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[参考译文] LM3409EVAL:使用 LM3409评估板时限制瞬时电流

Guru**** 684850 points
Other Parts Discussed in Thread: LM3409
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/879807/lm3409eval-limiting-instantaneous-current-when-using-the-lm3409-eval-board

器件型号:LM3409EVAL
主题中讨论的其他器件:LM3409

我们在 PWM 模式下使用评估板来驱动激光二极管。  我已在评估板的输出端放置了一个示波器、以获取如下所示的画面。  激光二极管会随着占空比的变化而变相并改变亮度。  我的问题在哪里、为什么波形上有尖峰? 我希望得到一个干净的方波。 其次是瞬时电流峰值。  激光制造商告诉我们、任何高于700mA 的电流都将损坏半导体材料以及表面上的涂层。  LM3409正在将激光电流控制在最大1A 的平均值、但它不仅是平均电流是一个问题、而且是瞬时电流。  我们想知道是否有方法限制峰值电流。

为了更好地了解所发生的情况、我们在激光器上串联了一个1欧姆的电阻器、并测量了两侧的电压。 噪声很糟糕、但使用示波器数学函数、我们减去了两个信号、得到峰值为1V 的平滑三角波。 这将表示峰值电流为1A。  我们还在驱动器板的输出端放置了一个缓冲器、该缓冲器具有各种电容器和10欧姆电阻器。  输出发生变化、但尖峰仍然存在。 这告诉我尖峰不是噪声、而是驱动器操作激光的一部分。  有关正在发生的情况以及如何限制最大电流(瞬时)的任何信息(数据表中有一种将平均值从1A 更改为700mA 的方法)都很有用。

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    您好!

    EVM 设置为运行1A 平均电流、EVM 文档中的公式显示了通过计算得出的1.22A 峰值电流和1.02A 平均电流。  这可以通过几种方法进行更改。  Viadj 可用于降低平均电流。  也可以增加 RCS 以降低电流。  可以在 C5位置添加一个电容器以减少电流纹波、可以增大电感值或缩短关断时间。  这些都是设计公式的一部分。

    至于电流尖峰、您如何将示波器连接到输出?  由于这是一种开关解决方案、因此可以在示波器探针环路中拾取噪声。  可以通过将示波器探针连接到接地端的位置来检查这一点、以查看是否仍然存在噪声尖峰。

    添加 C5可减少电流纹波和电流尖峰(如果它们是真实的)。  0.1uF 可能会有所不同、如果需要更大的电容、则可以添加1uF 或更大的电容。  与 C5相关的电流纹波减少与负载的串联阻抗有关。

    将 R4更改为0.27欧姆会将平均值降低至0.7A、但峰值仍高于、如果足够大、C5可能会将其减小得足够。  将 R4更改为0.35 Ω 会将峰值降低至0.7A、但平均值将低于0.7A。

    缓冲器使用了什么电容器值?  如果电流尖峰为实际值、则10欧姆串联电阻可能不起任何作用。

    此致、

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    I ADJ:我们首先使用 R5 POT 来调节电流、但它对1个转 POT 太敏感。 因此、我们切换到 J1处的 PWM。  PWM 高电平会到达使能引脚和 GND。  这就是我在发布示波器照片时的运行方式。

    缓冲器:我尝试了500pf 串联电阻、在 LED+和 LED-之间为10欧姆。  还尝试了0.1uF 和10欧姆。  它们都降低了转换点的噪声和振铃、但也没有改变4.5V 以上的尖峰。  它们总是在那里。 在低占空比下、它们的数量更少。 在较高的直流电压下、数字会增加、但它们之间的距离大致相同。

    示波器:示波器探针 GND 连接到 LED-、TIP 连接到 LED+。  这是一个标准10x 探针、GND 在尖端后方约2.5英寸、长度约3英寸、因此在连接时有一个环路。

    我将按照您的建议订购电阻器和电容器、看看它们的作用是什么。   

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    您好!

    尝试将尖头连接到接地点、然后看到仍然存在噪声、我怀疑会出现这种情况。  通过这种方法、您将测量示波器接地、如果存在噪声、则会在常见的示波器环路中拾取噪声。  短接地路径到探头接地将减少这种情况。  它们可以制作示波器探针尖端插座、也可以使用实心导线创建自己的东西(并拆下示波器尖端盖板以露出金属以缠绕导线。  您还可以尝试测量 LED 远离电感器和开关节点的位置。

    此致、

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    这是在二极管上测量的信号:

    然后、我拿起探头尖端并将其连接到 GND 上的同一个点、其中我有探头 GND:

    您可以看到、GND 上的噪声大约比信号上的噪声小20倍。 这是以5uS 间隔进行方波开关时的预期结果。 我认为这些尖峰不是噪声、而是芯片中控制系统的一部分。

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    您好!

    这是一款峰值电流调节降压转换器、具有可调节的关断时间、以便在输出电压变化时保持恒定的纹波振幅。  如果输出电压变化不大、则在连续导通模式下、电感器电流将看起来像锯齿波或三角波。  如果负载是具有动态阻抗的固定电压、例如 LED、它也看起来像锯齿波或三角波。  尝试将负载更改为 LED 或多个串联二极管、以查看电流是否正确。  此外、最近的波形与顶部的示波器图片不同。  另请尝试安装 C5、如上所述。

    您是否有未交流耦合的顶部波形的示波器图片?

    开关频率是多少?

    此致、

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    您好!

    我没有听到您的反馈,我认为您能够解决您的问题。
    如果不是、只需在下面发布回复(如果该线程由于超时而锁定、则创建新线程)

    此致、

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    大家好、有几点需要注意。 首先、我现在无法访问设备、因此我无法获取您请求的示波器截图。 但我也不认为需要任何交流耦合。 我切换到交流耦合的原因是、使用直流耦合时、噪声太小、您几乎看不到它。 我耦合了交流并将分辨率提高了20x、这样我们就可以看到它。  好主意、我们看到的噪声不是来自示波器探针中的环路、而是来自脉宽为5us 的快速方波转换。  这些噪声尖峰(不是我在原始帖子中询问的大脉冲)很小、仅出现在大电流尖峰的转换中。

    其次、另一位工程师向我建议的噪声尖峰位于器件的开关频率。  他建议器件开启、您会得到电压升高、直到它导通并耗尽电容器。 然后、它会关闭电容器并对其充电、这对应于电压信号的下降。  然后它打开、循环再次开始。 这是我希望获得的信息、但在数据表中却找不到。  我本来希望在这里找到它,但没有找到。

    最后、虽然该器件可能非常适合某些应用、但我们尝试将其用于激光二极管驱动器。  我们已决定、由于无法准确限制峰值电流、无法从器件获取光电二极管反馈到开关电源、因此该器件对于我们的特定应用而言是一个不好的选择、并已决定设计我们自己的驱动器。   

    感谢你的帮助。  希望我们能够在未来的产品中使用 TI 器件。

    肖恩