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[参考译文] LM3409HV:上电/启动时发生元件故障

Guru**** 2463330 points
Other Parts Discussed in Thread: LM3409, LM3409HV

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1548059/lm3409hv-component-failure-at-power-on-start-up

器件型号:LM3409HV
主题中讨论的其他器件:LM3409

工具/软件:

我正在从事使用 LM3409HV 的 LED 驱动器设计、 输入电压为 48V、电路板需要驱动 3.5A 至 4.5A 最大电流范围内的不同 LED 灯串。  此外、还包含我们设计的原理图和物料清单。 我们正在使用从非板载模拟信号获取的模拟调光 — 该板将插入一个主板,该主板将容纳多个驱动器板。 初始测试是在独立电路板的情况下使用电路板上的微调电位器来完成的、用于模拟 DIM 信号。 我们使用了 2 个不同的 p-MOSFET。 2 个 MOSFET 的栅极电荷为 27nC 和 41nC。 LM3409 吹出时我们遇到了问题。 发生这种情况时、MOSFET 也会短路。 发生故障时、MOSFET 短路、LED 灯串完全导通、消耗最大电流。 检测电阻似乎未损坏。 在上电时使能信号置位或不置位时会发生故障。 (电路板上安装了 EN 引脚上的下拉电阻。) 当电路板工作时、我们在运行电路板时就没有问题、我们可以使用任一 MOSFET 为 4A LED 灯串供电。 我们有使用 2oz 铜制造的电路板上的气流。 我们进行了热测量、并且任何电路板元件都未出现热问题。 在启动或稳态时、我没有看到输出上出现任何瞬变。 从输出到 48V、我们在电路板中添加了一个肖特基二极管、但仍有故障。 (在 TI 支持论坛上找到的帖子)您有什么建议吗? 是否可能存在 48V 上升时间问题、或 48V、12V 时序问题? 我也在 TI 支持论坛(大约 30 天前发布)上找到了此帖子:LM3409HV:LED 最大电流。 支持工程师的回答是、不建议将 LM3409HV 用于大于 4A 的驱动器。 LM3409HV 数据表在第 1 页的说明中指出、它可以“轻松驱动>5A“。 LM3409HV 是否不适合我们的应用? 其他一些问题:-我们还没有所有的 LED 灯串用于我们的项目,它是否可以用阻性负载测试? -可以并联多个 LM3409HV 电路以驱动更高的电流吗? (同样,LED 最大电流柱建议使用另一个 TI 器件并联输出。) 感谢你的帮助。 Robert D.

e2e.ti.com/.../LED_5F00_DRIVER_5F00_BOARD_5F00_SCHEMATIC_5F00_REV_2D00_.pdfe2e.ti.com/.../LEDDriverBOM.xlsx

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    您好 Robert:

    • 处于输出电流设定点的 LED 和 Vf 的数量是多少?  您是否有 LED 数量范围?  
    • 我注意到您使用的是 3A 二极管、在 4A 至 5A 的工作电流下这似乎并不正确。  我不知道 Vled 范围是多少、因此无法计算开关的占空比和通过二极管的均方根电流。
    • 它可以支持 5A 操作、但取决于输入和输出条件以及所使用的组件。  P 沟道 FET 驱动器没有强大的栅极驱动器、2 Ω 的拉电流和 2 Ω 的灌电流。  这意味着、根据所使用的 FET(栅极电荷较大的 FET)、它可能需要很难快速驱动 FET 并在消隐周期之前完全导通 FET。  这样不会使其损坏、但可能会使电流小得多或运行不一致。   
    • 您是否捕获了故障事件的波形?  很高兴看到电感器电流、SW 节点、Vled 和 p-FET 栅极驱动。  也许还会查看 COFF 信号、以确保您达到关断时间。  我们现在需要弄清楚它是否已损坏以及为什么我们才能解决如何修复它。  这种相当可重复的东西?   
    • 如何控制电源?  首先施加 48V 还是使用 12V?  最好具有 12V 和 48V 电压轨的加电信号
    • 是否使用 Q2 并联 FET 调光? PWM 频率和占空比范围是多少?  您的原理图似乎显示此为空载。  如何控制调光?  PWM?  模拟 (IADJ)?    
    • 阻性负载正常、但使用实际 LED 更好。  与电阻器不同、LED 是动态阻抗。   
    • 是的、您可以并联电流源以获得高电流。   

    我真的认为你需要尝试捕获,甚至当它被损坏.  尝试使用示波器上的所有信号查看正在发生的情况。  SW 节点、电感器电流、Vled 和一些其他信号、如栅极驱动、Coeff 等  这是一个非常简单的器件、通常可以在故障事件中获得这些波形后确定发生了什么情况。  

     -fhoude

      

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    故障很少发生、并且在故障发生时我尚未捕获任何示波器波形。 我附加了 2 个波形:一个在 2.5A 稳态运行期间 (wfm1)、另一个在启动时 (wfm4) 为 4A。 启动时、48V 和 12V 导通、然后当波形从启用状态上升时触发示波器。 黄色= LED 输出电压、青色= D1、L1、Q1 节点。

    我没有客户提供的有关我们正在使用的灯串中 LED 数量的信息。 在 4A 驱动电流下、电压为 31V(最大值 35V)。

    在我们的测试台上、48V 和 12V 由单独的电源供电、并手动开启。 在实际应用中、将首先出现 48V 电压、而 12V 电压源自 48V 电压。

    该电路板仅安装了模拟调光电路。 未安装 PWM 调光电路。 我们仅在我们的应用中使用模拟调光。 为了进行测试、电路板当前使用 POT 来设置 IADJ 引脚。

    Robert D.

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    您好 Robert:

    您需要查看我告诉您要在上电循环期间查看的所有节点和电流、并尝试找到可能导致损坏的事件。   您有 4 个通道范围、请使用所有这些通道在启动时尽可能多地获取信息、请先查看我的注释、了解哪些节点可能适合监控。  我希望您有电流探头、查看电感器电流会很有用。   

    我注意到您启用 EN 引脚的电压类似于~4V、这不是您这么做的任何原因。  我会进行调整、使其用作使能端的 UVLO、连接到 12V。   

    您是否对所选的元件值进行了设计计算?  我可以回顾一下它们。   

    -fhoude

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    在启动时连接了 2 条示波器布线。 (YEL=48V VIN、蓝色= LEDOUT 电流 100mV=1A、品红色= 12V、绿色= LEDOUT 电压)

    WFM6 表明、启动时来自台式电源的 VIN 不稳定、尖峰高达 100V(超过 75V 最大 LM3409HV 额定值)。 请评论并确认这可能是我们的问题。 电路板没有出现故障、但根据波形、我没有继续使用这个电源。 此测试是在使能引脚在启动时保持低电平的情况下完成的。

    WFM12 是使用其他电源启动的。 48V 直流电源上电、使能端置位、IADJ 设置为 4.25A。 48V 直流电源在启动时具有稳定的斜升、LM3409 输出看起来按预期运行。 请发表评论。

    我们还打算将两种 LM3409HV 电路板设计与一个灯条并联、其中一个灯条将每个电路板的电流设置为 3.75A。 您在之前的 POST 响应中提到电路板可以并联。 请确认并发表评论。

    谢谢您、
    Robert D.

    e2e.ti.com/.../wfm6_5F00_12.zip

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    是的、这很可能是原因。  可能需要增大输入电容或放置一个 TVS/齐纳二极管来钳制电压。  我很惊讶过冲有多大。  什么是提供 48V 电压轨?  它是否用于处理 LED 驱动器遇到的负载瞬态?  现在您知道为何要吹掉 LM3409 和 P-FET、而无需了解如何防止这种情况发生。  如果您需要帮助、请告诉我。   

    -fhoude