Sanitaryhygiene.ru

Санитары Гигиены
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Импульсные блоки питания; устройство и ремонт

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.

Принципиальная схема 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.

ремонт импульсного блока питания в блоке защиты и управления

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.

ремонт компьютерного блока питания

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.

LED TV PANASONIC TX-LR50B6 шасси KM21E – после перенапряжения по сети.

Аватар пользователя svdok

Принесли в ремонт LED TV PANASONIC TX-LR50B6 шасси KM21E – после перенапряжения по сети. В доме перегорела почти вся бытовая техника. Хозяину не повезло. Что произошло конкретно, он не говорит, но холодильник, стиральная машина и телевизор перестали работать. Вскрыли телевизор в сервисе и начали диагностику для определения неисправности, даже не догадываясь с чем столкнулись. Но всё по порядку.

Читайте так же:
Плотность тока для медного кабеля

Состав ТВ PANASONIC TX-LR50B6 chassis (KM21E):
Panel — LC500DUE(SF)(R1)
T-CON — 6870C-0452A (в составе UC 1 — LG 5831, U 2 — RT 6903 B , U 3 — 14 FD 28 pin , U 1 — 24 C 16 RP (416 RP ))
Main— TNP4G548А (в составе NAND IC8900 — 29FIGO8ABAEA, Тюнер TDSA-G220D TV6705, УНЧ IC4900 — Y176 1309V, процессор IC8000-под радиатором, IC6800 — SonyD2837ER, IC5000 — AN34043AA, IC5400 — RT7257DN, IC5420 — RT7257DN, IC5421 — RT7257CL, IC5705 — RT7257CL, IC5704 — LD1117AL, IC8100 — RT7247AL, IC8101— RT7277)
PSU — TNPA5807

LED Driver – TNP4G549

Включили телевизор. Напряжения на боке питания и материнке в норме:
PNL12V — 12 V
SUB1.1V — 1.15V; SUB1.5V — 1.5V; SUB3.3V -3,2V; SUB5V — 5.0 V;
HDMI3.3V -3.3V
24V (PANEL) — 23 V; 16V — 15.4V;
5VS -5.2V
PFC — 393V

Изображения нет. Подсветка не работает. По схеме – два канала запитки светодиодных планок. Замер напряжений на преобразователе, на выходных конденсаторах показал – на одном канале (выход 1 – прыгает от 100 В – до 170 В), на другом канале (выход 2 – держится стабильно 70 В). Параметров напряжения на выходе драйвера подсветки в схеме не приводятся. Понятно только, что подсветка динамическая, регулируется ток через линейку светодиодов. Токоограничительных резисторов в схеме нет. Понятно стало, что проблема связана с выгоранием светодиодов в обоих каскадах подсветки. Надо разбирать 50-и дюймовую панель для ремонта.

Согласовали с хозяином, он согласился. Это ещё та работа! Кто не знает – пусть смотрит фото ремонта. Сломать матрицу при разборке легко. Демонтаж и сборка панели производится в идеально чистом помещении, так как никакой пыли не должно быть на плоскостях матрицы.

Демонтаж «корыта» со сведодиодными линейками, произведён успешно.

Теперь замер на наличие поврежденных светодиодов. На каждый светодиод, в соответствии с его полярностью, подаём с лабораторного блока питания +2,8 В и оцениваем его светимость, и ток потребления. Найдено три сгоревших светодиода. Два из которых находятся в одном канале, а один в другом. В каждом канале светодиодной подсветки находится по 30 светодиодов. Всего в «корыте» – 60 светодиодов.

Для ремонта удаляем сгоревшие светодиоды и на планку припаиваем сверху отрезок стринга со своим заменным светодиодом, потом естественно проверяем всю цепочку последовательно соединённых светодиодов в двух стрингах, образующих одну линейку из 10 светодиодов. Когда все линейки проверены, собираем рассеиватели в «корыто», закрываем его планкой держателем матрицы. Далее, со всей предосторожностью, вставляем стекло самой матрицы, центрируем её и закрепляем металлические уголки – фиксаторы. Всё теперь собранную панель устанавливаем в корпус телевизора, навешиваем платы и соединяем их шлейфами.

Далее произошло самое неприятное. Включаем телевизор и видим, что подсветка работает. Напряжения в каналах светодиодных драйверов, на конденсаторах — стало одинаковым +115 В. А Светодиоды видно что светятся, но матрица чёрная, изображения нет.

А вот этого мы не ожидали увидеть, но оказалось, что мы только начали ремонт этого ТВ. Майн представляет из себя плату с мультипроцессором и с одной большой микросхемой памяти – NAND IC 8900 — 29 FIGO 8 ABAEA . Нет на плате другой программируемой памяти, всё зашито в NAND.

К тому же, на экране периодически появлялись кое-какие артефакты, ввиде хоотически мелькающих цифр в основном указывающие на то, что включен режим телетекстового формата. На пульт ТВ не реагировал. Всё это было похоже на слетевшую прошивку NAND и неисправность T-CON.

Изучив интернет ресурс по возможности заказа MAIN — TNP4G548А и T-CON — 6870C-0452A, было по согласованию с клиентом, принято решение о закупке модулей для ремонта. Это оказалось наиболее правильным решением с точки зрения затрат времени на ремонт и эффективности самого ремонта.

Установка новых модулей решила проблему. Телевизор запустился сразу, как положено. Произвёл настройку каналов, формата изображения и параметров картинки.

Замер напряжения на рабочем TCon 6870C-0452A:

VA1— +11.92V, VGL— (-5V), VGH— +28,9V, HVDO— +8V, VIN— +11,91V, VCONL_FB— +7,2V, VCC18— +1,8V, VDD— +16V, VCC— +3,3V, GCLK— +1,3v, MCLK— +0,6V, GST— 0V, EO— 0V, GIP_RST— (-4,8V), ZD1— +15,9V, CLK1— +6,8V, CLK2— +6,8V, CLK3— +6,8V, CLK4— +6,8V, CLK5— +6,8V, CLK6— +6,8V,

VGH_R-+28,6V, VGH_F— (-4,9V), VGH_O— (-4,9V), VGH_E— (-4,9V), VGL_I— (-4,9V),

VST— +7,2V, VCOMR_FB— +7,2V

После настройки яркости подсветки, напряжение непосредственно на разъёме, на выходе драйверов подсветки на светодиоды стало — 100 V. Что соответствует 3,33 В на один светодиод.

Еще раз о передатчиках и приемниках 433 МГц

Простейший комплект из приемника и передатчика ISM-диапазона 433 МГц завоевал заслуженную популярность в среде любителей электроники. Комплекты дешевы (даже в «Чипе-Дипе» их можно купить рублей за 300, а на Ali, говорят, вообще за полтинник), просты и надежны. Кроме того (о чем вы, возможно, не подозреваете), это самый дальнодействующий и проникающий способ беспроводного обмена данными — сигнал на частоте 433 МГц куда лучше проходит через препятствия и действует на более далеком расстоянии, чем в популярном диапазоне 2,4 ГГц (433 МГц полностью задерживаются стенкой в полметра бетона, а Wi-Fi умирает уже на 10 сантиметрах). Допускаю, что недавно появившиеся модули MBee-868, будучи снабженными соответствующей (направленной) антенной, «стреляют» дальше, но они как минимум на порядок дороже, сложнее в подключении, требуют управления энергосбережением и предварительной настройки. И вдобавок частота 868 МГц вдвое хуже проходит через препятствия (хотя, конечно, несравненно лучше частоты 2,4 ГГц).

Читайте так же:
Что нужно для установки светодиодной ленты работающей от розетки

О приемниках-передатчиках 433 МГц написано очень много (в том числе и на хабре, конечно). Однако, правильно включать в схему этот комплект по какой-то странной причине, кажется, не умеет никто. Когда я в который раз прочел вот тут, что комплект «принимал на 8-ми метрах в пределах прямой видимости, 9-ый метр осилить не удалось», мое терпение лопнуло. Какие еще 8 метров?! В 40-50 я бы поверил, хотя в реальности, наверное, дальность еще больше.

Стоит заметить, что я далее решаю задачу создания линии для передачи произвольных данных, а не просто управления какими-нибудь умными розетками или мотором модели катера. Моя задача сложнее, но все-таки расстояние надежной работы у меня оказывается гораздо больше. Причем в такой задаче важно не только и не столько расстояние в пределах прямой видимости (оно может служить только для сравнения), сколько способность проникать через различные препятствия.

У меня такой комплект работает за городом на расстоянии примерно 25-30 метров под острым углом к бревенчатой стенке, так, что на пути сигнала оказывается примерно метр (в сумме) стен и перегородок, причем частично экранированных фольгированным утеплителем. На гораздо меньшем расстоянии, почти прямо за стенкой, WiFi уже полностью теряет сигнал. В городе сигнал добивает от одного конца трехкомнатной городской квартиры к другому через две межкомнатные перегородки, а также с балкона, где по прямой линии между передатчиком и приемником не менее 80 сантиметров кирпичной кладки и гипсолитовая перегородка. Никаких более дорогих вариантов комплектов, упомянутых в приведенном обзоре, я не употреблял.

Дополнительный плюс комплекта в том, что в паузах передатчик не потребляет ничего, причем без всяких специальных режимов Sleep, просто по принципу своего устройства (ток потребления в покое сравним с токами коллекторной утечки запертого транзистора, то есть порядка 100 нА).

Давайте разберемся, в чем тут подводные камни.

Подключение передатчика

Передатчик (он носит название FS1000A), как мы видим из его схемы ниже, представляет собой простейший генератор на основе ПАВ-резонатора на 433 МГц. Генератор собран на транзисторе Q1, а транзистор Q2, на базу которого подаются цифровые данные — просто ключ, который подключает генератор к питанию (к шине GND) при наличии высокого уровня (логической единицы) на входе. Питание может быть от 5 до 12 вольт, причем, по утверждению производителей, чем выше питание, тем дальше работает связь.

Принципиальных преимуществ увеличенного питания в рамках своей задачи я не заметил. Тем не менее, не следует пренебрегать фактом, что особых требований к питанию тут не предъявляется, и при повышенном напряжении девайс будет работать только лучше. Удобно подключать передатчик непосредственно к напряжению с адаптера 9-12 вольт, аккумулятора или комплекта из 6 батареек (контакт Vin Arduino). При нестабилизированном питании, которое может превышать 12 вольт (как, например, у аккумуляторов) я обычно развязываю передатчик от основной схемы отдельным 9-вольтовым стабилизатором (можно простейшим 78L09), причем разницы в работе между питанием 9 и 12 вольт я не наблюдаю никакой. У Uno или Nano можно для питания самого контроллера и остальных схем (например, датчиков) при этом использовать встроенный стабилизатор 5 вольт, а для Mini (особенно — его дешевых клонов) я бы посоветовал поставить отдельный 5-вольтовый стабилизатор, подключив его к выводу 5V.

Следует отметить, что в последнее время стали появляться передатчики, выглядящие несколько нестандартно (см. рис. ниже). Оказалось, что отсутствие дросселя L1 (трехвиткового), от которого остались только отверстия — фикция, он просто заменен на соответствующий SMD-компонент. Хуже в этом варианте другое: неряшливая полиграфия может ввести в заблуждение относительно подключения выводов данных и питания. Правильное подключение показано на рисунке, оно для всех вариантов одинаково:

Самое поразительное в этом деле — то, что при перепутанном подключении данных и питания передатчик на небольших расстояниях продолжает работать! Если вы рассмотрите схему, то поймете в чем дело: база Q2 через резистор при этом оказывается подключенной к питанию, транзистор всегда открыт, и влияния на работу схемы не оказывает. А логический высокий уровень на шине питания просто запитывает в нужный момент генератор. Несуразности начинаются на некотором расстоянии — понятно, что из логического вывода источник питания получается плохой.

Подключение приемника

При приобретении приемника (он может носить название вроде MX-RM-5V или XD-RF-5V) обращайте внимание на длину выводов — мне как-то попалась целая партия с укороченными штырьками, отчего из стандартного разъема PBS приемник вываливался при малейшем перекосе и его приходилось к плате специально крепить.

У приемника схема гораздо сложнее (я ее не буду воспроизводить, но можете ознакомиться, например, тут). Она должна принять и усилить высокочастотный сигнал, отфильтровать частоту 433 МГц, выделить всплески и преобразовать их в логические уровни. Приемник имеет подстроечный дроссель (посередине платы), но без точных приборов для измерения амплитудно-частотной характеристики я его крутить не советую — скорее всего, вы ничего не улучшите, а только испортите.

Так как уже на небольшом расстоянии сигнал будет гораздо меньше помехи, понятно, что мы с помехами должны бороться по всем фронтам: и схемотехническими и программными методами. Последнее за нас делают библиотеки, но какая бы математика не применялась в программной обработке, желательно сначала сделать все для того, чтобы логическая единица на выходе появлялась только при всплеске полезного сигнала и не появлялась при наличии помехи. Иными словами, классно было бы от помех при приеме отстроиться заранее по максимуму.

Стандартный метод снижения помех, известный в мои времена каждому школьнику, собравшему хоть один радиоприемник или усилитель, заключается в том, что для чувствительных к помехам узлов необходимо делать отдельное питание, по максимуму изолированное от остальных схем. Можно его делать разными методами: когда-то ставили отдельный стабилитрон, сейчас часто изолируют питание проблемного узла LC-фильтром (так рекомендуется поступать, например, для АЦП, посмотрите даташиты на AVR-контроллеры). Но в наших условиях, когда современные компоненты невелики и дешевы, проще просто поставить на приемник отдельный от всего остального стабилизатор.

Читайте так же:
Lkp pl065 уменьшить ток подсветки

Стабилизатор, например, типа LP2950-5.0 плюс два необходимых конденсатора к нему в самом дешевом варианте (когда оба конденсатора — керамические, в диапазоне 1–3,3 мкФ) добавит к стоимости вашей схемы рублей шестьдесят максимум. Но я предпочитаю не экономить: на выходе ставлю обычный керамический, а на входе электролит (10–100 мкФ), причем твердотельный (полимерный) или танталовый. Обойтись керамическими конденсаторами и там и там можно, если входное напряжение 7-12 вольт поступает с батареек-аккумуляторов или с другого аналогового стабилизатора. Импульсные стабилизированные источники и простейшие нестабилизированные выпрямители требуют дополнительной фильтрации. Можно использовать дешевый алюминиевый электролит, если ставить параллельно ему керамический 0,1 мкФ, еще лучше поставить на входе последовательную индуктивность в несколько долей или единиц миллигенри.

Стабилизатор следует устанавливать прямо около приемника, длина проводников должна быть минимальна. Вместо LP2950 можно взять LM2931 или аналогичный с маленьким проходным напряжением (это особенно важно, если схема питается от батареек — для обычного LM78L05 входное напряжение должно быть не менее 7,5, а лучше 8-9 вольт).

Сравнив со случаем питания приемника непосредственно от Arduino, как рекомендуется во всех публикациях (исключений я не встречал), вы поразитесь полученному эффекту — дальность и способность проникать через стенки сразу увеличивается в разы. Приемник вместе со стабилизатором для удобства можно вынести в отдельную маленькую коробочку. Связать его выход с контроллером в основном корпусе можно любым трехжильным проводом (два питания и сигнальный проводник) длиной до 3 метров, а может быть и больше. Удобнее это потому, что еще нужны антенны, и по правилам будет лучше, если они будут параллельны друг другу в пространстве, а большие корпуса не всегда удается разместить так, чтобы антенны торчали в нужной ориентации.

В простейшем варианте в качестве антенн можно обойтись обрезками одножильного провода сечением не меньше 0,5 мм и длиной 17 см ± 1-3 мм. Не следует употреблять многожильный монтажный провод! В продаже имеются более компактные спиральные антенны, но я лично их эффективность не испытывал. Кончик антенны и у передатчика и у приемника запаивается в соответствующее отверстие в углу платы (не ошибитесь в модернизированном варианте передатчика — там слово ANT тоже не на месте, см. рис. выше).

Формирование и обработка передаваемых данных

Это второй крупный недостаток большинства обзоров по нашей теме: авторы ограничиваются какой-то локальной задачей, не формулируя ее в общем виде, как передачу произвольных данных одним пакетом. Как вы поняли из описания выше, передаваться нашим комплектом может только простая последовательность бит. Стандартная библиотека VirtualWire кодирует их специальным образом (каждая тетрада кодируется 6-ю битами, впереди добавляется синхронизирующий заголовок, и еще добавляется контрольная сумма для всего пакета) и на выходе превращает в более привычную последовательность байт. Но разбираться с ней уже приходится программисту самостоятельно.

Далее мы считаем, что передатчик и приемник подключены к Arduino. Кроме VirtualWire, в связи с бумом «умных домов», есть еще много всякого подобного, вроде RC-Switch или RemoteSwitch, но они ориентированы на другие задачи, и для передачи произвольных данных их употреблять явно не стоит.

Максимальная длина одного сообщения в VirtualWire равна 27 байт (см. документацию). Передача одного полного сообщения (оно автоматически дополняется сигнатурой 0xb38, значением длины сообщения и контрольной суммой) при выбранной мной скорости 1200 бит/с составляет 0,35 секунды.

Чем больше, кстати, выбранная скорость передачи, тем дальность передачи будет меньше. По опыту применения RS-232 известно, что при увеличении дальности допустимая скорость передачи экспоненциально падает: на скорости 19200 неэкранированная линия работает на 15 метров, на 9600 — 150 метров, а на скорости 1200 — более километра. Интересно было бы экспериментально выяснить характер этой зависимости для нашего случая, ведь очень много здесь зависит и от применяемой математики.

Инициализация передатчика в VirtualWire выглядит так:

Разберем принципы формирования данных на конкретном примере. Пусть у нас имеется выносной датчик температуры-влажности. Он выдает значения (переменные temperature и humidity) в формате действительного числа со знаком (float). Чтобы было проще разбираться на приемном конце, будем все приводить к виду положительного целого числа с числом десятичных разрядов не менее 4, переводить разряды по отдельности в ASCII-символы, передавать получившуюся строку, а на приемном конце выполнять обратные операции. Конечно, можно упростить задачу (например, обойтись без преобразования в ASCII и укоротить числа), но в таком виде она получается единообразной для почти любых разновидностей цифровых данных, что упрощает разборку при приеме.

На практике для формирования сообщения удобно воспользоваться типом String, примерно так:

Если требуется передавать более точные числа с большим количеством разрядов, то вы просто увеличиваете длину массива msg. Глобальные «волатильные» переменные tmpr и hum нужны в случае, если вы осредняете несколько показаний, в противном случае они тоже могут быть объявлены локальными внутри функции loop(). Сообщение, как видите, состоит из значений преобразованных температуры и влажности, в ASCII-строках по четыре байта каждое, предваряемых строкой из трех символов «DAH» (символы могут быть любыми другими из таблицы ASCII). Это сигнатура, которая позволит выделить данное сообщение из числа возможных других, посылаемых аналогичными устройствами. Не пренебрегайте сигнатурой, даже если вы полагаете, что других устройств поблизости в этом диапазоне не предвидится, заодно она служит дополнительной гарантией целостности принимаемых данных.

Читайте так же:
Сила тока светодиода телевизора

Заметьте также, что при преобразовании строки в массив необходимо указать на один символ больше, чем суммарная длина сообщения (3+4+4=11), это учитывается нулевой символ, замыкающий строку. А величина массива msg[] должна быть указана с запасом и может быть любой, в данном случае от 13 до 27 байт. При передаче все равно отправится ровно столько, сколько вернет функция strlen(msg), то есть 11 байт + нулевой символ.

В приемной части полученный массив ASCII-кодов придется разбирать (парсить). Но сначала нужно его принять. Для инициализации приема выполняются следующие действия:

Собственно прием с разборкой строки такой:

Надеюсь, у вас теперь будет меньше вопросов по применению этих дешевых и удобных в применении устройств.

ШИМ контроллер инвертора задней подсветки OZ9938 Оставить комментарий

Количество вновь появляющихся микросхем, специально разработанных для управления инверторами задней подсветки LCD-экранов, постоянно увеличивается. Микросхемы, предназначенные для управления задней подсветкой, образуют уже целый класс микросхем, причем достаточно многочисленный. При всем этом для данного класса микросхем присуще еще и внутреннее деление на отдельные подклассы, отличающиеся областью применения и схемотехникой построенных на их базе инверторов. В этом номере мы даем обзор одного из контроллеров, выпускаемых компанией O2Micro, и предназначенного для управления инвертором, построенным по схеме двухтактного преобразователя. Хочется отметить, что преобразователи этого типа нечасто встречаются в практике, а поэтому вызывают целый ряд вопросов у специалистов сервисных служб.

Двухтактные преобразователи, называемые еще преобразователями Push-Pull (тяни-толкай), не обладают какими-либо серьезными преимуществами перед другими преобразователями, как, впрочем, не имеют они серьезных недостатков. Одним словом – это «середнячки» инверторной схемотехники. Именно потому, что у них нет какого-то одного серьезного преимущества (например, самой низкой стоимости, или самого высокого КПД), их использование не носит массового характера. Тем не менее, элементная база для построения инверторов задней подсветки по схеме двухтактного преобразователя имеется, и одним из таких примеров является контроллер OZ9938.

Напомним, что представляет собой двухтактный преобразователь задней подсветки. Его эквивалентная схема представлена на рис.1.

Преобразователь состоит из следующих основных элементов:

два силовых ключа – транзисторы Q1и Q2;

– импульсный повышающий трансформатор T1 со средней точкой в первичной обмотке;

Транзисторы Q1и Q2 открываются поочередно (в противофазе), в результате чего ток в первичной обмотке протекает то по одному ее плечу, то по другому. При этом во вторичной обмотке трансформатора создается переменная ЭДС, прикладываемая к лампе задней подсветки. Время открытого состояния транзисторов определяет величину ЭДС, наведенной во вторичной обмотке, т.е. регулировкой длительности открывающих импульсов на затворах Q1 и Q2 можно изменять величину напряжения на лампе и регулировать, тем самым, ее яркость. Управление транзисторами осуществляет ШИМ-контроллер, называемый контроллером задней подсветки (BackLight-контроллером). Для стабилизации яркости свечения лампы и защиты от разных аварийных режимов, на вход ШИМ-контроллера подается сигнал обратной связи (FB) пропорциональный величине тока лампы.

Итак, важнейшим элементом двухтактного преобразователя является ШИМ-контроллер, функцией которого является формирование управляющих импульсов для ключевых транзисторов. Современной электронной промышленностью выпускается множество различных контроллеров для управления лампами задней подсветки. При этом тип контроллера и его архитектура определяются схемотехникой инвертора, т.е. для схемы Ройера, двухтактного, полумостового и мостового преобразователя разработаны собственные контроллеры. И вот одним из контроллеров для построения двухтактного преобразователя, является OZ9938.

Особенностями контроллера OZ9938 являются:

– формирование на выходах ШИМ-импульсов положительной полярности;

– работа на фиксированной частоте;

– управление «поджигом» ламп с положительным или отрицательным импедансом;

– наличие встроенной функции «интеллектуального» управления лампами CCFL как в режиме «поджига», так и в режиме нормальной работы;

-наличие встроенной функции защиты от обрыва ламп;

– наличие встроенной защиты от превышения напряжения на лампах;

– наличие оптимизированной функции «мягкого» старта.

Контроллер OZ9938 является контроллером, разработанным для управления лампами CCFL в полногабаритных LCD-дисплеях с количеством ламп от 2 до 6. при этом контроллер обладает хорошими эксплуатационными характеристиками и невысокой стоимостью. Контроллер позволяет преобразовать нерегулируемое постоянное напряжение в близкое к синусоидальному напряжение на лампе. На выходе контролера формируется два управляющих сигнала, обеспечивающих подобное преобразование. Микросхема OZ9938 выпускается в 16- контактном корпусе (рис.2) типа SOIC или DIP.

Назначение сигналов микросхемы описывается в табл.1, а ее основные электрические характеристики – в табл.2.

Таблица 1

Выходной управляющий ШИМ-сигнал

Контакт для подключения конденсатора, задающего время «поджига» и времен-ную задержку при отключении

Вход регулировки яркости лампы

Вход сигнала от токового датчика

Вход сигнала обратной связи по напря-жению

Вход защиты от обрыва ламп и защиты от превышения напряжения

Вход сигнала включения/выключения микросхемы

Контакт для подключения конденсатора, задающего частоту внутреннего ШИМ-регулятора яркости лампы. Кроме того, этот контакт позволяет выбрать анало-говую регулировку яркости лампы.

Контакт для подключения конденсатора, задающего время «мягкого» старта

Контакт для подключения частотозада-ющего резистора и конденсатора

«Земля» аналоговой части микросхемы

Выходной управляющий ШИМ-сигнал

«Земля» цифровой части микросхемы

Блок-схема контроллера OZ9938 представлена на рис.3.Рассмотрим принципы функционирования этого контроллера.

Таблица 2

Рабочее значение питающего напряжения, VDDA

Максимальное значение питающего напряжения, VDDA

Напряжение на сигнальных контактах

Рабочая частота, CT

Напряжение аналогового сигнала регулировки яркости, DIM

Ток потребления в рабочем режиме

Ток потребления в режиме ожидания

Запуск

Для включения микросхемы используется сигнал ENA (конт.10), установка которого в высокий уровень (более 2В) приводит к ее запуску. Если напряжение на контакте ENA становится менее 1В, микросхема выключается.

Soft Start

Для обеспечения функции мягкого старта (Soft Start), в микросхеме OZ9938 используется патентованная фирменная технология, разработанная компанией O2Micro. Эта технология, называемая multi-task (многофункциональная, многозадачная), подразумевает, что функция мягкого старта комбинируется с функцией компенсирующей петли, что позволяет обеспечить наилучшие значения пусковых характеристик. Эти функции обеспечиваются внешним конденсатором, подключаемым к контакту SSTCMP (конт.12). В момент запуска внутренний источник тока обеспечивает заряд этого конденсатора. По мере заряда конденсатора постепенно растет и мощность, потребляемая трансформатором, а, следовательно, и мощность нагрузки. Все это приводит к уменьшению пусковых токов и повышению надежности функционирования ламп CCFL.

Читайте так же:
Ue32d5000pw уменьшить ток подсветки

Процесс «поджига» лампы

В момент, когда питающее напряжение OZ9938 превысит порог включения, микросхема позволяет активизировать внутренний таймер «поджига». При этом в период «поджига» лампы задающий генератор контроллер работает на частоте, вычисляемой по формуле (1):

Процесс «поджига» лампы контролируется микросхемой OZ9938 для того, чтобы гарантировать подачу на лампы соответствующего напряжения в течение определенного периода времени. Такой контроль должен гарантировать включение лампы и при этом защитить инвертор при неисправностях во вторичной части трансформатора. Напряжение на вторичной стороне трансформатора контролируется за счет сигнала обратной связи, подаваемого на вход VSEN (конт.6). Если напряжение на контакте VSEN достигает уровня примерно 3.0В, то контроллер начинает регулировать выходное напряжение трансформатора путем изменения длительности выходных импульсов. Появление напряжения величиной около 3.0В на контакте VSEN означает, что лампа «зажглась», т.е. что прочес «поджига» завершился успешно. Время «поджига» ограничивается внешним конденсатором, подключаемым к выводу TIMER (конт.3). Пока конденсатор заряжается и пока напряжение на нем не достигнет величины 3.0В, длится период «поджига». Длительность периода «поджига» определяется с учетом следующей зависимости (2):

Если же лампа не зажглась в течение периода «поджига», т.е. напряжение на контакте VSEN не достигло значения 3.0В к тому времени, когда на контакте TIMER напряжение уже стало равным 3.0В, микросхема OZ9938 выключается, и при этом состояние блокировки защелкивается. Для перезапуска контроллера и продолжения работы после такой блокировки, необходимо выключить и затем снова подать питающее напряжение VDDA, или сбросить и снова установить сигнал ENA.

Период нормальной работы

После включения лампы, через нее начинает протекать ток, величина которого контролируется через контакт ISEN (конт.5). Если напряжение на выводе ISEN становится больше 0.7В, то ШИМ-контроллер входит в режим нормальной работы. В этом режиме величина среднего тока лампы регулируется за счет изменения длительности рабочего времени импульсов, формируемых на выходе контроллера (DRV1 и DRV2). Частота задающего генератора на этапе нормальной работы определяется номиналами резистора и конденсатора, подключенных к выводу CT (конт.13), и эта частота рассчитывается по формуле (3):

Постоянство рабочей частоты позволяет уменьшить явление интерференции между инвертором и LCD-панелью, характерное для инверторов с изменяемой частотой генерации. На контакте СT формируется пилообразное напряжение амплитудой 2В.

Защита от обрыва ламп

Если во время нормальной работы инвертора, цепь протекания тока лампы CCFL вдруг прерывается, то на выводе SSTCMP (конт.12) начинает резко расти напряжение. И когда это напряжение достигнет величины 2.5В, внутренний источник тока начнет зарядку внешнего конденсатора, подключенного к выводу TIMER (конт.3). И вот в момент, когда напряжение на выводке TIMER достигнет величины примерно 3.0В, выходы контроллера блокируются и это состояние защелкивается. Для перезапуска контроллера и продолжения работы после такой блокировки, необходимо выключить и затем снова подать питающее напряжение VDDA, или сбросить и снова установить сигнал ENA.

Временная задержка при срабатывании защиты позволяет избежать блокировки контроллера при скачках питающего напряжения VIN, а также при использовании ламп с положительной характеристикой импеданса.

Длительность задержки при срабатывании защиты от обрыва ламп определяется с учетом следующей зависимости (4):

Защита от превышения напряжения и превышения тока

Состояния превышения напряжения и превышения тока контролируются через вход VSEN (конт.6). Если во время нормальной работы инвертора, цепь протекания тока лампы CCFL вдруг прерывается, то напряжение контакта VSEN начинает возрастать. Когда это напряжение сравняется с напряжением на контакте OVPT (конт.7), начинается регулировка длительности рабочего цикла выходных импульсов и активируется таймер защиты (см. предыдущий раздел). Уровень напряжения OVPT задается разработчиком схемы с помощью внешних резистивных делителей, и он должен быть менее 3.0В. Это напряжения задает общий порог срабатывания защиты и является индивидуальным для каждой схемы. Дальнейшая блокировка и выход из состояния блокировки происходит точно так же, как это было для защиты от обрыва ламп.

Регулировка яркости

Регулировка яркости в OZ9938 может осуществляться одним из трех способов:

– внутренним низкочастотным ШИМ;

Аналоговая регулировка активируется, если ко входу LCT (конт.11) прикладывается сигнал высокого уровня (более 3В). В этом случае аналоговый сигнал постоянного тока величиной от 0.5В до 1.25В, приложенный ко входу DIM (конт.4), управляет величиной тока через CCFL-лампу.

Внутренняя низкочастотная ШИМ-регулировка используется в случае, если ко входу LCT подключаются внешний резистор и внешний конденсатор. В результате, на контакте LCT начинает генерироваться низкочастотное пилообразное напряжение амплитудой около 1.5В, частота которого определяется формулой (5):

Полученное пилообразное напряжение сравнивается внутренним ШИМ-компаратором с аналоговым напряжением контакта DIM. В результате, внутри OZ9938 формируются положительные импульсы с изменяющейся длительностью рабочего цикла. Длительность рабочего цикла (duty cycle) равна примерно 100%, если напряжение на входе DIM выше 1.5В, и это соответствует максимальной яркости лампы. Если же величина входного сигнала DIM менее 0.1В, то длительность рабочего цикла равна практически 0%, что соответствует темному экрану LCD-панели.

Внешняя ШИМ-регулировка яркости используется, если на контакте LCT устанавливается постоянноt напряжение величиной от 0.5В до 1.0В. Такое смещение создается из напряжения VDDA с помощью внешнего резистивного делителя. В случае внешней импульсной регулировки яркости, ШИМ-импульсы, формируемые главным микропроцессором монитора напрямую прикладываются ко входу DIM (конт.4).

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector