ШИМ-контроллеры. Шим контроллер это

ШИМ контроллер - это... Что такое ШИМ контроллер?

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ, англ. Pulse-width modulation (PWM)) — приближение желаемого сигнала (многоуровневого или непрерывного) к действительным бинарным сигналам (с двумя уровнями - вкл/выкл), так, что, в среднем, за некоторый отрезок времени, их значения равны. Формально, это можно записать так:

,

где x(t) - желаемый входной сигнал в пределе от t1 до t2, а ∆Ti - продолжительность i -го ШИМ импульса, каждого с амплитудой A. ∆Ti подбирается таким образом, что суммарные площади (энергии) обеих величин приблизительно равны за достаточно продолжительный промежуток времени, равны так же и средние значения величин за период:

.

Управляемыми "уровнями", как правило, являются параметры питания силовой установки, например, напряжение импульсных преобразователей /регуляторов постоянного напряжения/или скорость электродвигателя. Для импульсных источников x(t) = Uconst стабилизации.

ШИП — широтно-импульсный преобразователь, генерирующий ШИМ-сигнал по заданному значению управляющего напряжения. Основное достоинство ШИМ — высокий КПД его усилителей мощности, который достигается за счёт использования их исключительно в ключевом режиме. Это значительно уменьшает выделение мощности на силовом преобразователе (СП).

Применение

При широтно-импульсной модуляции в качестве несущего колебания используется периодическая последовательность прямоугольных импульсов, а информационным параметром, связанным с дискретным модулирующим сигналом, является длительность этих импульсов. Периодическая последовательность прямоугольных импульсов одинаковой длительности имеет постоянную составляющую, обратно пропорциональную скважности импульсов, то есть прямо пропорциональную их длительности. Пропустив импульсы через ФНЧ с частотой среза, значительно меньшей, чем частота следования импульсов, эту постоянную составляющую можно легко выделить, получив постоянное напряжение. Если длительность импульсов будет различной, ФНЧ выделит медленно меняющееся напряжение, отслеживающее закон изменения длительности импульсов. Таким образом, с помощью ШИМ можно создать несложный ЦАП: значения отсчётов сигнала кодируются длительностью импульсов, а ФНЧ преобразует импульсную последовательность в плавно меняющийся сигнал.

ШИМ использует транзисторы (могут быть и др. элементы) не в активном (правильнее будет сказать - линейном), а в ключевом режиме, то есть транзистор всё время или разомкнут (выключен), или замкнут (находится в состоянии насыщения). В первом случае транзистор имеет бесконечное сопротивление, поэтому ток в цепи не течёт, и, хотя всё напряжение питания падает на транзисторе, то есть КПД=0 %, в абсолютном выражении выделяемая на транзисторе мощность равна нулю. Во втором случае сопротивление транзистора крайне мало, и, следовательно, падение напряжения на нём близко к нулю — выделяемая мощность так же мала.

1.

2.

Принцип работы ШИМ

ШИМ есть импульсный сигнал постоянной частоты и переменной скважности, то есть отношения длительности импульса к периоду его следования. С помощью задания скважности (длительности импульсов) можно менять среднее напряжение на выходе ШИМ.

Генерируется аналоговым компаратором, на отрицательный вход которого подаётся опорный сигнал в виде «пилы» или «треугольника», а на положительный — собственно сам модулируемый непрерывный аналоговый сигнал. Частота импульсов соответствует частоте «зубъев» пилы. Ту часть периода, когда входной сигнал выше опорного, на выходе получается единица, ниже — нуль.

В цифровой технике, выходы которой могут принимать только одно из двух значений, приближение желаемого среднего уровня выхода при помощи ШИМ является совершенно естественным. Схема настолько же проста: пилообразный сигнал генерируется N-битным счётчиком. Цифровые устройства (ЦШИП) работают на фиксированной частоте, обычно намного превышающей реакцию управляемых установок (передискретизация). В периоды между фронтами тактовых импульсов, выход ЦШИП остаётся стабильным, на нём действует либо низкий уровень либо высокий, в зависимости от выхода цифрового компаратора, сравнивающего значение счётчика с уровнем приближаемого цифрового сигнала V(n). Выход за много тактов можно трактовать как череду импульсов с двумя возможными значениями 0 и 1, сменяющими друг-друга каждый такт Т. Частота появления единичных импульсов получается пропорциональной уровню приближаемого сигнала ~V(n). Единицы, следующие одна за другой, формируют контур одного, более широкого импульса. Длителности полученных импульсов переменной ширины ~V(n), кратны периоду тактирования T, а частота равна 1/(T*2N). Низкая частота означает длительные, относительно T, периоды постоянства сигнала одного уровня, что даёт невысокую равномерность распределения импульсов.

Описанная цифровая схема генерации подпадает под определение однобитной (двухуровневой) импульсно-кодовой модуляции (ИКМ). 1-битную ИКМ можно рассматривать в терминах ШИМ как серию импульсов частотой 1/T и шириной 0 либо T. Добиться усреднения за менее короткий промежуток времени позволяет имеющаяся передискретизация. Высоким качеством обладает такая разновидность однобитной ИКМ, как импульсно-плотностная модуляция (pulse density modulation), которая ещё именуется импульсно-частотной модуляцией.

Восстанавливается непрерывный аналоговый сигнал арифметическим усреднением импульсов за много периодов при помощи простейшего фильтра низких частот. Хотя обычно даже этого не требуется, так как электромеханические составляющие привода обладают индуктивностью, а объект управления (ОУ) — инерцией, импульсы с выхода ШИП сглаживаются и ОУ, при достаточной частоте ШИМ-сигнала, ведёт себя как при управлении обычным аналоговым сигналом.

Ссылки

Очень простое и доступное описание принципов работы ШИМ от DI HALT на сайте http://easyelectronics.ru

Программирование аппаратного ШИМ в микроконтроллерах AVR и PIC на языке Си на примерах.

Програмно-аппаратный многоканальный ШИМ в AVR для управления 8 servo рулевыми машинками.

Wikimedia Foundation. 2010.

dic.academic.ru

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:

Это тоже интересно:

set-os.ru

взаимодействия с импульсными блоками и проверка мультиметром

Когда в какой-нибудь литературе мы встречаем незнакомое слово или понятие, мы хотим скорее узнать его определение. Зная точное определение можно дальше проследить сферу использования и методы применения главного действующего лица того или иного понятия. Сегодня мы ближе познакомимся с таким понятием как шим — контроллер.

Понятие шима

Прежде чем дать определение упомянутому словосочетанию, следует узнать или кому-то просто напомнить себе принцип нагревания силовых компонентов радиосхемы. Их сущность заключается в действии нескольких переключательных режимах. Все электросиловые компоненты в подобных радиосхемах всегда пребывают в двух состояниях. Первое — это открытое, а второе раскрытое. В чём разница между этими двумя состояниями? В первом случае компонент обладает нулевым током. Во втором же у компонента нулевое значение напряжения. Конечным результатом взаимодействия электросиловых компонентов с необходимой напряжённостью можно считать получения сигнала той формы, которая нужна согласно установленным правилам.

Шимом же называют специальный модулятор, предназначенный для контролирования времени открытия силового ключа. Время для открытия ключа устанавливается с учётом получаемого напряжения. Получить идеальный вариант сигнала возможно лишь в том случае, если перед преобразованием сигнал без затруднений прошёл все необходимые этапы. Какие это этапы из чего состоит формирование такого сигнала.

Особенности шим — контроллера

Сам процесс создания шим — сигналов очень непростой. Чтобы облегчить этот процесс, были придуманные специальные микросхемы. Именно микросхемы, участвующие в формировании шим — сигналов называют шим — контролёрами. Их существование в большинстве случаев помогает полностью решить проблему с формированием широко — импульсных сигналов. Чтобы легче понять миссию и значимость шим — контролёра, необходимо познакомиться с особенностями его строения. На сегодняшний день известно, что любой шим — контролёр, активно использующийся в электронике, обладает следующими составляющими:

• Вывод питания. Несёт большую ответственность за электрическое питание всех существующих схем. Нередко вывод питания путают с выводом контроля питания. Важно знать, что несмотря на похожие слова в названии, эти два понятия имеют совершенно разную характеристику. Это ещё раз наглядно докажет знакомство с выводом контроля питания.
• Вывод контроля питания. Эта составляющая часть микросхемы следит за состоянием показателей напряжения прямо на выводе микросхемы. Главная задача вывода контроля питания — это не допустить превышение расчётной отметки. Существует одна серьёзная опасность, а именно снижения напряжения на выходе. Если напряжения снижено, транзисторы начинают открываться наполовину. Из-за неполного открытия они быстро нагреваются и в конечном счёте могут быстро выйти из строя. Поэтому умеренное напряжение — это залог долгой работы транзисторов микросхемы шим — контроллеров.
• общий выход. Третий главный элемент схемы имеет форму ножки. Эта ножка, в свою очередь, подключена к общему проводу схемы, которые отвечает за питания всей системы.

Все три составляющих очень важны. Если хотя бы один из элементов по какой-то причине выходит из строя, работа всей микросхемы заметно ухудшается или совершенно прекращается.

Системы управления микросхемами

Важно знать не только из чего состоят микросхемы шим — контроллеров, но и какие существуют виды самих систем. В настоящее время доступно две основных системы широко — импульсной модуляции в которых шим — контроль принимает активное участие. Вот их некоторые особенности:

• Цифровая система. В цифровой шим — системе все существующие процессы описываются цифровыми данными. Так на выходе в цифровом формате формируется показатель уровня напряжения. Заметим, что уровень напряжения может быть высокий (измеряется как 100%) и низкий (0%). Однако показатели напряжения, благодаря современным технологиям, можно изменять. Как? Необходимо изменить скважность импульсов. Только тогда изменится и напряжение. Любые совершенные перемены имеют свою частоту. Именно шим — контролёры регулируют описанные процессы. С их помощью вся система будет успешно работать. Эта специальная микросхема по праву называется сердцем всей цифровой системы шим — модуляторов.

А вот получить на выходе нужный сигнал можно как с программным, так и аппаратным методом.

Аппаратный метод. Получение сигнала этим способом происходит с помощью специального таймера, который изначально встроен в цифровую систему. Такой таймер генерирует или способствует включению импульсов на определённых этапах вывода сигнала.

Программный метод. В этом случае получения сигналов происходит посредством выполнения специальных программных команд. У программного способа больше возможностей, нежели у аппаратного. В то же время использования этого метода получения сигналов может занять много памяти.

А что можно сказать о «сердце системы». У шима — контролёра, который активно применяется в цифровых модуляторах есть свои преимущества. Стоит помнить о следующих:

• Низкая стоимость.
• Стабильная работа.
• Высокая надёжность.
• Возможность экономить энергию.
• высокая эффективность преобразования сигналов.

Все перечисленные преимущества делают цифровую систему более востребованной среди потребителей.

• Аналоговый модулятор. Принцип работы аналогового модулятора в корне отличается от принципа работы цифрового Вся суть работы такого модулятора состоит в сравнении двух сигналов. Эти сигналы отличаются между собой порядком частоты. Операционный усилитель — это главный элемент аналогового модулятора, который отвечает за сравнение сигналов. Сравнение сигналов осуществляется на выходе. В качестве сравнения усилитель используется два сигнала. Первый — пилообразное напряжение высокой частоты. Второй сигнал — низкочастотное напряжение. После сравнения на свет появляются импульсы прямоугольной формы. Длительность импульсов напрямую зависят от модулирующего сигнала.

Шим — контроллер в импульсных блоках питания

Многие электрические приборы сегодня оснащены специальными блоками питания. Эти блоки помогают преобразить один вид напряжения в другой. В процессе преобразования энергии принимают участия два устройства:

• Импульсный блок питания.
• аналоговые трансформаторные устройства.

В этой статье мы больше внимания обратим на первое устройство, так как именно в нём используется шим — контролёр.

Схема работы импульсного блока питания

Это устройство появилось на свет всего лишь несколько десятилетий назад. Однако уже успело стать популярным и востребованным. Импульсный блок питания состоит из следующих деталей:

1. Фильтрующего конденсата.
2. Ключевого силового транзистора.
3. Сетевого выпрямителя, состоящего из нескольких элементов.
4. Выпрямительных диодов выходной системы.
5. Силовой дроссели. Дроссель помогает корректировать возникающее напряжение.
6. Импульсивного источника питания. Именно отсюда напряжение преобразовывается в силовую цепь.
7. Цепей управления выходного напряжения.
8. Накопительной фильтрующей ёмкости;
9. Оптопара;
10. Задающего генератора.
11. схемы обратной связи.

Зная состав импульсного блока, следует ознакомиться с принципом его работы.

Принцип работы импульсного блока

Принцип работы импульсного блока заключается в выдаче стабилизированного питающего напряжения на основе принципа взаимодействия элементов инертной системы. Вот поэтапные шаги, наглядно демонстрирующие всю суть деятельности такого блока питания:

• Передача сетевого напряжения на выпрямитель (осуществляется при помощи специальных проводов).
• С помощью фильтра выпрямителя происходит сглаживание напряжения. В этом процессе принимают участие и конденсаторы.
• с помощь диодного входного моста выпрямляются синусоиды. Далее при участии транзисторной системы проходящие синусоиды должны преобразоваться в высокочастотные импульсы. Зачастую импульсы имеют прямоугольную форму.

Но возникает вопрос, какую роль в импульсном блоке играют шим — контролёры. Мы постараемся дать ответ на него в следующем подзаголовке.

Роль шима — контроллера в работе импульсного блока

Шим — контроллеры играют важную роль в импульсном блоке. Он отвечает за процессы, связанные с широтно — импульсной модуляцией. Шим — контролёр способствует выработке импульсов, у которых одинаковая частота, но в то же время разная длительность включения. Все подаваемые импульсы соответствуют определённой логической единице. У импульсов одинаковая не только частота, но и одинаковая величина амплитуды. Продолжительность функционирования логической единицы может меняться в процессе её работы. Такие перемены помогают наилучшим образом управлять работой электронной системы.

Таким образом, шим — контролёр — одна из важных цепочек, участвующих в работе импульсного блока. В некоторых видах помимо шим — контролёра благополучное функционирование блока питания обеспечивает импульсный трансформатор и специальный каскад силовых ключей.

А в каких сферах используются импульсные блоки питания? В первую очередь, в электронике. Об этом речь пойдёт далее.

Особенности работы микросхемы или как может работать ноутбук

Компьютерный блок питания и роль шим — контролёра в нём Все современные компьютеры, в том числе и ноутбуки, оснащены импульсными блоками питания. Установленные в ноутбуке или в обычном компьютере блоки содержат индивидуальную микросхему шим — контролёра. Стандартной микросхемой считают микросхему TL494CN.

Прежде всего стоит сказать о главной задаче микросхемы TL494CN. Итак, главной задачей схемы является широтно — импульсная модуляция. Другими словами микросхема вырабатывает импульсы напряжения. Одни импульсы регулируемы, другие нет. В микросхеме предусмотренно примерно 6 способов выводов сигналов. Упомянем некоторые интересные подробности каждого вывода микросхемы ноутбука.

Первый вывод. Считается положительным входом усилителя сигнала ошибки. Уровень напряжения на первом выводе оказывает значительное влияние на функционирование последующих выводов. При низком напряжении при втором выводе у выхода усилителя ошибки будут низкие показатели. И напротив, при повышенном напряжении показатели усилителя ошибки повысятся.

Второй вывод. Второй же вывод является напротив отрицательным выходом для усилителя. Здесь показатели напряжения немного по-иному оказывают своё влияние на усилитель. Так, при высоком напряжении (выше чем на первом выводе) у выхода усилителя низкие показатели. В случае низкого напряжения усилитель обладает высокими данными.

Третий вывод. Служит неким контактным звеном. Перемены в уровне напряжения зависят от двух диодов, которыми наделен внутренний усилитель. Во время изменения уровня сигнала хотя бы на одном диоде меняется уровень напряжения всего усилителя. В некоторых случаях третий вывод обеспечивает скорость изменения ширины импульсов.

Четвёртый вывод. Способен управлять диапазон скважности всех выходных импульсов. Уровень поступаемого напряжения в четвёртом выводе влияет на ширину импульсов в микросхеме шим — контролёра.

Пятый вывод. Перед пятым выводом стоит немного другая задача. Он присоединяет врямязадующий конденсатор к заданной микросхеме. Ёмкость присоединённого конденсата оказывает значительное влияние на частоту выходных импульсов шим — контролёра.

Шестой вывод. Служит для подключения времязадающего регистра, который также влияет на частоту.

Все эти шесть выводов способствуют выполнению главной задачи, которая поставлена перед микросхемой шим — контролёра — выход импульсов с широкой модуляцией. А это действие, в свою очередь, влияет на работу импульсного блока, а значит и на работу ноутбука.

Если шим — контролёр выходит из строя

Временами шим — контролёры их схемы и источник питания (в том числе и встроенные в ноутбук) могут ломаться и выходить из строя. В таких случаях понадобится выявить неисправности (в одних случаях проверять необходимо источник питания, в других проверять стоит саму схему). Для этой цели были разработаны мультиметры. Мультиметры тщательно исследуют работоспособность шим — контролёров и при необходимости помогают устранить неисправности. Самыми распространёнными причинами, почему следует проверять эти устройства, считают нестабильную работу платы и изменения показателей напряжения. Если их устранить, техника будет работать.

instrument.guru

Что такое ШИМ. Широтно Импульсная Модуляция. ШИМ контроллер — МикроПрогер

Уважаемый микропрогер, будем разговаривать с вами предельно простым языком:

представим себе электрический импульс А с амплитудой напряжения от 0В до 5В, длиной 1 мс и периодом повторения 10мс (т.е. в течение 1 мс напряжение на линии, по которой проходит импульс А составляет 5В, затем в течение 9мс составляет 0В, и так повторяется каждые 10 мс). А теперь представим, что мы увеличиваем длительность импульса А до 2мс (пусть теперь это будет импульс Б), а повторяется он точно те же каждые 10мс. Задача изменения длительности импульса А с 1мс до импульса Б 2 мс и есть задача ШИМ.

Вообще говоря слово «Модуляция» означает изменение параметров колебания (частоты, амплитуды, фазы). Широтно-импульсная модуляция  — изменение скважности импульсов при постоянной частоте. Скважность — то же самое, что протяженность, т.е. в нашем примере это изменение протяженности импульса с 1мс до 2мс.

 

 

ШИМ регулятор

Работа ШИМ регулятора наглядно отображена на данной картинке-графике.

На графике мы видим три сигнала. Сигналы модулируются ШИМом, который генерирует и регулирует скважность импульсов.

Скважность на графике сверху — 15%. То есть, за один период, равный 100%, 15% времени выдается логическая единица (напряжение TTL уровня +3В либо +5В). 75% времени выдается логический ноль (отсутствие напряжения в линии — 0В).

На среднем графике скважность 50% —  50% времени выдается логическая 1, 50% выдается логический 0.

На графике снизу скважность 90%. 90% -1. 10% — 0.

Если подключить светодиод к нашему ШИМ регулятору, то в случае с первым графиком светодиод будет светиться слабо. С графиком 2 свечение светодиода будет ярче чем с 1, но сам светодиод будет светиться на 50% своей мощности. В случае с 3-им графиком, яркость свечения светодиода будет настроена на 90%, близкие к максимальным.

Как видим, с помощью ШИМ очень удобно регулировать яркость свечения светодиода, а также работу шагового двигателя.

 

Еще раз вспомнил наши импульсы А и Б. Они бегут по проводу к потребителю электрического тока и представляют собой электрический ток с определенным напряжением(Вольты) и определенной силой(Амперы), которая зависит от потребителя. Потребители в общем случае кушают фиксированный ток (например 300мА). То есть, если бы импульс А или Б длился все 10мс и не прерывался, то потребление тока для потребителя составило именно 300мА. Если же мы прерываем ток длительностью импульса, то потребление тока при действующем импульсе А составит 300мА * (1/10) = 30мА, при импульсе Б 300мА * (2/10) = 60мА.

Генераторы ШИМ применяются в  задачах управления светодиодными светильниками. Все предельное просто: чем больше тока подаем на светодиод, тем ярче он светится. То же самое с RGB светодиодами —  подаем на красный(R) импульс А(30мА), на синий импульс Б(60мА), на зеленый 0 — получаем тусклый фиолетовый свет, который получается от менее яркого красного и более яркого синего цветов.

ШИМ применяется в  задачах управления вращающимися двигателями — чем больший ток подаем на контакты движка, тем быстрее он вращается. А если двигателя мы имеем три, а в придачу у нас куча идей и целая программа для последовательной подачи импульсов типа А и Б на их обмотки? Тут можно сколотить целый 3Д принтер!

 

Для микропрогерского осознания сути словосочетания «ШИМ контроллер«, достаточно понимать общее назначение опорной частоты и способах выдачи на одну ножку микросхемы последовательности логических нулей и единичек.

Допустим, у нас есть микроконтроллер или ПЛИС и все тот же вращающийся движок, который при постоянном токе 5В потребляет 300мА и при этом потреблении вертит своей осью 10 раз в секунду. Теперь нас попросили — сделайте так, чтобы я нажимал на кнопку, а движок сделал 5 оборотов с частотой 1 оборот в секунду, затем сделал еще 2 оборота за 1 секунду и выключился.

Что мы делаем?

Правильно, пишем программу для нашей любимой логической приблуды — плисины или микрика. В проге будет вход, при наличии 1 на котором запускается цикл — выдача 1 в течение 1мс, затем 0 в течение 9мс, так 5 раз подряд. Затем выдача 1 2мс два раза подряд. end module. Start Compilation.

Только перед подключением нагрузки(двигателя) к микроконтроллеру или ПЛИС не забываем прочесть вот эту короткую, по очень полезную статью, не позволяющую спалить наш новоявленный ШИМ-контроллер.

Все просто!

Остались вопросы? Напишите комментарий. Мы ответим и поможем разобраться =)

Автор публикации

не в сети 2 месяца

wandrys

877 Комментарии: 1Публикации: 31Регистрация: 17-03-2016

micro-proger.ru

ШИМ-контроллеры » Портал инженера

За последнее десятилетие мы видим ускоренный темп развития электронных устройств. Вместе с ним растут и требования к устройству питания. Линейные регуляторы напряжения имеют низкий КПД и не всегда могут обеспечить требования, предъявляемые к устройству. Схемы с синхронным выпрямителем сегодня получили большое распространение. Номенклатура ИС, выпускаемых различными производителями, очень велика. В данной статье пойдет речь об особенностях использования синхронного ключа в синхронном выпрямителе и будет рассмотренно несколько видов ШИМ-контроллеров компании International Rectifier.

Схема синхронного выпрямителя была разработана очень давно. Для ее построения используются обычные n-канальные полевые транзисторы, только работают они в источниках питания с низким выходным напряжением и заменяют собой выпрямительные диоды. Напряжение сток-исток таких транзисторов обычно невелико, но емкости между сток-исток и затвор-сток весьма и весьма значительны. Характерной особенностью работы полевых транзисторов в качестве синхронных выпрямителей является их работа в четвертом квадранте их вольтамперной характеристики, то есть ток через них протекает в обратном направлении — от истока к стоку. На рис. 1 представлена схема построения синхронного выпрямителя.

Даже если на затворы транзисторов не подавать вообще никакого сигнала, ток все равно будет протекать через паразитный диод. Сначала следует обратить внимание на то, что работа синхронного ключа зависит от работы других управляемых ключей, в нашем примере — от работы коммутирующего транзистора Q1. Управляющие сигналы для обоих ключей являются зависимыми друг от друга и должны отвечать определенным временным критериям. Управляющие сигналы ни в коем случае не должны накладываться друг на друга — это неизбежно приведет к протеканию ничем не ограниченного сквозного тока через оба открытых ключа. В идеале оба транзистора должны переключаться одновременно и никакой ток через паразитный диод синхронного ключа протекать не должен. Но, к сожалению, избежать протекания тока через паразитный диод практически никогда не удается. Для этого требуется слишком точное и адаптивное время задержки, выходящее за пределы традиционных технологий. Поэтому в большинстве случаев приходится мириться с весьма небольшим промежутком времени — обычно от 20 до 80 нс — когда синхронный ключ еще не включился и весь ток течет через его паразитный диод.

Процесс работы синхронного выпрямителя был описан во многих изданиях и различных статьях, но не все они в равной мере описывают процесс, протекающий в синхронном ключе. Процесс включения синхронного ключа начинается с момента выключения коммутирующего ключа Q1. Когда управляющее напряжение на затворе коммутирующего транзистора становится низким, напряжение на его стоке стремится от уровня входного напряжения к нулю. Ток продолжает протекать через коммутирующий транзистор до тех пор, пока не разрядится выходной конденсатор и паразитный диод не получит прямое смещение. В этот момент синхронный ключ принимает на себя весь ток и коммутирующий транзистор окончательно выключается.

Рисунок 1 Схема построения синхронного выпрямителя

Рисунок 2 Блок-схема видов приборов для построения синхронных регуляторов, производимых компанией International Rectifier

Через некоторое время, определяемое задержкой контроллера, устанавливается управляющее напряжение к затвору транзистора Q1 и его открывшийся канал перемыкает паразитный диод. Процесс выключения синхронного ключа начинается с переключения выхода драйвера в низкое состояние. Но ток все равно продолжает протекать через паразитный диод в том же направлении. И только когда коммутирующий ключ получает управляющий сигнал, ток начинает переключаться на него. Как только весь ток начнет протекать через коммутирующий транзистор и паразитный диод полностью восстановится, напряжение на стоке синхронного ключа повышается от уровня земли до напряжения питания. В это время конденсатор синхронного выпрямителя быстро заряжается и напряжение на синхронном ключе так же быстро нарастает. Анализируя столь необычный режим работы синхронного ключа и схемы его управления, можно отметить одну очень важную особенность — и во время включения, и во время выключения синхронный ключ испытывает очень большие скачки напряжения на его стоке, зависящие от скорости переключения коммутирующего ключа (и, соответственно, от схемы его управления). Поэтому схемы управления обоими ключами должны быть согласованы между собой, чтобы обеспечить корректные переключения и ограничение скорости dv/dt во всех режимах.

Требования к выбору элементов схемы при построении синхронного выпрямителя таковы:

• Интервал проводимости синхронного транзистора имеет наибольшую продолжительность и, чтобы снизить потери на этом интервале, сопротивление перехода сток–исток синхронного транзистора должно быть как можно более низким.
• Интервалы проводимости основного и синхронного транзисторов разделены короткими интервалами проводимости паразитного диода. Этот диод должен иметь низкое прямое падение напряжения и быстро восстанавливать запертое состояние.

Подводя итог по выбору элементов заметим, что при выборе транзисторов компания рекомендует разработчикам выбирать синхронные ключи с минимальным значением сопротивления. Для коммутирующего ключа необходимо выбирать транзистор с минимальным значением заряда затвора.

Очевидно, что паразитный диод полевого транзистора не является элементом со специально подобранными параметрами. Это означает, что трудно ожидать от него высоких коммутационных качеств. В тоже время, диоды Шоттки проектируются таким образом, чтобы максимально снизить потери обратного восстановления. Поэтому, чтобы снизить потери в процессе выключения паразитного диода, можно подключить параллельно синхронному транзистору диод Шоттки. Компания International Rectifier выделила такие приборы в специально производимую серию под название FETKY-N или Р-ка-нальный транзистор совместно с диодом Шоттки в одном монолитном корпусе. Номенклатура представляемых приборов данного семейства достаточно велика и позволяет разработчику решать широкий круг задач. К примеру, IRF7335D1 включает синхронный с диодом Шоттки и коммутирующий ключи, а IRL3103D1 синхронный ключ с диодом Шоттки расположен в ТО-220 корпусе. Подробно с параметрами приборов FETKY можно ознакомиться на официальном сайте компании производителя.

Компания International Rectifier представляет широкий ряд ИС ШИМ-конт-роллеров с различными функциональными возможностями (см. рис. 2). Семейство импульсных синхронных регуляторов включает интегрированные сборки в монолитных корпусах (SupIRBuck, IPower) и ШИМ-контроллеры без внутренних ключей. Двухканальные сборки представлены, в первом случае, монолитными интегрированными схемами и ШИМ-контроллерами с внутренним линейным опорным преобразователем или без него. Многофазовые системы представлены ИС семейства Х-Fase и I-Power.

 

IR3651S

Интегральная схема синхронного ШИМ-контроллера IR3651SPBF разработана для высокоэффективных синхронных понижающих DC/DC конверторов с входными напряжениями до 150 В. Программируемые рабочие частоты в диапазоне до 400 кГц позволяют применять микросхему в источниках питания телекоммуникационного оборудования и базовых станций, сетевых серверов, в автомобильных и промышленных блоках управления. При использовании микросхемы в маломощных устройствах уровень выходного напряжения может быть точно отрегулирован благодаря встроенному источнику опорного напряжения (1.25 В). ИС ШИМ-контроллера IR3651S совместно с парой DirectFET транзисторов обеспечивает эффективность преобразования более 88% при напряжении питания 48 В и выходном напряжении 3.3 В на токе 6 А без применения радиаторов или обдува. Другое преимущество данной ИС перед аналогами, представленными на рынке на сегодняшний день, заключается в повышенном максимальном напряжении питания. ИС разработана по 160-вольтовой HVIC технологии. Это позволяет повысить параметры надежности разработки в целом. ИС ШИМ-контроллера IR3651S разработана для управления двумя внешними N-каналь-ными МОП-транзисторами при их токах управления до 25 А и имеет несколько опций защиты: программируемый плавный запуск, защита по току и блокировка низкого напряжения. ИС имеет также функцию синхронизации для ее согласованной работы на общую фазу. Таким образом, эта микросхема может быть использована как для маломощных (менее 60 Вт) неизолированных DC/DC конверторов сетевого оборудования, так и для мощных (более 200 Вт) каскадов предварительного регулирования в управляемых изолированных конверторах. На рис. 3 представлена схема включения ИС IR3651S.

Рисунок 3 Схема включения контроллера IR3651S

 

IR3094M

Схема 3-фазного ШИМ-контроле-ра для синхронного DC-DC преобразователя IR3094MPbF совместно с использованием транзисторов MOSFET в корпусе DirectFET позволяет сократить на 40 % размеры платы при сравнении с сегодняшними аналогами. Малые размеры контроллера IR3094 идеально подходят для построения компактных синхронных преобразователей для систем с высокой плотностью монтажа. Обычно решения синхронных преобразователей с тремя выходными напряжениями требуют 14 элементов: 3 контроллера, 6 ключей, 3 дросселя, компоненты, обеспечивающие внешнее включение, плюс компоненты обратной связи. Преобразователи, собранные с применением контролера IR3094 и транзисторов MOSFET в корпусе DirectFET, IRF6637 и IRF6678 уменьшают количество элементов преобразователя до 7 единиц. 

Три пары транзисторов в корпусе DirectFET могут быть размещены в непосредственной близости с IR3094, создавая решение, которое минимизирует размер печат ной платы и корпуса. Встроенные мощные драйверы контроллера IR3094, объединенные с парой DirectFET транзисторов, в каждой фазе создают решение для управления мощностью с высокой плотностью тока для конверторов типа POL (точка-нагрузка). Контроллер IR3094M разработан для приложений, требующих напряжения питания от 0.85 до 5.1 В. Он размещен в компактном MLPQ корпусе 7 мм ? 7 мм и содержит встроенный 3 А драйвер управления ключами, 1 % источник опорного напряжения, установку выходного напряжения по каждой фазе, программируемую частоту переключения до 540 кГц.

Контроллер обеспечивает следующие виды защиты:

• программируемый мягкий старт;
• защита от КЗ в виде икающего тока на выходе каждой фазы;
• защита от перенапряжения;
• выход, сигнализирующий о текущем состоянии контроллера — «power good».

Совместно с данным типом контроллера рекомендуется использовать транзистор IRF6678, который является идеальным синхронным MOSFETом, который показывает низкое значение сопротивления — 1.7 мОм –10 В. Транзистор IRF6637 обладает низким значением заряда затвора (4 нКл) и менее подвержен эффекту Миллера, сопротивление перехода составляет 5.7 мОм при 10 В.

 

IR3637

Для получения точного выходного напряжения с отклонением 1 % компания International Rectifier выпускает ИС IR3637. Ее применяют там, где необходимо высоко качество питающего напряжения. Данная ИС позволяет пользователю работать в диапазоне входного напряжения от 4.5 до 16 В. Основное преимущество данного ШИМ-контроллера — упрощенная конструкция и повышение компактности DC-DC преобразователя. ИС расположена в компактном корпусе SO-8 и обладает такими защитами как защита от короткого замыкания, блокировка по низкому напряжению питания, функция мягкого старта с внешним программированием.

Контроллер обеспечивает скважность ШИМ-сигнала до 85 % на частоте 400 кГц, что позволяет снизить размеры дросселя и улучшить динамические характеристики преобразователя. На рис. 4 представлена схема включения ИС ШИМ-контроллера IR3637.Ранее в приложениях с 12 В входным напряжением разработчики имели недостаточный выбор возможностей и ориентировались в основном на использование интегрированных неизолированных DC-DC преобразователей, занимающих существенно большую площадь. Применение альтернативного решения на дискретных компонентах(новых ШИМ-контроллерах и МОП-транзисторах) позволяет использовать преимущества интеграции схемы конвертора в плату.

Рисунок 4 Схема включения ИС ШИМ-контроллера IR3637

При разработке схемы синхронного выпрямления разработчику рекомендуется обратить внимание на три основных момента в разводке цепи земли ШИМ контроллера:

• Во-первых, всегда старайтесь минимизировать физические области протекания затворного тока. При разводке печатной платы все пути протекания затворного тока должны быть минимизированы по площади.
• Во-вторых, необходима минимизация пути следующего большого импульсного тока — тока заряда бутстрепного конденсатора. Этот путь включает в себя бутстрепный конденсатор, бутстрепный диод, вывод VS ШИМ-контроллера и открытый коммутирующий транзистор.Бутстрепный конденсатор периодически подзаряжается через бут-стрепный диод от демпфирующего конденсатора, что происходит за очень короткое время, соответственно, очень большим током. Поэтому выход драйвера синхронного ключа должен быть расположен как можно ближе к этому конденсатору.
• Третья проблема связана с наличием емкостного тока между землей и выходом управления синхронным ключом ШИМ-контроллера, протекающего по низкоимпедансной цепи. ШИМ контроллеры компании ИР имеют отдельные выводы сигнальной земли (обычно маркируются как GND) и силовой земли (COM). Это позволяет возвращать паразитные емкостные токи по наиболее короткому пути. Тем не менее, вывод силовой земли COM необходимо располагать как можно ближе к истоку коммутирующего силового ключа, а конденсатор по питанию ШИМ-контроллера должен быть расположен в непосредственной близости от выводов питания и земли. Этот конденсатор может быть весьма небольшим, поскольку он не пропускает через себя никаких больших импульсных токов и не участвует в процессах перезаряда входных емкостей силовых ключей.

Номенклатура ШИМ-контроллеров и интегрированных сборок на их основе у компании International Rectifier насчитывает более 100 наименований. В табл. 1 приведены основные параметры некоторых ШИМ-контроллеров. Для ускорения разработки синхронного преобразователя напряжения компания International Rectifier представляет на сайте on-line проект для разработчиков My-Power — https://www.irf. com/design-center/mypower/index.html. Здесь разработчик может не только рассчитать параметры схемы и увидеть осциллограммы работы устройства, но также получить рекомендации по типу транзисторов и посмотреть их основные параметры.

 

 

Источник: https://integral.rv.ua

Обсудить на форуме

ingeneryi.info

ПРИНЦИП РАБОТЫ ШИМ КОНТРОЛЛЕРА, Ремонт торговой электронной техники

Рис. Моделирование работы ШИМ контроллера. Как видно из схемы, для работы ШИМ-контроллера UC3842 необходима только RC цепочка и питание. Смотрим структурную схему ШИМ контроллера.

ШИМ-контроллер UC3842 отличается точным управлением рабочего цикла, температурной компенсацией и имеет невысокую стоимость. Структурная схема в более подробном варианте, необходима для диагностики и проверки работоспособности микросхемы. Схема дает наглядное и простое представление использования UC3842A в простейшем блоке питания.

Схема хоть и выполнена по стандартному включению для UC384X, однако R4(300к) и R5 (150) выводят из стандартов. Рис. Стандартная схема включения из datasheet-a (схема несколько изменена, для более простого понимания). Проверка работы проводится без выпаивания микросхемы из блока питания.

Проверка работы генератора и внешних цепей генератора

Возможно наличие в цепи питания ШИМ-контроллера UC384X защитного стабилитрона, тогда выше рабочего напряжения этого стабилитрона подавать не рекомендуется. UC3845 — это серия микросхем, ШИМ контроллеров в общем случае (на самом деле это 84 серия ШИМ контроллеров).

Чем меньше входная емкость тем проще ШИМ-контроллеру включать и отключать его. По этой причине я лично не доверяю и не использую схемы без драйверов выходных ключей

В принципе можно, но это все таки специализировання ШИМ для блока питания, и именно в блоках питания ракрывается весь в нее заложенный потенциал. Один резистор токовый датчик, сидит на земле R2(1.5Ом), другой в грифлике, сидит на питании с выпрямителя R1(39кОм).

Схему срисовал с платы и, прежде чем выкладывать, несколько раз проверил — всё так, как нарисовано выше… Кстати, после замены чуть увеличилось время с момента включения до начала «цыкания» (оно, в принципе и логично). Да уж, блок действительно оригинален как по схемотехнике, так и по алгоритму работы. Схема блока питания на 3842 действительно интересная и неординарная, если вы не против, мы добавим схему в Записную книжку.

Во вторичных цепях заменены все электролиты (измерение на ESR-метре показало средний ESR ~0,3-0,4 Ома и примерно 10% разброс ёмкости от номинала), плюс — электролит на 7 ноге контроллера

Ядро UC3842 специально разработано для долговременной работы с минимальным количеством внешних дискретных компонентов. Блоки питания выполненные на микросхеме UC3842 отличаются повышенной надежностью и простотой исполнения. Схема нарисована настолько удачно, что намного упрощает понимание назначение выводов микросхемы. Результат сравнения модулирует скважность выходных импульсов, в результате выходное напряжение блока питания стабилизируется.

Gnd: (рус. Общий) общий вывод. Общий вывод не должен быть соединён с корпусом схемы. Это земля «горячая» соединяется с корпусом устройства через пару конденсаторов.6. Генераторы микросхем UC3842 и UC3843 устанавливается на желаемую частоту переключения.

Схема является простейшим генератором. Несмотря на простоту данная схема рабочая. Схема для упрощения чтения, несколько изменена. Ремонт Блока питания на основе ШИМ UC384X. Проверка при помощи внешнего блока питания. Если питающее напряжение будет менее напряжения включения UVLO (16В/8.4В), то микросхема не запустится. Подавать напряжение 34В и выше на контакт 7(Vcc) не рекомендуется. Использование универсальной 555 в академическом плане, гораздо проще. Там все ясно, открыто и проще для понимания.

У меня DC-DC поэтому входной емкости на 400В нету. Схема начинается с диода 1n4007 потом за ним идет пусковой конденсатор 22мкФ/63В и через резистор на VCC микросхемы

4. Хотелось бы отметит тот факт, 20 вольт могут раскачать силовой ключ, так что в принципе Вы можете увидеть импульсы на вторичной обмотке трансформатора, правда, очень маленькие. Если импульсы есть, то фактически полевик исправен и ШИМ исправен. Если корпус такой, то в конце должна быть литера «N», которая и обозначает такой корпус. Обращаю Ваше внимание, что тип коруса на самой микросхеме не пишется не всегда, поэтому в каталоге Вы в принципе не найдете микросхему UC3842A, вместо нее Вам нужно искать UC3842AN.

В вторичке просмотреть неполярные конденсаторы с питания и на время проверки их всех убрать

Выбираем по параметрам принцип выбора описан чуть выше курсивом. 3. На выключенном блоке питания проверить сопротивление между 6 и 5 ногой, 6 и 7 ногой — в обоих случаях не должно быть короткого. Блок питания завёлся после 2 дневной пляски с бубном, осциллограф тоже есть без него сейчас вообще некуда. Я смотрю приведенную схему для Витязь-СТV612, она похожа. Там R-409 номиналом 100 кОм. Или мне на другую схему смотреть???

Судя по схеме на Витязь, это резистор R-412, т.к. на плате имеются анологичные R-417, R-418, R-419, только у меня их 4 штуки, они SMD-ные, но мощные.

В цепи питания первого запуска то требованиям электробезопасности должно стоять два последовательно соединных резистора. Если интересно, могу отписаться по результату ремонта )) P.S. Никогда не думал, что есть такие сайты, где так подробно и доходчиво помогают!!!!!! Заменил микросхему, силовой ключ, но при включении преобразователь щелкает с частотой примерно 1 Гц. Не могу понять причину. В случае перегрузки начинает срабатывать защита и блок питания начинает запускаться с периодичностью определяемой емкостью пускового конденсатора.

Хотя из опыта работы с ШИМ контроллером 384X, если сгорает силовой ключ, то в 90% случаях выходит из строя и сам ШИМ контроллер. Здесь должен быть материал по назначению выводов, однако гораздо удобнее читать и смотреть на практическую схему включения ШИМ-контроллера UC3842. За разъяснение принципов работы и статьи с примерами и расчетами. Однако удачно, а главное, логично выделенные цепи, помогают понять принцип работы блока питания.

mariantas.ru

Что собой представляют ШИМ-контроллеры (широтно-импульсной модуляции) и где они применяются / Школа электрика / Коллективный блог

Сегодня в микроэлектроники широкое распространение получили ШИМ контроллеры. И, думаю, многим будет интересно узнать – что они собой представляют.

Основной функцией и достоинством ШИМ-контроллеров является возможность независимого управления сразу несколькими каналами.

Каждый из каналов генерирует прямоугольные импульсы на одном своем выходе.

Параметры прямоугольных импульсов, такие как период, заполнение импульсов и полярность конфигурируются через пользовательский интерфейс. Каждый канал использует один из сигналов синхронизации, генерируемых тактовым генератором (какой именно сигнал выбирается пользователем). Сигналы синхронизации, формируемые тактовым генератором, получаются в результате деления сигнала главной синхронизации модуля ШИМ. Доступ к модулям ШИМ выполняются при помощи регистров, связанных с шиной APB.

В целях генерации неперекрывающихся прямоугольных импульсов предусмотрена возможность синхронизации работы каналов. Все каналы интегрируют систему двойной буферизации, которая позволяет избежать генерацию нежелательных импульсов при изменении периода или заполнения импульсов ШИМ-сигнала.

Каждый канал генерирует импульсы на одной внешней линии ввода-вывода.

Выводы, используемые для подключения ШИМ, могут быть мультиплексированы с портами ввода-вывода. Первоначально программист должен запрограммировать контроллер порта ввода-вывода, чтобы назначить желаемых ШИМ-выводам их периферийную функцию. Если линии ввода-вывода ШИМ не используются в приложении, то они могут использоваться в других целях контроллером ПВВ.

Пользователь может сам решать, какое количество выходов активизировать, а какое нет. Если в приложении требуется только четыре канала, то только четыре линии ввода-вывода могут использоваться в качестве ШИМ-выходов.

Синхронизация ШИМ реализована не на постоянной основе. Перед использованием модуля ШИМ программист должен вначале разрешить синхронизацию ШИМ в контроллере управления потребляемой мощностью (PMC). Однако, если в приложении не требуется работа модуля ШИМ, то его синхронизация может быть остановлена, когда в ней нет необходимости и может быть перезапущена позже. В этом случае, модуль восстановит работу из того же состояния, в котором он был оставлен отключенным.

Для конфигурирования модуля ШИМ не требуется включение его синхронизации.

Линия прерывания модуля ШИМ подключена к одному из внутренних источников расширенного контроллера прерываний. Для использования прерывания ШИМ необходимо вначале запрограммировать контроллер прерываний AIC. Обратите внимание, что не рекомендуется использовать линию прерываний ШИМ в режиме, чувствительном к фронтам.Где же используется сея мудрёная техника?

Наиболее известной сферой применения ШИМ-контроллеров, является управление процессами зарядки аккумуляторов в различных микроэлектронных девайсах. Наиболее простые контроллеры сегодня используются в калькуляторах для управления зарядки от солнечной батареи. Эти ШИМ-контроллеры могут лишь отключать солнечный аккумулятор.

Принцип их работы таков когда напряжение на батарее повысится приблизительно до 14,4 В (для аккумуляторов, номинальное напряжение которых составляет 12 В) то контроллер отключит зарядку. Если же напряжение упадет до 12,5-13 В, солнечная батарея снова будет подключена, благодаря чему заряд будет возобновлен. При этом предельный показатель заряженности аккумулятора равен около 60-70%. В случае регулярного недозаряда может существенно уменьшиться эксплуатационный срок аккумуляторной батареи.

Более сложные ШИМ-контроллеры, например, те что применяются в мобильных устройствах, на завершеющем этапе заряда применяют широтно-импульсную модуляцию тока заряда. Благодаря этому появляется возможность зарядить аккумулятор полностью.

ВложениеРазмер

fig_34_1[1].gif	17.85 КБ
pca9685_head[1].jpg	9.87 КБ

44kw.com

---

• 
  Методика измерения освещенности
• 
  Выключатель масляный 110 кв
• 
  Схемы запуска люминесцентных ламп
• 
  Какая температура батарей в квартире должна быть
• 
  Триц передача данных счетчиков воды и электричества
• 
  Постоянный ток это ток
• 
  Лампа ультрафиолетовая вред и польза
• 
  Электросети адлер
• 
  Электрическая принципиальная схема квартиры
• 
  Измерение емкости конденсаторов
• 
  Штраф за электроэнергию мимо счетчика 2018