Atunci când întâlnim un cuvânt sau un concept necunoscut într-o anumită literatură, dorim să cunoaștem definiția acestuia cât mai curând posibil. Cunoscând definiția exactă, putem urmări mai departe domeniul de utilizare și metodele de aplicare ale actorului principal al acestui sau acelui concept. Astăzi ne vom familiariza cu un astfel de concept ca shim — controler.
Tabelul de conținut:
Cuprins
Conceptul de shim
Înainte de a da o definiție combinației de cuvinte menționate, este necesar să cunoaștem sau cineva doar să-și amintească principiul de încălzire a componentelor de putere ale unui circuit radio. Esența lor constă în acțiunea mai multor moduri de comutare. Toate componentele electrice de putere din astfel de circuite radio rămân întotdeauna în două stări. Prima este starea deschisă și a doua este starea deschisă. Care este diferența dintre aceste două stări? În prima stare, componenta are curent zero. În a doua, componenta are tensiune zero. Rezultatul final al interacțiunii componentelor de energie electrică cu tensiunea necesară poate fi considerat ca obținerea unui semnal de forma care este necesară în conformitate cu regulile stabilite.
Shim este un modulator special conceput pentru a controla timpul de deschidere a cheii de alimentare. Timpul de deschidere a cheii este stabilit ținând cont de tensiunea recepționată. Este posibil să se obțină o versiune ideală a semnalului numai dacă semnalul a trecut fără dificultăți toate etapele necesare înainte de conversie. Care sunt aceste etape a ceea ce constă în formarea unui astfel de semnal.
Caracteristici ale controlerului shim
Chiar procesul de creare a semnalelor de protecție este foarte complicat. Pentru a facilita acest proces, au fost inventate microcircuite speciale. Microcircuitele implicate în formarea semnalelor shim se numesc controlere shim. Existența lor în majoritatea cazurilor ajută la rezolvarea completă a problemei cu formarea semnalelor cu impulsuri largi. Pentru a înțelege cu ușurință misiunea și semnificația unui controler shim, este necesar să ne familiarizăm cu particularitățile structurii sale. Până în prezent, se știe că orice controler shim, utilizat în mod activ în electronică, are următoarele componente:
- Putere de ieșire. Acesta este în mare măsură responsabil pentru alimentarea cu energie electrică a tuturor circuitelor existente. Nu este neobișnuit să confundați pinul de putere cu pinul de control al puterii. Este important să știți că, în ciuda cuvintelor similare din denumire, aceste două concepte au caracteristici complet diferite. Acest lucru va fi demonstrat în mod clar prin familiarizarea cu pinul de control al alimentării.
- Pin de monitorizare a alimentării. Această parte componentă a cipului monitorizează starea indicatorilor de tensiune direct pe pinul cipului. Sarcina principală a pinului de monitorizare a puterii este de a preveni depășirea valorii calculate. Există un pericol serios, iar acesta este o scădere a tensiunii de ieșire. Dacă tensiunea este redusă, tranzistoarele încep să se deschidă pe jumătate. Din cauza deschiderii incomplete, acestea se încălzesc rapid și, în cele din urmă, pot ceda rapid. Prin urmare, o tensiune moderată este cheia pentru o viață lungă a tranzistoarelor cipului controlerului shim.
- ieșire comună. Al treilea element principal al circuitului are forma unui picior. Acest picior, la rândul său, este conectat la firul comun al circuitului, care este responsabil pentru alimentarea întregului sistem.
Toate cele trei componente sunt foarte importante. Dacă cel puțin unul dintre elemente eșuează din orice motiv, funcționarea întregului cip este deteriorată în mod vizibil sau se oprește complet.
Sistemele de control ale microcipurilor
Este important să știm nu numai în ce constau cipurile de control ale shimului, ci și ce tipuri de sisteme există. În prezent, există două sisteme principale disponibile în care controlul shim ia o parte activă — modularea impulsurilor. Iată câteva dintre caracteristicile lor:
- Sistem digital. Într-un sistem digital, toate procesele existente sunt descrise prin date digitale. Acesta este modul în care nivelul de tensiune este digitizat la ieșire. Rețineți că nivelul de tensiune poate fi ridicat (măsurat ca 100%) și scăzut (0%). Cu toate acestea, datorită tehnologiei moderne, nivelurile de tensiune pot fi modificate. Cum? Trebuie să modificați lățimea impulsului. Numai atunci se va schimba tensiunea. Fiecare schimbare perfectă are propria sa frecvență. Shim-controlerele sunt cele care reglează procesele descrise. Cu ajutorul lor, întregul sistem va funcționa cu succes. Acest microcircuit special este numit pe bună dreptate inima întregului sistem digital de shim — modulatoare.
Dar pentru a obține semnalul dorit la ieșire poate fi atât metoda software, cât și metoda hardware.
Metoda hardware. Obținerea unui semnal prin această metodă se face cu ajutorul unui temporizator special, care este inițial încorporat în sistemul digital. Un astfel de temporizator generează sau promovează includerea de impulsuri în anumite etape ale ieșirii semnalului.
Metoda software. În acest caz, semnalele sunt obținute prin executarea unor comenzi software speciale. Metoda software are mai multe posibilități decât metoda hardware. În același timp, utilizarea acestei metode de recepție a semnalelor poate necesita multă memorie.
Și ce se poate spune despre „inima sistemului”. Controlerul shim, care este utilizat în mod activ în modulatoarele digitale, are propriile sale avantaje. Merită să ne amintim următoarele:
- Cost redus.
- Funcționare stabilă.
- Fiabilitate ridicată.
- Abilitatea de a economisi energie.
- Eficiență ridicată a conversiei semnalului.
Toate avantajele de mai sus fac ca sistemul digital să fie mai popular în rândul consumatorilor.
- Modulator analogic. Principiul de funcționare al modulatorului analogic este fundamental diferit de principiul de funcționare al celui digital Întreaga esență a activității unui astfel de modulator este de a compara două semnale. Aceste semnale diferă între ele în ordinea frecvenței. Amplificatorul operațional este elementul principal al modulatorului analogic, care este responsabil pentru compararea semnalelor. Compararea semnalelor se face la ieșire. Amplificatorul utilizează două semnale drept comparație. Primul este o tensiune în dinți de ferăstrău de înaltă frecvență. Al doilea semnal este o tensiune de joasă frecvență. După comparare, sunt emise impulsuri de formă dreptunghiulară. Durata impulsurilor depinde direct de semnalul modulator .
Shim — controler în sursele de alimentare cu comutare
În prezent, multe aparate electrice sunt echipate cu surse de alimentare speciale. Aceste unități ajută la conversia unui tip de tensiune în altul. Există două dispozitive implicate în procesul de conversie a puterii:
- Surse de alimentare cu impulsuri.
- Dispozitive de transformare analogică.
În acest articol vom acorda mai multă atenție primului dispozitiv, deoarece în acesta este utilizat controlerul shim.
Schema de funcționare a sursei de alimentare cu impulsuri
Acest dispozitiv sa născut doar cu câteva decenii în urmă. Cu toate acestea, a reușit deja să devină popular și în cerere. Sursa de alimentare cu impulsuri constă din următoarele părți:
- Condensator de filtrare.
- Tranzistor de putere cheie.
- Rectificator de rețea, constând din mai multe elemente.
- Diode redresoare ale sistemului de ieșire.
- Bobină de putere. Choke-ul ajută la corectarea tensiunii rezultate.
- O sursă de alimentare cu impulsuri. De aici tensiunea este convertită în circuitul de putere.
- Circuitul de control al tensiunii de ieșire.
- O capacitate de stocare a filtrului;
- Optocuplorul;
- Oscilatorul de referință.
- Circuitul de reacție.
Cunoscând compoziția blocului de impulsuri, ar trebui să vă familiarizați cu principiul funcționării acestuia.
Principiul de funcționare al blocului de impulsuri
Principiul de funcționare al unei unități de alimentare cu comutare este producerea unei tensiuni de alimentare stabilizate pe baza principiului interacțiunii dintre elementele unui sistem inert. Iată etapele pas cu pas care demonstrează clar întreaga esență a activității unei astfel de unități de alimentare:
- Transmiterea tensiunii de rețea la redresor (realizată cu ajutorul unor fire speciale).
- Cu ajutorul filtrului redresorului, tensiunea este netezită. Condensatoarele participă, de asemenea, la acest proces.
- Cu ajutorul punții de intrare cu diode, sinusoidele sunt redresate. Sistemul de tranzistoare este apoi utilizat pentru a converti sinusoidele în impulsuri de înaltă frecvență. Impulsurile au adesea o formă dreptunghiulară.
Dar se pune întrebarea, ce rol în blocul de impulsuri joacă shim — controlorii. Vom încerca să răspundem la aceasta în următorul subcapitol.
Rolul controlerului shim în funcționarea blocului de impulsuri
Controlerele Shim — joacă un rol important în blocul de impulsuri. Acesta este responsabil pentru procesele legate de modularea lățimii impulsurilor. Shim-controller contribuie la producerea de impulsuri care au aceeași frecvență, dar în același timp o durată diferită de pornire. Toate impulsurile aplicate corespund unei anumite unități logice. Impulsurile nu au doar aceeași frecvență, ci și aceeași amplitudine. Durata unității logice poate fi modificată în timpul funcționării. Astfel de modificări ajută la controlul funcționării sistemului electronic în cel mai bun mod posibil.
Astfel, shim — controlerul este unul dintre circuitele importante implicate în funcționarea unității de impulsuri. În unele tipuri, în plus față de controlerul shim, un transformator de impulsuri și o cascadă specială de chei de putere asigură funcționarea sigură a sursei de alimentare.
Și în ce domenii sunt utilizate sursele de alimentare cu comutare? În primul rând, în electronică. Vom vorbi despre acest lucru în continuare.
Caracteristici ale funcționării cipului sau cum poate funcționa laptopul
Toate calculatoarele moderne, inclusiv laptopurile, sunt echipate cu surse de alimentare cu comutare. Instalate într-un notebook sau într-un computer obișnuit, blocurile conțin un cip individual al unui controler shim. Cipul TL494CN este considerat a fi un cip standard.
Mai întâi de toate ar trebui să spunem despre sarcina principală a cipului TL494CN. Deci, sarcina principală a circuitului este modularea lățimii impulsurilor. Cu alte cuvinte, cipul produce impulsuri de tensiune. Unele impulsuri sunt reglabile, altele nu. Există aproximativ 6 moduri de ieșire a semnalului în cip. Să menționăm câteva detalii interesante ale fiecărui pin al cipului laptopului.
Primul pin. Este considerat intrarea pozitivă a amplificatorului de semnal de eroare. Nivelul de tensiune la primul pin are un impact semnificativ asupra funcționării pinilor următori. Dacă tensiunea la al doilea pin este scăzută, ieșirea amplificatorului de eroare va avea valori scăzute. Dimpotrivă, la tensiuni mai mari, ieșirea amplificatorului de eroare va crește.
Al doilea pin. Al doilea fir este opusul unei ieșiri negative pentru amplificator. Aici citirile de tensiune au un efect ușor diferit asupra amplificatorului. Astfel, atunci când tensiunea este ridicată (mai mare decât pe primul pin), ieșirea amplificatorului are o citire scăzută. În cazul unei tensiuni scăzute, amplificatorul are date ridicate.
Al treilea indiciu. Servește ca un fel de legătură de contact. Modificările nivelului de tensiune depind de cele două diode cu care este echipat amplificatorul intern. În timpul unei modificări a nivelului semnalului pe cel puțin o diodă, se modifică nivelul de tensiune al întregului amplificator. În unele cazuri, al treilea pin furnizează rata de schimbare a lățimii impulsului.
Al patrulea pin. Capabil să controleze intervalul de lățime a impulsurilor tuturor impulsurilor de ieșire. Nivelul tensiunii de intrare în al patrulea pin afectează lățimea impulsului în cipul de control al shimului.
Al cincilea pin. Al cincilea pin are o sarcină ușor diferită. Acesta conectează condensatorul shimmer la cipul specificat. Capacitatea condensatorului conectat are un efect semnificativ asupra frecvenței impulsurilor de ieșire ale controlerului shim.
Al șaselea pin. Servește la conectarea registrului de timp, care afectează, de asemenea, frecvența.
Toate aceste șase pini contribuie la sarcina principală, care este setată înainte de cipul shim — controler — impulsuri de ieșire cu modulare largă. Și această acțiune, la rândul său, afectează funcționarea blocului de impulsuri și, prin urmare, funcționarea laptopului.
Dacă controlerul shim nu este în ordine
Uneori, controlerele shim, circuitele lor și sursa de alimentare (inclusiv cele încorporate în notebook) se pot defecta și funcționa defectuos. În astfel de cazuri este necesar să se identifice defecțiunile (în unele cazuri este necesar să se verifice sursa de alimentare, în alte cazuri este necesar să se verifice circuitul în sine). Multimetrele au fost dezvoltate în acest scop. Multimetrele examinează temeinic performanța controlerelor shim și, dacă este necesar, ajută la eliminarea disfuncționalităților. Cele mai frecvente motive pentru verificarea acestor dispozitive sunt funcționarea instabilă a plăcii și modificările în citirile de tensiune. Dacă acestea sunt corectate, echipamentul va funcționa.