantă, invers proporțională cu ciclul de lucru al impulsurilor, adică direct proporțională cu durata acestora. Prin trecerea impulsurilor printr-un filtru trece-jos cu o frecvență de tăiere semnificativ mai mică decât rata de repetare a impulsurilor, această componentă constantă poate fi ușor izolată, obținându-se o tensiune constantă. Dacă durata impulsurilor este diferită, filtrul trece-jos va elibera o tensiune care variază lent care urmărește legea modificării duratei impulsurilor. Astfel, folosind PWM puteți crea un DAC simplu: valorile eșantionului de semnal sunt codificate de durata impulsurilor, iar filtrul trece-jos convertește secvența impulsurilor într-un semnal care variază ușor.

Fundația Wikimedia. 2010.

În ultimul deceniu, am observat un ritm accelerat de dezvoltare a dispozitivelor electronice. Odată cu acesta, și cerințele pentru dispozitivul de alimentare sunt în creștere. Regulatoarele liniare de tensiune au o eficiență scăzută și nu pot îndeplini întotdeauna cerințele pentru dispozitiv. Circuitele cu redresoare sincrone au devenit larg răspândite astăzi. Nomenclatura IP produsă diverși producători, foarte larg. Acest articol va discuta caracteristicile utilizării unui comutator sincron într-un redresor sincron și va lua în considerare mai multe tipuri de controlere PWM de la International Rectifier.

Circuitul redresor sincron a fost dezvoltat cu foarte mult timp în urmă. Pentru a-l construi, se folosesc tranzistori obișnuiți cu efect de câmp cu canale n, numai că funcționează în surse de alimentare cu tensiune de ieșire scăzută și înlocuiesc diode redresoare. Tensiunea dren-sursă a unor astfel de tranzistoare este de obicei mică, dar capacitățile dintre dren-sursă și gate-drain sunt foarte, foarte semnificative. Trăsătură caracteristică Funcționarea tranzistoarelor cu efect de câmp ca redresoare sincrone este funcționarea lor în al patrulea cadran al caracteristicii curent-tensiune, adică curentul trece prin ele în direcție inversă- de la sursa la scurgere. În fig. Figura 1 prezintă o diagramă a construcției unui redresor sincron.

Figura 1 Schema schematică a unui redresor sincron

Figura 2 Schema bloc a tipurilor de dispozitive pentru construirea regulatoarelor sincrone produse de International Rectifier

Cerințele pentru selectarea elementelor de circuit la construirea unui redresor sincron sunt următoarele:

Pentru a rezuma selecția elementelor, observăm că atunci când alegeți tranzistori, compania recomandă dezvoltatorilor să aleagă comutatoare sincrone cu valoarea minima rezistenţă. Pentru comutatorul de comutare, este necesar să selectați un tranzistor cu o valoare minimă de încărcare a porții.

International Rectifier prezintă o gamă largă de circuite integrate pentru controler PWM cu diferite funcţionalitate(vezi fig. 2). Familia de regulatoare sincrone cu impulsuri include ansambluri integrate în pachete monolitice (SupIRBuck, IPower) și controlere PWM fără comutatoare interne. Ansamblurile cu două canale sunt reprezentate, în primul caz, de circuite integrate monolitice și controlere PWM cu sau fără un convertor de referință liniar intern. Sistemele multifazate sunt reprezentate de circuite integrate din familiile X-Phase și I-Power.

Circuitul integrat controler PWM sincron IR3651SPBF este proiectat pentru convertoare DC/DC sincrone de înaltă eficiență cu tensiuni de intrare de până la 150 V. Frecvențele de operare programabile în intervalul de până la 400 kHz permit ca cipul să fie utilizat în surse de alimentare pentru telecomunicații echipamente și stații de bază, servere de rețea, în unități de control auto și industriale. Când utilizați cip în dispozitive cu putere redusă, nivelul tensiunii de ieșire poate fi ajustat cu precizie datorită sursei încorporate tensiune de referință(1,25 V). Circuitul integrat al controlerului IR3651S PWM cuplat cu o pereche de tranzistoare DirectFET oferă o eficiență de conversie de peste 88% la o tensiune de alimentare de 48 V și o tensiune de ieșire de 3,3 V la un curent de 6 A fără utilizarea radiatoarelor sau a fluxului de aer. Un alt avantaj al acestui IC față de analogii de pe piață astăzi este creșterea acestuia tensiune maxima nutriție. IC-ul este proiectat folosind tehnologia 160V HVIC. Acest lucru vă permite să creșteți parametrii de fiabilitate ai dezvoltării în ansamblu. Circuitul integrat al controlerului IR3651S PWM este proiectat pentru a conduce două MOSFET-uri externe cu canal N la curenți de acționare de până la 25 A și are mai multe opțiuni de protecție: pornire soft programabilă, protecție de curent și blocare de joasă tensiune. CI are, de asemenea, o funcție de sincronizare pentru funcționarea sa coordonată pe o fază comună. Astfel, acest cip poate fi folosit atât pentru convertoare DC/DC neizolate de putere redusă (mai puțin de 60 W). echipamente de retea, și pentru etape de pre-reglare puternice (mai mult de 200 W) în convertoare izolate controlate. În fig. Figura 3 prezintă schema de conectare pentru CI IR3651S.

Figura 3 Schema de conectare a controlerului IR3651S

Schema unui controler PWM trifazat pentru un convertor DC-DC sincron IR3094MPbF împreună cu utilizarea tranzistoare MOSFETîn pachetul DirectFET vă permite să reduceți dimensiunea plăcii cu 40% în comparație cu analogii de astăzi. Dimensiunea redusă a controlerului IR3094 este ideală pentru construirea de convertoare sincrone compacte pentru sisteme de înaltă densitate. De obicei, soluțiile pentru convertoarele sincrone cu trei tensiuni de ieșire necesită 14 elemente: 3 controlere, 6 întrerupătoare, 3 bobine, componente care oferă comutare externă, plus componente de feedback. Convertoarele asamblate folosind controlerul IR3094 și tranzistoarele MOSFET într-un pachet DirectFET, IRF6637 și IRF6678 reduc numărul de elemente de convertizor la 7 unități.

Trei perechi de tranzistoare DirectFET pot fi plasate în imediata apropiere a IR3094, creând o soluție care minimizează PCB-ul și dimensiunea pachetului. Incorporat drivere puternice Controlerul IR3094, combinat cu o pereche de tranzistoare DirectFET în fiecare fază, creează o soluție de control al puterii cu densitate mare de curent pentru convertoarele POL (punct-la-sarcină). Controlerul IR3094M este proiectat pentru aplicații care necesită tensiuni de alimentare de la 0,85 la 5,1 V. Este găzduit într-un pachet compact MLPQ de 7 mm? 7 mm și conține un driver de control cu ​​cheie 3 A încorporat, sursă de tensiune de referință 1%, setare a tensiunii de ieșire pentru fiecare fază, frecvență de comutare programabilă până la 540 kHz.

Controlerul oferă următoarele tipuri protecţie:

• pornire soft programabilă;
• protecție la scurtcircuit sub formă de curent de sughiț la ieșirea fiecărei faze;
• protectie de supravoltaj;
• semnalizare de ieşire starea curenta controler - „putere bună”.

În combinație cu acest tip de controler, se recomandă utilizarea tranzistorului IRF6678, care este un MOSFET sincron ideal care prezintă o valoare scăzută a rezistenței de 1,7 mOhm -10 V. Tranzistorul IRF6637 are o valoare scăzută de încărcare a porții (4 nC) și este mai puțin susceptibilă la efectul Miller, rezistența joncțiunii este de 5,7 mOhm la 10 V.

Pentru a obține o tensiune de ieșire precisă cu o abatere de 1%, International Rectifier produce IR3637 IC. Este utilizat acolo unde este necesară o tensiune de alimentare de înaltă calitate. Acest IC permite utilizatorului să opereze în intervalul de tensiune de intrare de la 4,5 la 16 V. Principalul avantaj al acestui controler PWM este designul simplificat și compactitatea sporită a convertorului DC-DC. CI este găzduit într-un pachet compact SO-8 și are protecție precum scurt circuit, blocând de Voltaj scazut sursa de alimentare, functie de pornire usoara cu programare externa.

Controlerul oferă un ciclu de lucru al semnalului PWM de până la 85% la 400 kHz, ceea ce reduce dimensiunea inductorului și îmbunătățește caracteristicile dinamice ale convertorului. În fig. Figura 4 prezintă schema de conectare a circuitului integrat al controlerului IR3637 PWM.
Anterior în aplicații de 12V tensiune de intrare dezvoltatorii au avut o alegere insuficientă de capabilități și s-au concentrat în principal pe utilizarea convertoarelor DC-DC integrate, neizolate, care ocupă o suprafață semnificativ mai mare. Aplicație solutie alternativa pe componente discrete (noi controlere PWM și MOSFET) vă permite să profitați de integrarea circuitului convertor în placă.

Când se dezvoltă un circuit de redresare sincronă, proiectantului i se recomandă să acorde atenție la trei puncte principale în cablarea circuitului de masă al controlerului PWM:

Gama International Rectifier de controlere PWM și ansambluri integrate bazate pe acestea include mai mult de 100 de articole. În tabel 1 prezintă parametrii principali ai unor controlere PWM. Pentru a accelera dezvoltarea unui convertor sincron de tensiune, International Rectifier prezintă un proiect pentru dezvoltatorii My-Power pe site-ul online - /engine/api/go.php?go=https://www.irf. com/design-center/mypower/index.html. Aici dezvoltatorul nu poate doar să calculeze parametrii circuitului și să vadă oscilogramele funcționării dispozitivului, ci și să primească recomandări cu privire la tipul de tranzistori și să vadă parametrii lor principali.