Pwm duty 0 63 что это

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:

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.

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:

Источник

Как настроить скорость вращения вентиляторов на материнской плате

Содержание

Содержание

«Возьми этот вентилятор. Он умеет управлять оборотами и работает бесшумно», — говорили форумные эксперты. Юзер послушал совет и купил комплект вертушек с надписью «silent». Но после первого включения системы компьютер улетел в открытое окно на воздушной тяге завывающих вертушек. Оказывается, вентиляторы не умеют самостоятельно контролировать обороты, даже приставка «бесшумный» здесь ничего не решает. Чтобы добиться тишины и производительности, необходимо все настраивать вручную. Как это сделать правильно и не допустить ошибок — разбираемся.

За режимы работы вентиляторов отвечает контроллер на материнской плате. Эта микросхема управляет вертушками через DC и PWM. В первом случае обороты вентилятора регулируются величиной напряжения, а во втором — с помощью пульсаций. Мы говорили об этом в прошлом материале. Способ регулировки зависит от вентилятора: некоторые модели поддерживают только DC или только PWM, другие же могут работать в обоих режимах. Возможность автоматической регулировки оборотов вентиляторов появилась недавно. Например, даже не все материнские платы для процессоров с разъемом LGA 775 могли управлять вертушками так, как это делают современные платформы.

С развитием микроконтроллеров и появлением дружелюбных интерфейсов пользователи получили возможность крутить настройки на свой вкус. Например, можно настроить обороты не только процессорного вентилятора, но и любого из корпусных и даже в блоке питания. Сделать это можно двумя способами: правильно или тяп-ляп на скорую руку.

Регулировка

Начнем с примитивного метода — программная настройка в операционной системе или «через костыли», как это называют пользователи. Настроить обороты вентилятора таким способом проще всего: нужно установить софт от производителя или кастомную утилиту от ноунейм-разработчика (что уже намекает на возможные танцы с бубном) и двигать рычажки. Нельзя сказать, что это запрещенный способ и его нужно избегать, но есть несколько нюансов.

Во-первых, не все материнские платы поддерживают «горячую» регулировку. PWM-контроллеры — это низкоуровневые микросхемы, которые управляются таким же низкоуровневым программным обеспечением, то есть, BIOS. Чтобы «достать» до микросхемы из системы верхнего уровня (операционной системы), необходима аппаратная поддержка как в самой микросхеме, так и на уровне драйверов от производителя. Если в актуальных платформах с такой задачей проблем не возникнет, то системы «постарше» заставят юзера потанцевать с настройками.

Во-вторых, программный метод управления вентиляторами хорош в том случае, если пользователь не занимается частой переустановкой ОС или не использует другие системы, например, Linux. Так как управлением занимается программа, то и все пользовательские настройки остаются в ней. Сторонний софт для аппаратной части компьютера — это никто и ничто, поэтому доступ к постоянной памяти, в которой хранятся настройки BIOS, получают только избранные утилиты.

В остальных случаях конфигурация будет сбрасываться каждый раз, когда юзер удалит фирменный софт или загрузится в другую систему. А компьютер снова попытается вылететь в окно при включении или перезагрузке — BIOS ничего не знает об отношениях вентиляторов и «какой-то» программы, поэтому будет «топить» на всю катушку, пока не загрузится утилита из автозагрузки.

Между прочим, это уже третье «но»: любой софт для управления системником придется добавлять в автозагрузку. Он заочно обещает быть самым прожорливым процессом в системе и снижать производительность, скорость отклика системы, а также стать причиной фризов в играх.

Верный путь компьютерного перфекциониста — один раз вникнуть в настройки BIOS и всегда наслаждаться тихой работой ПК. Причем сразу после включения, без дополнительного софта в автозагрузке и кривых драйверов, которые с удовольствием конфликтуют с другими программами для мониторинга, игровыми панелями и даже софтом для настройки RGB-подсветки. Тем более, интерфейс биоса уже давно превратился из древнего DOS-подобного в современный, с интуитивными кнопками, ползунками и даже с переводом на русский язык.

Что крутить?

BIOS материнских плат устроен примерно одинаково — это вкладки, в которых сгруппированы настройки по важности и категориям. Как правило, первая, она же главная вкладка, может содержать общую информацию о системе, какие-либо показания датчиков и несколько основных параметров, например, возможность изменить профиль XMP или включить режим автоматического разгона процессора. При первой настройке UEFI (BIOS) платы открывается именно в таком режиме, после чего пользователь может самостоятельно решить, что ему удобнее: упрощенное меню или подробный интерфейс. Мы рассмотрим оба варианта.

Здравый смысл, выведенный опытом и страхами перфекционистов, гласит, что любой современный процессор будет функционировать бесконечно долго и стабильно, если в нагрузке удержать его в пределах 70-80 градусов. Под нагрузкой мы понимаем несколько суток рендеринга фильма, продолжительную игровую баталию или сложные научные расчеты. Поэтому профиль работы СО необходимо строить, исходя из таких экстремумов — выбрать минимальные, средние и максимальные обороты вентиляторов таким образом, чтобы процессор в любом режиме оставался прохладным.

Чтобы добраться до настроек, необходимо войти в BIOS. Попасть в это меню можно, нажав определенную клавишу во время включения компьютера. Для разных материнских плат это могут быть разные команды: некоторые платы открывают BIOS через F2 или Del, а другие только через F12. После удачного входа в меню пользователя встретит UEFI, где можно сразу найти пункт для настройки вертушек. ASUS называет это QFan Control, остальные производители именуют пункт схожим образом, поэтому промахнуться не получится.

Компьютерные вентиляторы делятся на CPU FAN, Chassis FAN и AUX FAN. Первый тип предназначен для охлаждения процессора, второй обозначает корпусные вентиляторы, а третий оставлен производителем как сквозной порт для подключения дополнительных вентиляторов с выносными регуляторами. Он не управляет скоростью вертушек, а только подает питание и следит за оборотами. Для настройки оборотов подходят вентиляторы, подключенные как CPU FAN и CHA FAN.

Выбираем тот узел, который необходимо настроить, и проваливаемся в график.

В настройках уже есть несколько готовых профилей: бесшумный Silent, Standart — для обычных условий и Performance (Turbo) — для систем с упором в производительность. Конечно, ни один из представленных пресетов не позволит пользователю добиться максимальной эффективности.

Поэтому выбираем ручной режим (Manual, Custom) и обращаем внимание на линию.

График представляет собой систему координат, на которой можно построить кривую. В качестве опор, по которым строится линия, выступают точки на пересечении значений температуры и оборотов вентилятора (в процентах).

Чтобы задать алгоритм работы вентиляторов, необходимо подвигать эти точки в одном из направлений. Например, если сделать так, как показано на скриншоте ниже, то вентиляторы будут всегда работать на максимальных оборотах.

Если же сдвинуть их вниз, то система охлаждения будет функционировать со скоростью, минимально возможной для данного типа вентиляторов.

Если настройка касается вентилятора на CPU, то жертвовать производительностью СО ради пары децибел тишины не стоит. Лучше «нарисовать» плавный график, где за абсолютный минимум берут значение 30 градусов и минимальную скорость вентиляторов, а за абсолютный максимум — 75-80 градусов и 90-100% скорости вертушек. Этого будет достаточно даже для мощной системы.

В случае с корпусными вентиляторами такой метод может не подойти. Во-первых, «нос» каждого вентилятора можно настроить индивидуально на одну из частей системы: корпусные вертушки могут брать за точку отсчета как температуру чипсета, так и датчики на видеокарте, датчики в районе сокета и даже выносные, которые подключаются через специальный разъем. Настроить такое можно только в ручном режиме.

В таком случае придется работать без наглядного графика и представлять систему координат с точками в уме. Например:

Здесь настройка вентиляторов заключается не в перетаскивании точек на графике, а в ручной установке лимитов цифрами и процентами. Нужно понимать, что соотношение Min. Duty и Lower Temperature — это первая точка на графике, Middle — вторая, а Max — третья.

Один раз крутим, семь раз проверяем

После настройки необходимо проверить эффективность работы системы охлаждения. Для этого можно использовать любой софт для мониторинга. Например, HWInfo или AIDA64. При этом не забываем нагрузить систему какой-нибудь задачей: запустить бенчмарк, включить конвертацию видеоролика в 4К или поиграть 20-30 минут в требовательную ААА-игру.

Настройка системы охлаждения — это индивидуальный подбор параметров не только для конкретной сборки, но даже для разных вентиляторов. Ведь они отличаются не только радиусом и формой лопастей, но и предназначением — некоторые модели выдают максимальный воздушный поток, другие рассчитаны на высокое статическое давление. Поэтому не всегда одни и те же настройки будут одинаково эффективны в любой конфигурации.

Источник

Pwm duty 0 63 что это

Непонимание работы ШИМ или PWM ( Pulse-width modulation ) часто приводит не только к их неправильному использованию, но даже к ошибкам в проектировании устройств использующих ШИМ для управления. Здесь, ограничившись конкретным применением, я попытаюсь рассказать что такое ШИМ, для чего она требуется и как работает.

Сначала, что такое ШИМ.

Когда нужна ШИМ

Главной причиной применения ШИМ является необходимость обеспечить пониженным постоянным напряжением силовых устройств электроники при сохранении высокого КПД, особенно в управляемых электроприводах.

Во внутренних сетях аппаратуры для питания устройств используется постоянное напряжение ограниченного набора напряжений, которые часто требуется изменить под требования конкретного устройства, стабилизировать или регулировать его. Это могут быть электроприводы постоянного тока, чипы, узлы радиоаппаратуры.

Регулировку можно осуществлять с помощью гасящих напряжение устройств: резисторов, транзисторов (если требуется регулировка). Главный недостаток такого решения потери мощности и повышенное тепловыделение на регулирующих устройствах.

Поскольку известно что выделяемая мощность равна :

P = I x U или P = I 2 x R Вт.

Это относится к гасящим резисторам и полупроводниковым приборам тоже.

Но хорошо известно, что полупроводниковые приборы очень хорошо (с малыми потерями и тепловыделением) работают как ключи, когда имеют только два состояния открыт/закрыт.

Этот режим позволяет снизить потери на коммутирующем полупроводниковом приборе до уровня:

U _нас для современных полупроводниковых коммутаторов приближается к 0,3 v и при потребляемых токах 10 А потери мощности будут приближаться к 3 Вт. Это в режиме ключа, а при работе в устройствах ШИМ и меньше.

Реализовать преимущества ключевого режима в схемах понижающих и регулирующих напряжение постоянного тока, позволило использование ШИМ.

Повторюсь, широтно-импульсная модуляция — управление средним значением напряжения на интегрирующей нагрузке путём изменения скважности импульсов, с помощью управляющего ключа.

Работа ШИМ на интегрирующую нагрузку показана на рис. 1.

Главным условиям такого применения ШИМ является наличие интегрирующей нагрузки.

Это могут быть интегрирующая RC, LC, RLC или RL цепи и механические интеграторы (например электромотор).

С учетом скважности эквивалентное постоянное напряжение будет равно:

E _экв = Q x E Вольт

Мощность выделяемая на управляющем ключе, управляемом ШИМ равна:

Схема подключения нагрузки к ШИМ.

Никаких отличных от схемы включения электродвигателя на постоянном токе (частный случай нагрузки) схемных решений ШИМ не требует. Просто электродвичатель подключается к источнику питания работающего в режиме ШИМ. Разве что, в определенных ситуациях требуется ввести дополнительную фильтрацию помех возникающих на фронтах импульсов. Этот фильтр на рис. 2 в виде конденсаторов и демпфирующего диода.

На рис. 2 показано такое подключение.

Мы видим, что коммутатор (полевой транзистор) можно просто заменить на переменный резистор.

Схема PWM

В данной схеме управление возможно скорее постоянным током +I упр, чем ШИМ сигналом.

Для управления импульсным (ШИМ) сигналом требуется схема изображенная на рис. 4. Да и судя по параметрам транзистора «PWM» он выбирался именно для управления постоянным током. По крайней мере он будет нормально работать в таком режиме с вентилятором до 1,6 Вт.

Основные параметры кремниевого биполярного высокочастотного n-p-n транзистора BC879 от SIEMENS

Есть другой вариант схемы вентилятора с P WM на форуме Radeon.ru

Данная схема вполне работоспособна и не имеет недостатков схемы показанной на рис. 3.

Вниманию самодельщиков!

Я бы не рекомендовал применение вентиляторов имеющих встроенный PWM (4- pin ) одновременно с какими либо иным регуляторам оборотов вентилятора.

В случае если Вас не устраивает алгоритм управления PWM встроенного на материнскую (системную) плату.

И у Вас есть устраивающий Вас реобас (контроллер управления вентилятором), то используйте вентилятор с 3-pin соединитель.

Но помните применение вентилятора с PWM в любом нештатном режиме не позволит достичь его максимальной производительности.

Заключение

ШИМ позволяет создавать компактные системы регулируемого электропривода постоянного тока большой мощности.

В современных устройствах постоянного тока управляющих напряжением и понижающих стабилизаторах напряжениях обычно регулировки выполняются с помощью ШИМ. Для этого выпускаются контроллеры требующие минимум навесных элементов.

Источник