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[参考译文] LM3409HV-Q1:LED 驱动器最低 EN 开关频率

Guru**** 2387830 points
Other Parts Discussed in Thread: LM3409HV, 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/863172/lm3409hv-q1-led-driver-minimum-en-switching-frequency

器件型号:LM3409HV-Q1
主题中讨论的其他器件:LM3409HVLM3409

我们的 LED 光条设计使用由+48Vdc 供电的 LM3409HV 驱动器来运行12个 Cree XPL LED 灯串。 驱动器的 PWM 开关频率设置为400kHz (ROFF 24K3、Coff 470pF)。 我们使用 EN 输入选通 LED、以便与外部摄像头同步、这有点像闪存、但运行频率高达1KHz、导通持续时间为100us (10%占空比)。 在 EN 选通频率降至约60-80Hz (仍为100us)之前、一切都按预期工作。 低于该频率时、LED 开启之前会有较大的延迟(70-80us、而通常为2us)。 我可以通过与 PWM 开关频率相对应的电感器看到 LED 电源上的开关噪声、但直到70-80us 之后 LED 电压才会增加。 我在我们拥有的 LM3409HV 评估板上运行了一个测试、发现 EN 输入在80-90Hz 左右时会出现类似的问题。

这是预期的操作吗?

可使用的最小 EN 开关频率是多少?

当 EN 由单个脉冲驱动时、为了确保 LED 快速亮起、我需要做哪些更改?

我已附上原理图的驱动器部分。 仅显示了两个 LED、但它是一个12的灯串。

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    您好!

    可能发生的情况是、它将进入低功耗关断状态。  您可以查看 VCC、看看它是否低于 UVLO 阈值。

    "8.4.1低功耗关断
    LM3409/09HV 可通过将 EN 端子接地置于低功耗关断状态(通常为110 μA)
    (任何低于0.5V 的电压)、直到 VCC 降至 VCC UVLO 阈值(通常为3.73V)以下。 在正常情况下
    运行该端子应连接到高于1.74V 和低于绝对最大输入电压的电压
    额定值。"

    另一种可能是输出电压下降到足够低的水平、以至于 Coff 引脚无法充电。  通过查看输出电压和/或 Coff 引脚可以看出这一点。  如果是这种情况、可以添加单独的关断电阻器、请参阅数据表的图27。

    对于低 PWM 频率或更长的关断时间、您可以使用 UVLO 进行 PWM 调光。

    此致、

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    感谢您的 Irwin 建议。

    我再次检查 e2e 支持的答案、并来到这个主题 :LM3409:LM3409 PWM 调光低频问题。 这似乎是我要问的同一个问题,一开始我有点困惑,因为提到30Hz Fsw,而不是200kHz Fsw。 我猜第一个是指 EN 的外部 PWM 输入,第二个是用于电流控制的芯片内部 PWM? 无论如何、我尝试通过在 VCC 和 COFF 之间添加串联二极管/电阻器(1N4148/56K)来实现您建议的解决方案、现在我可以将 EN 引脚驱动至<1Hz、而不会影响稳压器的开通时间。

    在回答我的问题时、您建议根据数据表的图27进行类似的修复。 使用该注释中的公式16可以看出我需要(24K3 x 48Vdc)/(3A x 0.075Rds)= 5.1M 电阻器。 我最初是根据您对上一个问题的回答使用56K。 我应该使用更接近5.1M 而不是56K 的东西吗? 两个电阻值(56K vs 5.1M)有何影响? 我倾向于使用56K 电阻器,因为我尝试过它,它似乎可以正常工作,我只是想确保我不会在设计中引起其他问题。

    下面还提到了 UVLO 可用于低频应用的 PWM 调光。 我可以在数据表中看到这是如何工作的,但很糟糕的是,没有一个注释或示例提供该建议? 相对于 VCC 到 COFF 的串联二极管/电阻器、使用 UVLO 进行外部 PWM 控制是否有任何优势? 一种方法的开启速度是否比另一种方法更快?

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    Doug、您好!

    是的、30Hz 将是 PWM 频率、200KHz 将是开关频率。

    之前的帖子与您的设置有很大不同、包括它们的关断电阻器要低得多、Vin 要低得多。  由于 VCC 具有高侧 P-FET 驱动器、因此该器件上的 VCC 也以 Vin 为基准。  使用24.3千欧的电阻器从 Vin 向 Coff 添加56千欧将导致开关频率升高(关断时间变短)、它还会增加您的平均 LED 电流。  通过使用 Vin、添加的电流将始终位于电路中。  二极管用于分流 FET 调光实施时、您不会这样做、因此它们不会执行任何操作(在您的情况下不需要二极管)。  您拥有的功能将起作用、但是您需要将开关频率重置为所需频率。  如果您的输出电压变化很大、您将失去一些调节精度、因为关断计时器决定了峰间电流纹波。  我会升高添加的 ROFF 电阻器、以便只要启动延迟不是很长、它对关断计时器的影响就更小。  

    不要将该公式用于您需要的内容。  我会将其视为分压器。  如果输出为低电平、ROFF 是从输入到接地的分压器的下电阻。  如果输入电压为48V、分压器必须高于1.24V、我将至少提高2V、具体取决于它恢复的速度(通过测试)。  第二个电阻器的电阻值为558千欧。  如果延迟过长、我会进一步降低延迟、因为当 Vout 为低电平时、该电阻器是 Coff 的拉电流源。  您可能需要增加24.3千欧电阻器、以使开关频率恢复到原来的位置(以及平均电流)。

    如果您出于调节原因希望添加的电阻器从电路中输出、我可以为您提供一种方法、尽管它会添加更多器件。

    我提到的两个问题是两个不同的问题。  一种是当 VCC 进入 UVLO 时。  另一个是、如果输出变为足够低、则无法从 Vout 适当地为 Coff 充电。  如果添加的 ROFF 解决了您的问题、则 PWM 可能不会导致您的问题。  在 EN 和 UVLO PWM 调光之间、您的应用中的响应在时间上看起来是相同的。  区别在于、UVLO 方法在低功耗时不会进入低功耗关断、因此您可以延长关断时间、也不会进入低功耗关断模式、而是使用较低的 PWM 频率。  查看 VCC 有关 VIN 的信息以及查看 Vout 和 Coff 将告诉您导致问题的原因。  也许两者都可能导致问题。

    此致、

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    您好、Irwin、

    我测量了 Vin-Vcc、在正常运行期间、该值为6.0V。 当我降低输入 PWM 频率直至发生接通延迟时、它会变为大约5.8V。 根据数据表、在输入电压 Vcc < 3.73V 之前、UVLO 不会生效、对吧? 那么、这不是问题吗?

    我还看了 Vout 和 Coff、但看不到任何明显的东西。 这两个都显示了 PWM 频率下降时的变化、但这是预期的。 我不太确定我应该寻找什么?

    我的内部开关频率已从不带56K 电阻器的430KHz 更改为670KHz、因此我需要稍微调整 Roff1。 根据另一篇文章、我还将 Roff2从 Coff 连接到 Vcc、而不是 Vin。 我还没有使用电阻器值、但很快就会使用。

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    Doug、您好!

    是的、如果 VCC 未达到 UVLO 阈值、这不是发生的情况。  在您的设计中、您可以将第二个关断电阻器放置到 Vin、VCC 仅比 Vin 低6V。

    此致、

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    必须还有其他事情发生。 我在 Vin 和 Coff 之间尝试了从560K 到56K 的电阻值、但没有一个电阻值更正了启动延迟。 将560K 电阻器从 Vcc 连接到 Coff 即可校正它。 使用560K 电阻器时、我的内部开关频率从670KHz 降至650KHz、因此我仍需要调整 Roff1以将其降至大约400kHz。

    我还注意到、正常运行和延迟接通之间仅需1或2Hz 的差异、例如从62Hz 更改为60Hz。 当它刚好位于类似的边缘时、将示波器探针接触到 Vcc 就足以使电路再次正常运行。 但是、如果我将 PWM 频率降低到低于该频率、触摸探针即可发现 Vcc 没有任何影响。

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    Doug、您好!

    当您遇到此问题时、我会返回并再次查看具有示波器的 VCC。  添加的 ROFF 电阻器将导致向 VCC 提供电流、而添加的电流可能太大、为56千欧姆。  通过增加电流、VCC 将保持更长的时间。

    此致、

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    我现在实际上有一个从 Vcc 到 Coff 的560K 电阻器、而不是56K 电阻器。 VCC 约为40V、Coff 约为2V、因此在这种情况下从 Vcc 汲取电流、不是增加电流? 使用560K 电阻时、我在大约30Hz PWM 输入下再次获得接通延迟。 我将电阻器降低到220K、它再次以1Hz 的频率开始工作。

    根据我在上一篇文章中提到的示波器探针负载、我尝试了220K 的 Vcc 接地、发现它 也纠正了导通延迟。 Vcc 至 Vin 上有一个10uf 电容、数据表建议 Vcc 上至少有一个1uf 旁路。 10uf 可能太大?

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    Doug、您好!

    VCC 相对于 Vin 为负。  这是一个 P-FET 驱动器、因此栅极相对于 Vin 被驱动为低电平。  由于添加的 ROFF 电阻器会拉低 VCC、因此它会强制 Vin 以与电阻器灌入接地相同的电流为 VCC 充电、以及 IC 需要从内部线性稳压器运行的电流。

    您是否在查看带示波器的 VCC?  您还可以查看栅极驱动器、看看驱动器的振幅是否下降。

    我认为10 μ F 应该可以、但是您可以尝试降低它、看看它是否会改变您的行为。  另一个要尝试的方法是对 UVLO 信号进行 PWM 处理。  这可以通过将二极管连接到 UVLO 分压器来实现、因此您仍然具有 UVLO。  阳极连接到分压器的中心、将阴极拉低以使 UVLO 低于1.243V 的阈值。

    此致、

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    Doug、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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    您好、Irwin、我一直在忙于测试解决方案。 到目前为止:

    1. 从 Vcc 到 Coff 为220k。 这是我尝试的第一个解决方案。 它可以工作、但会增加内部开关频率(FSW)、因此我必须更改 ROFF 以进行补偿。
    2. 从 Vcc 到 GND 220k。 这也是有效的、不会影响 FSW。 我对这种方法的实施感到担忧。 这似乎不符合推定的问题、因此我无法100%确定它的工作原因或它是否会产生其他负面影响。
    3. 改为"使能"以驱动 UVLO。 我从上面的原理图中删除了 R1、R2和 J2、并在 J2 (U4侧)和 UVLO 之间添加了一根跳线。 这也是有效的、不会影响 FSW。 我了解这是如何工作的、并将使用这种方法作为解决方案。  

    您可以将其标记为 Resolved (已解决)。 感谢你的帮助。

    道格

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    Doug、您好!

    在本例中、使用 UVLO 是更好的解决方案。  另一方面、在该电平从 VCC 拉出电流可能会在进入低功耗模式时出现问题、因此您所走的路线会更好。

    此致、