Tehnik-ast.ru

Электро Техник
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

ШИМ, PWM контроллер. Схема. Микросхема. Принцип работы. Описание, выводы. Опорное напряжение. Ограничение тока. Мягкий старт

ШИМ, PWM контроллер. Схема. Микросхема. Принцип работы. Описание, выводы. Опорное напряжение. Ограничение тока. Мягкий старт.

Типичная микросхема контроллера широтно-импульсной модуляции имеет следующие выводы.

Общий вывод (GND). Тут говорить нечего. Это ножка, которая подключается к общему проводу схемы питания контролера.

Вашему вниманию подборки материалов:

Конструирование источников питания и преобразователей напряжения Разработка источников питания и преобразователей напряжения. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам

Практика проектирования электронных схем Искусство разработки устройств. Элементная база. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Подробные описания. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам

Вывод питания (VC). Через этот вывод к микросхеме подводится питание. Не путайте его с выводом VCC.

Вывод контроля питания (VCC). Обычно микросхема контроллера ШИМ управляет силовыми транзисторами (полевыми или биполярными). Если напряжение на ее выходе уменьшится, то транзисторы начнут открываться не полностью, быстро нагреются и выйдут из строя. Чтобы это исключить, нужно следить, что напряжение питания микросхемы выше определенного значения. Этот вывод нужен именно для этого. Если напряжение на этом выводе падает ниже заданного для данного контроллера, то контроллер выключается. Обычно эту ножку соединяют с VC.

Выходное управляющее напряжение (OUT). Есть микросхемы с двумя выводами для управления двухплечевыми (двухтактными) выходными каскадами (пушпульный, полумост, мост, двухтактные обратноходовые преобразователи), а есть с одним выводом для управления одноплечевыми (однотактными) (прямоходовый, обратноходовый, повышающий, понижающий, инвертирующий). Кроме того выходной каскад может быть однотактным или двухтактным. Тут возникает некоторая путаница. Не следует путать двухтактный выходной каскад контроллера и контроллер управления двухтактным каскадом. Двухтактный выходной каскад предназначен для управления полевым транзистором. Полевой транзистор управляется напряжением. Чтобы его быстро закрыть, нужно быстро разрядить емкости затвор — исток и затвор — сток. Для этого используется двухтактный выходной каскад контроллера, который обеспечивает замыкание выхода на общий провод, когда нужно закрыть полевой транзистор. Для управления биполярным транзистором двухтактный каскад не нужен, так как управление осуществляется током. Чтобы закрыть биполярный транзистор, достаточно просто прекратить ток через базу. Замыкать базу на общий провод необязательно.

Опорное напряжение (VREF). Для удобства контроллер обычно дополнен функцией формирования стабильно опорного напряжения. Производители обычно рекомендуют соединять этот вывод с общим проводом конденсатором 1 мкФ. Это повышает качество и стабильность опорного напряжения.

Ограничение тока (ILIM). Если напряжение на этом выводе превышает определенное (обычно 1 Вольт), то контроллер закрывает силовые ключи. Если напряжение превышает другой, больший порог (обычно 1.5 Вольта), то контроллер сбрасывает напряжение на ножке мягкого старта. После этого импульсы на выходе прекращаются, и, если у Вас собрана цепь мягкого запуска, то начинается процесс мягкого запуска (о нем ниже). У некоторых контроллеров есть специальная ножка (ILIMREF), напряжение на которой задает напряжение срабатывания ограничения тока. Тогда напряжение на ножке ILIM сравнивается с напряжением на ножке ILIMREF, а не с фиксированным напряжением. Закрывание силовых ключей происходит при превышении напряжения на ILIM над напряжением на ILIMREF, а сброс мягкого старта по-прежнему при превышении некоторого фиксированного напряжения.

Мягкий старт (SS). Напряжение на этой ножке ограничивает максимально возможную ширину импульсов. На эту ножку контроллер подает ток фиксированной силы. Если между этой ножкой и общим проводом установить конденсатор, то он будет постепенно заряжаться, что приведет к постепенному увеличению ширины импульсов от нуля до расчетного значения. Это обеспечит постепенное, а не мгновенное нарастание силы тока и напряжения в системе. Это и есть мягкий старт. Если искусственно ограничить напряжение на этой ножке, например, путем подключения делителя напряжения и диода, то можно вообще исключить превышение ширины импульсов некоторого заданного значения. Это бывает нужно для повышения устойчивости работы конструкции.

1 2 3 4

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Какая минимальная длинна импульса возможна в шим контроллерах (минимальный коэффициент заполнения)? На практике получается что, к примеру, sg3525 запускается с минимальной шириной примерно 1 микросекунда. Есть ли методика расчета этого параметра? Очень актуально при разработке импульсных блоков питания с регулировкой напряжения от нуля вольт. Читать ответ.

Зарядное устройство. Импульсный автомобильный зарядник. Зарядка аккуму.
Схема импульсного зарядного устройства. Расчет на разные напряжения и токи.

Проверка биполярного, полевого транзисторов, МОП, FET, MOSFET. Провери.
Как проверить исправность биполярного и полевого транзисторов. Методика испытани.

Практика проектирования электронных схем. Самоучитель электроники.
Искусство разработки устройств. Элементная база радиоэлектроники. Типовые схемы.

Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное. Принцип действия.
Принцип действия, сборка и наладка преобразователя однофазного напряжения в трех.

Прямоходовый однотактный импульсный преобразователь напряжения, источн.
Как сконструировать прямоходовый импульсный преобразователь. В каких ситуациях о.

Металлоискатель самодельный. Сделать, собрать самому, своими руками. С.
Схема металлоискателя с высокой разрешающей способностью. Описание сборки и нала.

Блок питания ATX, устройство и принцип работы. Часть 1.

Так как блок питания есть неотъемлемой частью ПК, то знать подробнее про него будет интересно каждому человеку связанным с электроникой и не только. От качества БП напрямую зависит работа ПК в целом.

И так, полагаю, что надо начать с самого простого, для каких целей предназначен блок питания:
— формирование напряжения питания компонентов ПК: +3,3 +5 +12 Вольт (дополнительно -12В и -5В);
— гальваническая развязка между 220 и ПК (чтобы не бился током, и не было утечек тока при сопряжении компонент).
гольваническая развязка

Простой пример гальванической развязки это трансформатор. Но для питания ПК нужна большая мощность, а соответственно и трансформатор больших размеров (комп был бы очень большим :), и переносили его бы вдвоем из за немалого веса, но нас это миновало :)).
Для построения компактных блоков используется повышенная частота тока питания трансформатора, с ростом частоты для того самого магнитного потока в трансформаторе нужно меньшее сечение магнитопровода и меньше витков. Создавать легкие и компактные БП позволяет завышенная в 1000 и больше раз частота питающего напряжения трансформатора.
Основной принцип работы БП заключается в следующем, преобразование переменного сетевого напряжения (50 Гц) в пер. напряжение высокой частоты прямоугольной формы (был бы осциллограф показал бы на примере), которое с помощью трансформатора понижается, дальше выпрямляется и фильтруется.

Читайте так же:
Длина болта считается с головкой или без

Блок-хема импульсного БП.


1. Блок
Преобразовывает переменные 220В в постоянные.
Состав такого блока: диодный мост для выпрямления переменного напряжения + фильтр для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения. А также должен быть (в дешевых БП на них экономят не впаивая, но я сразу рекомендую при переделке или ремонте их ставить) фильтр напряжения сети от пульсаций импульсного генератора, а также термисторы сглаживают скачок тока при включении.

На картинке фильтр, на схеме обозначен пунктиром, его мы встретим почти в любой схеме БП (но не всегда на плате :)).
2. Блок
Этот блок генерирует импульсы определенной частоты, которыми питается первичная обмотка трансформатора. Частота генерирующих импульсов у различных фирм производителей БП находится, где то в 30-200кГц пределах.
3. Блок
На трансформатор положены такие функции:
— гальваническая развязка;
— понижение напряжения на вторичных обмотках до необходимого уровня.
4. Блок
Этот блок преобразует напряжение, полученное от блока 3, в постоянное. Он состоит из выпрямляющих напряжение диодов и фильтра пульсаций. Состав фильтра: дроссель и группа конденсаторов. Часто для экономии конденсаторы ставят малой емкости, а дроссели малой индуктивности.

Импульсный генератор подробнее.

Схема ВЧ преобразователя состоит с мощных транзисторов, которые работают в режиме ключа и импульсного трансформатора.
БП может собой представлять однотактный и двухтактный преобразователь:
— однотактный: открывается и закрывается один транзистор;
— двухтактный: поочередно открываются и закрываются два транзистора.
Смотрим рисунок.

Элементы схемы:
R1 — сопротивление, задающее смещение на ключах. Необходимое для более стабильного запуска процесса колебаний в преобразователе.
R2 – сопротивление, ограничивающее ток базы на транзисторах, необходимо для защиты транзисторов от выхода из строя.
ТР1 — Трансформатор имеющий три группы обмоток. Первая формирует выходное напряжение. Вторая служит нагрузкой для транзисторов. Третья формирует управляющее напряжение для транзисторов.
При включении первой схемы транзистор приоткрыт совсем немного, потому, что к базе приложено положительное напряжение через резистор R1. На приоткрытом транзисторе протекает ток, который протекает через II обмотку. Ток создает магнитное поле. Магнитное поле создает напряжение в остальных обмотках. На III обмотке создается положительное напряжение, которое открывает транзистор еще больше. Процесс до тех пор происходит, пока транзистор не попадет в режим насыщения. Режим насыщения характеризуется тем, что при увеличении приложенного управляющего тока к транзистору, неизменным остается выходной ток.
Только при изменении магнитного поля генерируется напряжение на обмотках, при отсутствии изменений на транзисторе так же исчезнет и ЭДС в обмотках II и III. Когда напряжение на обмотке III пропадет, тогда и уменьшится открытие транзистора, а следовательно уменьшиться выходной ток транзистора и магнитное поле, что приведет к появлению напряжения противоположной полярности. Отрицательное напряжение на III обмотке еще больше закроет транзистор. Процесс длится пока магнитное поле не исчезнет полностью. Когда поле исчезнет, исчезнет отрицательное напряжение и процесс пойдет по кругу снова.
Двухтактный преобразователь работает так же, но так как в нем два транзистора, работающих поочередно, то такое применение повышает КПД преобразователя и улучшает его характеристики. В основном применяют двухтактные, но если надо малая мощность и габариты, а также простота, то однотактные.
Рассмотренные выше преобразователи есть законченными устройствами, но их применение усложняется разбросом различных параметров таких как: загруженности выхода, напряжения питания, и температуры преобразователя.

Управление ключами ШИМ контролером (494).


Преобразователь состоит из трансформатора Т1 и транзистора VT1. Сетевое напряжение через сетевой фильтр (СФ) подается на сетевой выпрямитель (СВ) диодный мост, фильтруется конденсатором Сф и через обмотку W1 подается на коллектор транзистора VT1. При подаче на базу транзистора импульса прямоугольной формы, он открывается и через него течет ток Iк который нарастает. Этот же ток протекающий и через первичную обмотку трансформатора Т1, приводит к тому, что увеличивается магнитный поток в сердечнике трансформатора, и наводится ЭДС самоиндукции во вторичной обмотке W2. В итоге на диоде VD появиться положительное напряжение. Увеличивая длительность импульса на базе транзистора VT1, будет увеличиваться напряжение во вторичной цепи, а если уменьшать длительность, то напряжение будет уменьшаться. Изменяя длительность импульса на базе транзистора, мы меняем выходное напряжения на W1 обмотке Т1, и осуществляем стабилизацию выходных напряжений блока питания. Нужна схема формирования импульсов запуска и управления их длительностью (широтой). Такой схемой используется ШИМ (широтно – импульсная модуляция) контроллер. ШИМ контроллер состоит из:
— задающего импульсного генератора (определяющего частоту работы преобразователя);
— схемы контроля;
— логической схемы, которая и управляет длительностью импульса;
— схемы защиты.
Это тема другой статьи.
Чтобы стабилизировать выходные напряжения БП, схема ШИМ контроллера «должна знать» величину выходных напряжений. Для этого используется цепь обратной связи (или цепь слежения), выполненная на оптопаре U1 и резисторе R2. Увеличение напряжения во вторичной цепи трансформатора Т1 приведет к увеличению интенсивности излучения светодиода, а следовательно уменьшению сопротивления перехода фототранзистора (входящих в состав оптопары U1). Это приводит на резисторе R2 включенном последовательно фототранзистору к увеличению падения напряжения, и уменьшению напряжения на выводе 1 ШИМки. Уменьшение напряжения заставляет логическую схему, составляющую ШИМ, увеличивать длительность импульса, пока напряжение на 1-м выводе не будет соответствовать заданным параметрам. Процесс обратный, когда напряжение уменьшается.
Есть две реализации цепей обратной связи:
— «непосредственная» на схеме выше, обратная связь снимается непосредственно с вторичного выпрямителя;
— «косвенная» снимается непосредственно с дополнительной обмотки W3 (смотрите рисунок ниже);
Изменение напряжения на вторичной обмотке приведет к изменению его на обмотке W3, которое через R2 передается на 1 вывод ШИМки.

Читайте так же:
Как заклепать алюминиевую заклепку

Ниже приведена реальная схема БП.

1. Блок
Выпрямляет и фильтрует переменное напряжение, а также здесь находится фильтр от помех которые создает сам БП.
2. Блок
Этот блок формирует +5VSB (дежурное напряжение), а также питает контролер ШИМ.
3. Блок
На третий блок (ШИМ — контролер 494) положены такие функции:
— управление транзисторными ключами;
— стабилизация выходных напряжений;
— защита от короткого замыкания.
4. Блок
В состав этого блока входят два трансформатора, и две группы транзисторных ключей.
Первый трансформатор формирует напряжение управления для выходных транзисторов.
1 группа транзисторов усиливает генерируемый сигнал TL494 и передает его первому трансформатору.
2 группа транзисторов нагружена на основной трансформатор, на котором формируются основные напряжения питания.
5. Блок
В состав этого блока входят диоды Шоттки для выпрямления выходного напряжения трансформатора, а также фильтр низких частот. В состав ФНЧ входят электролитические конденсаторы больших емкостей (зависит от производителя БП) и дросселей, а также резисторов для разрядки этих конденсаторов при выключенном БП.

Немного о дежурке.

Различиями между блоками стандарта АТХ от БП стандарта АТ в том, что БП АТХ стандарта имеют источник дежурного напряжения питания. На 9 контакте (20 контактного, фиолетовый провод) разъема вырабатывается напряжение +5VSB которое идет на мат плату для питания схемы управления БП. Эта схема осуществляет формирования сигнала «PS-ON» (14 контакт разъема, зеленый провод).

В данной схеме преобразователь работает на частоте, определяемой в основном параметрами трансформатора Т3 и номиналами элементов в базовой цепи ключевого транзистора Q5 — емкостью конденсатора С28 и сопротивлением резистора начального смещения R48 [1]. Положительная обратная связь на базу транзистора Q5 поступает с вспомогательной обмотки трансформатора Т2 через элементы С28 и R51. Отрицательное напряжение с этой же обмотки после выпрямителя на элементах D29 и С27, в случае если оно превышает напряжение стабилизации стабилитрона ZD1 (в данном случае 16 В) также подается на базу Q5, запрещая работу преобразователя. Таким способом выполняется контроль за уровнем выходного напряжения. Напряжение питания с сетевого выпрямителя на преобразователь поступает через токоограничительный резистор R45, который при его выходе из строя можно заменить предохранителем на ток 500 мА, либо исключить совсем. В схеме на рис.1 резистор R56 номиналом 0.5 Ом, включенный в эмиттер транзистора Q5 является датчиком тока, при превышении тока транзистора Q5 выше допустимого напряжение с него через резистор R54 поступает на базу транзистора Q9 типа 2SC945 открывая его, и тем самым запрещая работу Q5. Подобным образом осуществляется дополнительная защита Q5 и первичной обмотки Т3. Цепочка R47C29 служит для защиты транзистора Q5 от выбросов напряжения. В качестве ключевого транзистора Q5 в указанной модели БП применяются транзисторы KSC5027.
В предыдущей моей статье БП был на аналогичных элементах (дежурка).

А теперь рассмотрим БП вживую.


1. Элементы фильтра сети от помех генерируемых БП.
2. Диодный мост, выпрямляющий переменные 220В.
3. Емкости фильтра сетевого напряжения.
4. Радиатор для выходных транзисторов преобразователя, а также транзистора преобразователя дежурки.
5. Основной трансформатор: развязка с сетью и формирование всех напряжений.
6. Трансформатор для формирования управляющего напряжения выходных транзисторов.
7. Трансформатор преобразователя, формирующий дежурное напряжение.
8. Радиатор для диодов Шоттки.
9. Микросхема ШИМ – контролера.
10. Фильтры выходных напряжений (электролитические конденсаторы).
11. Дроссели фильтра выходных напряжений.

На этом пока остановлюсь. Всем спасибо за столь долгое внимание.
Надеюсь хоть кому то принес пользу 🙂 Жду комментариев и предложений по дополнению.
Продолжение будет.

Поиск неисправностей ШИМ контроллеров

Выявляется легко — плата при попытке старта уходит в защиту; при проверке мультиметром в режиме измерения сопротивлений мосфетов — одно из плеч стабилизатора оказывается в КЗ. КЗ обычно считается сопротивление менее 1 Ома (в большинстве случаев, но не всегда; для справки: на современных и относительно современных топовых ГПУ — к примеру, Radeon 2900 — нормальное сопротивление ядра рабочей видеокарты может быть в районе 0.5Ом; кроме того — сопротивление по линиям питания ГПУ/процессоров/мостов сильно зависит от температуры, и при повышении температуры кристалла градусов на 10-20 меняется в разы, в сторону уменьшения).

Если в КЗ оказалось нижнее плечо — возможно, поврежден не ШИМ, а нагрузка (для ШИМ процессора, к примеру, нагрузкой помимо процессора может являться северный мост).

Неисправный транзистор в однофазном стабилизаторе выявляется легко (тот, который в КЗ — пробит); в многофазном (ШИМ-питатель процессора) — транзисторы по постоянному току оказываются включены параллельно, и выявить поврежденный транзистор на практике можно двумя способами:

Читайте так же:
Как сделать керхер в домашних условиях

1) Рассоединить фазы ШИМ. Проще всего — отпаять дроссели; однако, если пробито и верхнее, и нижнее плечо — единственный вариант это демонтировать транзисторы. Далее — находится пробитый транзистор.

2) Как правило, при пробое полевого транзистора также повреждается диэлектрический слой между затвором и каналом — в итоге пробитый транзистор будет иметь сопротивление затвор-исток от единиц до десятков Ом. Этим можно воспользоваться для "экспресс-диагностики" — достаточно измерить сопротивление затвор-исток пробитого плеча в каждой фазе преобразователя; где сопротивление будет намного ниже — там и проблема. Если подозрительый транзистор не обнаружен — использовать способ 1.

Итак, с поврежденным транзистором определились — теперь его можно смело демонтировать, и ставить на его место такой же либо близкий по параметрам аналог. Однако — предвариельно стоит опять-таки измерить сопротивление между площадками исток-сток пробитого плеча (чтобы убедиться, что КЗ исчезло), а также сравнить сопротивление затвор-исток в исправной фазе и в неисправной после выпайки транзистора т.к. есть ненулевая вероятность повреждения микросхемы драйвера, и возможный (но не обязательный!) симптом — опять-таки явно заниженное сопротивление.

Если сопротивление в норме — впаиваем новый транзистор, впаиваем все выпаянные в процессе диагностики компоненты (если таковые имеются), и пытаемся включить плату.

Настоятельно рекомендуется первый запуск в случае ремонта ШИМ-питатея процессора производить без установленного процессора, выставив VID вручную, или с тестовым процессором. Не поленитесь в случае выставления VID перемычками отследить подключение Vccref/Vssref выводов ШИМ-контроллера для плат s478/s754 и новее — как правило, они заводятся на соответствующие выводы сокета напрямую, и соединяются с Vcc/Vss через резисторы небольшого номинала для адекватной работы ШИМ в случае повреждения контакта сокета одной из линий; однако на некоторых платах резисторы подтяжки к Vcc/Vss отсутствуют — и ШИМ без перемычек Vccref-Vcc и Vssref-Vss в сокете нормально работать не будет.

При наличии возможности запитать отремонтированный преобразователь от отдельного источника (пример — платы с дополнительной косичкой +12В, в которых линии +12 косички не соединены с линиями +12 основного разъема; платы с наличием фильтрующего дросселя перед ШИМ-преобразователем, который можно соответственно временно выпаять) — подавать питание через лампочку 12В 21Вт (выступающую в качестве ограничителя тока). При этом, естественно, преобразователь должен быть ненагруженным, либо — нагруженным небольшой нагрузкой (до нескольких Вт). Если лампочка не светится, и напряжение на выходе в норме (соответствует выставленному) — выключаем БП, возвращаем на место дроссель (если выпаивали) или подключаем косичку доп. питания напрямую, устанавливаем процессор с системой охлаждения, и пытаемся запустить плату.

Если запуск прошел удачно, и плата ожила — можно начинать тестирование под нагрузкой (запустив тот же OCCT), проверяя температуру мосфетов. Если в течение некоторого времени (обычно 5-10 минут хватает для установки температурного режима) перегрева нет (или если температура свеже-впаянного мосфета не сильно отличается от температуры мосфетов в соседних фазах для многофазного преобразователя) — ремонт можно считать успешно законченым, а плату — ставить в тестовый стенд на обкатку.

Проявляются по-разному. От ухода БП в защиту (при этом пробитых мосфетов при проверке не выявлено) до отсутствия или несоответствия номинальному выходного напряжения.

Универсальных решений при этом нет, потому как одни и те же симптомы могут быть вызваны разными причинами, потому ремонт следует начинать с внимательного изучения даташита на ШИМ-контроллер.

Ниже будут рассмотрены несколько типовых случаев, и шаги по диагностике:

1. ШИМ стартует, но после прекращает работу.
Вероятные причины: обрыв петли ОС; перегрузка по току потребления; проблемы с выходными конденсаторами фильтра; проблема с драйвером или ШИМ.
Шаги по диагностике: визуальный осмотр на предмет сколотых элементов; посмотреть осциллографом напряжение на входе Vfb, на выходе ключей, на затворах ключей и на выходных конденсаторах; измерить сопротивление нагрузки стабилизатора и сравнить с типовым для подобных плат.
Примечание: для сдвоенных ШИМ или комбинированных контроллеров ШИМ + линейный стабилизатор — как правило, при аварийном отключении одного из стабилизаторов глохнет и второй.

2. ШИМ не стартует.
Вероятные причины: запуск ШИМ запрещен соответствующим уровнем на входе разрешения запуска (смотреть ДШ конкретного ШИМ); отсутствует одно из питающих напряжений; неисправный ШИМ.
Шаги по диагностике: визуальный осмотр на предмет сколотых элементов; измерение напряжений на выводах ШИМ и сравнение их с указанными в даташите; замена ШИМ на заведомо исправный.

3. Напряжение на выходе не соответствует номинальному (для данной комбинации VID в случае питатешя процессора или для данной нагрузки).
Вероятные причины: проблемы в петле ООС (обрыв/уход номинала одного из резисторов); неисправный ШИМ-контроллер.
Шаги по диагностике: визуальный осмотр на предмет сколотых элементов; для ШИМ процессора — повторно проверить все управляющие сигналы на входах; измерить напряжение на Vfb и сравнить с заявленным в даташите Vref (для ШИМ процессора — с выставленным VID’ами); если не совпадают — заменить ШИМ на заведомо исправный.

4. При старте ШИМ БП уходит в защиту; КЗ на ключах отсутствует.
Вероятные причины: неисправность ШИМ или драйвера ключей.
Шаги по диагностике: для многофазных преобразователей — сравнение сопротивлений затвор-исток фаз (заниженное сопротивление может свидетельствовать о неисправности драйвера); проверка обвязки драйвера/ШИМ (измерение номиналов резисторов, проверка диодов при их наличии, сравнение показаний тестера в режиме измерения сопротивлений на керамических конденсаторах для многофазных ШИМ); замена драйверов и ШИМ на заведомо исправные.

Читайте так же:
Как правильно пользоваться мегаомметром

5. При работе ШИМ — свист; плата не работает или работает нестабильно.
Вероятные причины: обрыв петли ООС или RC-цепочки для предотвращения возбуждения в петле ООС; деградация конденсаторов фильтра.
Шаги по диагностике: визуальный осмотр на предмет сколотых элементов; проверить осциллографом или тестером напряжение на Vfb; проверить осциллографом уровень пульсаций на выходе; заменить конденсаторы фильтра.

Возможна ли проверка ШИМ контроллера мультиметром

Добро пожаловать на ресурс «Электрические схемы» ! Несмотря на тотальное увлечение «юзерством», любители «ковыряться» в электронике и конструировать еще не перевелись, что не может не радовать. У нас те, кто не забыл, как держать в руках паяльник, найдут электрические схемы отечественных и импортных телевизоров, радиоприемников и других бытовых приборов, справочную информацию по электронным компонентам, а также описания и схемы интересных любительских разработок.

В разделе «Новости» вы можете познакомиться с последними достижениями в мире электроники, а на странице Программ поискать полезное для радиоконструктора ПО. Все материалы в свободном доступе без ограничений и скачивание их не требует ни регистрации, ни «подтверждения человечности». Единственная просьба – не использовать материалы, полученные практически даром, в шкурных целях.

Заранее спасибо и Welcome!

12.jpg Для просмотра документов в формате .djvu можно воспользоваться программой просмотра формата, которая не требует установки и может работать с любого носителя. Размер архива — 487 КБ.

Скачать

Если вы не нашли необходимую информацию, то к вашим услугам простая форма обратной связи. Заполните ее, и мы постараемся вам помочь. Эта же форма даст возможность ресурсу публиковать именно те материалы, которые вам интересно было бы увидеть.

693bac16-37bb-11e8-918a-00e04c130b2c_63000e97-d478-11ea-80d1-e0d55e81e32a-270x270.jpeg

Главная » Электронные компоненты » Микросхемы » ШИМ, для импульсных БП » TNY266PN (PWR оригинал) Артикул 450477 Наличие: В наличии Показать наличие в магазинах Цена: –> Интернет цена: 85.50 p Розничная цена: 90.00 p <label>Кол-во: </label>

Широтно–импульсные преобразователи являются конструктивной частью импульсных блоков питания электронных устройств. Разберем, как проверить ШИМ контроллер с применением мультиметра, на примере материнской платы компьютера.

4503.jpg

Проверка на материнской плате

Итак, при включении питания платы, срабатывает защита. В первую очередь, необходимо проверить мультиметром сопротивление плеч стабилизатора.

Для этих целей также может быть использован тестер радиодеталей. Если одно из них показывает короткое замыкание, то есть, измеренное сопротивление составляет меньше 1 Ома, значит, пробит один из ключевых полевых транзисторов.

70640-1.jpg

Выявление пробитого транзистора в случае, если стабилизатор однофазный, не составляет труда – неисправный прибор при проверке мультиметром показывает короткое замыкание. Если схема стабилизатора многофазная, а именно так питается процессор, имеет место параллельное включение транзисторов. В этом случае, определить поврежденный прибор можно двумя путями:

58203-300x221.png

  1. произвести демонтаж транзистора и проверить мультиметром сопротивление между его выводами на предмет пробоя;
  2. не выпаивая транзисторы, замерить и сравнить сопротивление между затвором и истоком в каждой из фаз преобразователя. Поврежденный участок определяется по более низкому значению сопротивления.

Второй способ работает не во всех случаях. Если пробитый элемент определить не удалось, придется все же выпаять транзистор.

Далее производится замена поврежденного транзистора, а также, установка на место всех выпаянных в процессе диагностики радиоэлементов. После этого можно попытаться запустить плату.

Первое включение после ремонта лучше выполнить, сняв процессор и выставив соответствующие перемычки. Если первый запуск был успешным, можно проводить тест с нагрузкой, контролируя температуру мосфетов.

Неисправности ШИМ контроллера могут проявляться так же, как и пробой мосфетов, то есть уходом блока питания в защиту. При этом проверка самих транзисторов на пробой результата не дает.

Кроме этого, следствием нарушения функций ШИМ контроллера может быть отсутствие выходного напряжения или его несоответствие номинальной величине. Для проверки ШИМ контроллера следует вначале изучить его даташит. Наличие высокочастотного напряжения в импульсном режиме, при отсутствии осциллографа, можно определить, используя тестер кварцев на микроконтроллере.

Признаки неисправности, их устранение

Перейдем к рассмотрению конкретных признаков неисправностей ШИМ контроллера.

Остановка сразу после запуска

Импульсный модулятор запускается, но сразу останавливается. Возможные причины: разрыв цепи обратной связи; блок питания перегружен по току; неисправны фильтровые конденсаторы на выходе.

Поиск проблемы: осмотр платы, поиск видимых внешних повреждений; измерение мультиметром напряжения питания микросхемы, напряжения на ключах (на затворах и на выходе), на выходных емкостях. В режиме омметра мультиметром надо измерить нагрузку стабилизатора, сравнить с типовым значением для аналогичных схем.

Импульсный модулятор не стартует

Возможные причины: наличие запрещающего сигнала на соответствующем входе. Информацию следует искать в даташите соответствующей микросхемы. Неисправность может быть в цепи питания ШИМ контроллера, возможно внутренне повреждение в самой микросхеме.

Шаги по определению неисправности: наружный осмотр платы, визуальный поиск механических и электрических повреждений. Для проверки мультиметром делают замер напряжений на ножках микросхемы и проверку их соответствия с данными в даташит, в случае необходимости, надо заменить ШИМ контроллер.

Проблемы с напряжением

Выходное напряжение существенно отличается от номинальной величины. Это может происходить по следующим причинам: разрыв или изменение сопротивления в цепи обратной связи; неисправность внутри контроллера.

Поиск неисправности: визуальное обследование схемы; проверка уровней управляющих и выходных напряжений и сверка их значений с даташит. Если входные параметры в норме, а выход не соответствует номинальному значению – замена ШИМ контроллера.

Отключение блока питания защитой

При запуске широтно-импульсного модулятора, блок питания отключается защитой. При проверке ключевых транзисторов короткое замыкание не обнаруживается. Такие симптомы могут свидетельствовать о неисправности ШИМ контроллера или драйвера ключей.

Читайте так же:
Заточка дисковой пилы в домашних условиях

В этом случае нужно произвести замер сопротивлений между затвором и истоком ключей в каждой фазе. Заниженное значение сопротивления может указывать на неисправность драйвера. При необходимости делается замена драйверов.

Импульсные блоки питания – устройство и ремонт –>

Сервисный центр Комплэйс выполняет ремонт импульсных блоков питания в самых разных устройствах.

Схема импульсного блока питания

Импульсные блоки питания используются в 90% электронных устройств. Но для ремонта импульсных блоков питания нужно знать основные принципы схемотехники. Поэтому приведем схему типичного импульсного блока питания.

Работа импульсного блока питания

Первичная цепь импульсного блока питания

Первичная цепь схемы блока питания расположена до импульсного ферритового трансформатора.

На входе блока расположен предохранитель.

Затем стоит фильтр CLC. Катушка, кстати, используется для подавления синфазных помех. Вслед за фильтром располагается выпрямитель на основе диодного моста и электролитического конденсатора. Для защиты от коротких высоковольтных импульсов после предохранителя параллельно входному конденсатору устанавливают варистор. Сопротивление варистора резко падает при повышенном напряжении. Поэтому весь избыточный ток идет через него в предохранитель, который сгорает, выключая входную цепь.

Защитный диод D0 нужен для того, чтобы предохранить схему блока питания, если выйдет из строя диодный мост. Диод не даст пройти отрицательному напряжению в основную схему. Потому, что откроется и сгорит предохранитель.

За диодом стоит варистор на 4-5 ом для сглаживания резких скачков потребления тока в момент включения. А также для первоначальной зарядки конденсатора C1.

Активные элементы первичной цепи следующие. Коммутационный транзистор Q1 и с ШИМ (широтно импульсный модулятор) контроллер. Транзистор преобразует постоянное выпрямленное напряжение 310В в переменное. Оно преобразуется трансформатором Т1 на вторичной обмотке в пониженное выходное.

И еще – для питания ШИМ-регулятора используется выпрямленное напряжение, снятое с дополнительной обмотки трансформатора.

Работа вторичной цепи импульсного блока питания

Во выходной цепи после трансформатора стоит либо диодный мост, либо 1 диод и CLC фильтр. Он состоит из электролитических конденсаторов и дросселя.

Для стабилизации выходного напряжения используется оптическая обратная связь. Она позволяет развязать выходное и входное напряжение гальванически. В качестве исполнительных элементов обратной связи используется оптопара OC1 и интегральный стабилизатор TL431. Если выходное напряжение после выпрямления превышает напряжение стабилизатора TL431 включается фотодиод. Он включает фототранзистор, управляющий драйвером ШИМ. Регулятор TL431 снижает скважность импульсов или вообще останавливается. Пока напряжение не снизится до порогового.

Ремонт импульсных блоков питания

Неисправности импульсных блоков питания, ремонт

Исходя из схемы импульсного блока питания перейдем к ее ремонту. Возможные неисправности:

  1. Если сгорел варистор и предохранитель на входе или VCR1, то ищем дальше. Потому, что они так просто не горят.
  2. Сгорел диодный мост. Обычно это микросхема. Если есть защитный диод, то и он обычно горит. Нужна их замена.
  3. Испорчен конденсатор C1 на 400В. Редко, но бывает. Часто его неисправность можно выявить по внешнему виду. Но не всегда. Иногда внешне исправный конденсатор оказывается плохим. Например, по внутреннему сопротивлению.
  4. Если сгорел переключающий транзистор, то выпаиваем и проверяем его. При неисправности требуется замена.
  5. Если не работает ШИМ регулятор, то меняем его.
  6. Замыкание, а также обрыв обмоток трансформатора. Шансы на починку минимальны.
  7. Неисправность оптопары – крайне редкий случай.
  8. Неисправность стабилизатора TL431. Для диагностики замеряем сопротивление.
  9. Если КЗ в конденсаторах на выходе блока питания, то выпаиваем и диагностируем тестером.

Примеры ремонта импульсных блоков питания

Например, рассмотрим ремонт импульсного блока питания на несколько напряжений.

Неисправность заключалась в в отсутствии на выходе блока выходных напряжений.

Например, в одном блоке питания оказались неисправны два конденсатора 1 и 2 в первичной цепи. Но они не были вздутыми.

На втором не работал ШИМ контроллер.

На вид все конденсаторы на снимке рабочие, но внутреннее сопротивление у них большое. Более того, внутреннее сопротивление ESR конденсатора 2 в кружке оказалось в несколько раз выше номинального. Этот конденсатор стоит в цепи обвязки ШИМ регулятора, поэтому регулятор не работал. Работоспособность блока питания восстановилась только после замены этого конденсатора. Потому что ШИМ заработал.

Ремонт компьютерных блоков питания

Пример ремонта блока питания компьютера. В ремонт поступил дорогой блок питания на 800 Вт. При его включении выбивало защитный автомат.

Выяснилось, что короткое замыкание вызывал сгоревший транзистор в первичной цепи питания. Цена ремонта составила 3000 руб.

Имеет смысл чинить только качественные дорогие компьютерные блоки питания. Потому что ремонт БП может оказаться дороже нового.

Цены на ремонт импульсных БП

Цены на ремонт импульсных блоков питания очень отличаются. Дело в том, что существует очень много электрических схем импульсных блоков питания. Особенно много отличий в схемах с PFC (Power Factor Correction, коэффициент коррекции мощности). ЗАС повышает КПД.

Но самое важное – есть ли схема на сгоревший блок питания. Если такая электрическая схема есть в доступе, то ремонт блока питания существенно упрощается.

Стоимость ремонта колеблется от 1000 рублей для простых блоков питания. Но достигает 10000 рублей для сложных дорогих БП. Цена определяется сложностью блока питания. А также сколько элементов в нем сгорело. Если все новые БП одинаковые, то все неисправности разные.

Например, в одном сложном блоке питания вылетело 10 элементов и 3 дорожки. Тем не менее его удалось восстановить, причем цена ремонта составила 8000 рублей. Кстати, сам прибор стоит порядка 1 000 000 рублей. Таких блоков питания в России не продают.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector