LM2586 - Induktor heizt und brennt dann

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Ich entwerfe eine Aufwärtskonstantstromquelle, um LED-Streifen anzusteuern (Nennlastspannung beträgt ca. 54 VDC). Bedarf:

  • V in : 18..32 VDC
  • I out = 0,2 A
  • V out = 54 VDC (nominal) - 57 VDC (maximal)

Da die Schaltung einen Ein-Aus-Eingang haben sollte, habe ich mich für LM2586SX-ADJ entschieden .

Problem

Ein handgefertigter schneller Prototyp funktionierte in der F & E-Phase einwandfrei, daher haben wir 100 Exemplare der Rennstrecke hergestellt. Die Schaltung funktioniert nach dem Einschalten einwandfrei. Doch nach einiger Zeit (ich kann wirklich keine genaue Dauer sagen, aber es variiert zwischen 15 Minuten und 1 Stunde) die Induktivität beginnt zu summen, Überhitzungen und dann scheitert schließlich dauerhaft (Verbrennungen) in wenigen Sekunden . Ich muss sagen, dass sowohl der IC als auch der Induktor während des normalen Betriebs ziemlich kühl bleiben.

Was ich versucht habe

  • Zuerst dachte ich, dass das Problem vom Gleichstromwiderstand des Induktors herrührt. Also habe ich den Induktor durch 7447709681 von Würth ersetzt . Es hat nicht geholfen.
  • Schaltfrequenz auf fast 200 kHz erhöht. Es hat nicht geholfen.
  • Platzieren Sie einen 0,1-µ-Kondensator am Eingang des LM2586. Es hat nicht geholfen.
  • Platzieren Sie einen Dämpfer (47 Ω und 10 nF) über dem SW-Pin. Es hat nicht geholfen.

Schema:

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PCB:

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ANMERKUNGEN:

  • Die untere Schicht ist vollständig GND, ohne Schnitte oder Löcher.
  • Vor dem Eingang VX befindet sich ein Pi-Filter (100 µF elco - 68 µH - 100 µF elco) . Aber es ist in einem anderen Blatt, also konnte ich es hier nicht zeigen.
  • Der BL-Eingang kommt vom Mikrocontroller (5 V oder GND).

Also stecke ich bei diesem Problem fest. Jede Hilfe wird sehr geschätzt.

switch-mode-power-supply led-driver step-up planar-inductor overheat Rohat Kılıç
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Nicht viel Spannungsreserve an C34, der Ausgangskappe, bei Betrieb mit 57V aus. Haben Sie ein Oszilloskop auf eine Arbeitsplatte gelegt und an diesem Punkt die Spitzenausgangsspannung gemessen?
Fast geschafft
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Wie soll dieses Feedback funktionieren?
Oldfart
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@ RohatKılıç, die Art und Weise, wie der Feedback-Pin-Knoten funktioniert, variiert den SW-Knoten, bis der Eingangs-Pin die erwartete Spannung (1,23 VDC) sieht. Der Pin selbst ist hochohmig und leitet oder senkt keinen Strom. (Oder vielleicht bin ich zum Mittagessen unterwegs). Erfordert einen Widerstandsteiler zwischen C34 und FB-Pin.
Brian Dohler
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@ Brian nein, tut es nicht. Diese Widerstände befinden sich auf dem Rückweg der Last, so dass der Laststrom durch sie fließt. Da die Spannung an diesen Widerständen bei 1,23 VDC bleibt, bleibt der Ausgangsstrom bei 205 mA, auch wenn die Lastspannung variiert. Schauen Sie einfach aus einer anderen Perspektive: Konstante Ausgangsspannung und lastabhängiger Ausgangsstrom im Vergleich zu konstantem Ausgangsstrom und lastabhängiger Ausgangsspannung .
Rohat Kılıç
2
Möglicherweise trennen Sie die Last nicht absichtlich, aber es sieht so aus, als würde sie über einen Stecker geführt, sodass dies passieren kann. Oder die Last könnte ausfallen und unterbrochen werden. In jedem Fall versucht der Regler mit Hochdruck, die FB-Pin-Spannung hoch genug zu machen. Wenn nichts dagegen spricht, können die Nennspannungen von Kondensator, Diode oder IC überschritten werden. Ich würde etwas hinzufügen, um das zu verhindern.
Finbarr

Antworten:

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Ich glaube, Sie überschreiten den PRV-Wert ( Peak Inverse Voltage ) von D4, der 40-V-Schottky-Diode. Während Ihres Schaltzyklus, wenn der SW-Pin des 2586 auf 0 V geht, wird D4 aufgrund des Pegels am Ausgang oben in C34 in Sperrrichtung vorgespannt. Wenn der Ausgang auf 57 V eingestellt ist, überschreitet dies die 40-V-Sperrspannung von D4. Dies kann nur mit einem Oszilloskop beobachtet und gemessen werden. Sie können dies mit einem Multimeter nicht sehen.

Ob dies die Ursache ist oder noch etwas anderes, ich schlage vor, Sie verwenden eine 60-V-Diode anstelle der 40-V-Diode für D4.

Detailliertere Erklärung:

Wenn der Schalter ausgeschaltet ist, wird Ladung in C34 gepumpt und von der Last abgeleitet. Wenn die Diode kurzgeschlossen ist, speichert C34 diese Ladung nicht mehr, wenn der Schalter eingeschaltet ist, sondern nimmt schnell gegen Null ab. Die Rückkopplung erfasst den Abfall und der Schaltregler weist eine längere Einschaltdauer an, um einen höheren Strom in der Induktivität aufzubauen. Wenn diese Einschaltzeit lang genug ist, wird der Induktor gesättigt. Wenn es gesättigt ist, funktioniert es nicht mehr als Induktor, und der Strom durch L10 wird nur durch seinen Wicklungswiderstand und die angelegte Spannung begrenzt.

Fast fertig
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Eine 60 V Diode für 57 V DC max? Besser eins mit 70 V.
Uwe
Okay, aber nicht falsch verstanden, ich konnte nicht verstehen, wie dies dazu führt, dass die Leistungsinduktivität verbrannt wird. Könnten Sie bitte näher darauf eingehen?
Rohat Kılıç
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Wenn der Schalter ausgeschaltet ist, wird Ladung in C34 gepumpt und von der Last abgeleitet. Wenn die Diode kurzgeschlossen ist, speichert C34 diese Ladung nicht mehr, wenn der Schalter eingeschaltet ist, sondern nimmt schnell gegen Null ab. Die Rückkopplung erfasst den Abfall und der Schaltregler weist eine längere Einschaltdauer an, um einen höheren Strom in der Induktivität aufzubauen. Wenn diese Einschaltzeit lang genug ist, wird der Induktor gesättigt. Wenn es gesättigt ist, funktioniert es nicht mehr als Induktor, und der Strom durch L10 wird nur durch seinen Wicklungswiderstand und die angelegte Spannung begrenzt.
Fast geschafft
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Ich würde vorschlagen, dass Ihre B340A-Diode eine Lawine aufweist, da Sie die Sperrspannung bei weitem überschreiten.

Geben Sie hier eine Bildbeschreibung ein

Die Diode muss die von Ihnen erzeugte Spannung abwehren, sodass Sie eine Spannung benötigen, die über Ihrer Kondensatorspannung liegt. Ich würde etwas im Bereich von 75-100 Volt verwenden, und vielleicht würde ein ES07B ausreichen.

Jack Creasey
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Ding Ding Ding! Rauchende Waffe hier.
Winny
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@ RohatKılıç Lange Rede, kurzer Sinn (und vereinfacht): Ihre Diode schließt kurz, weil sie die Spannung nicht verarbeiten kann. Holen Sie sich eine mit einer höheren maximalen Spitzensperrspannung, versuchen Sie es doppelt.
Mast
Okay, ich sehe jetzt. Ich habe ES1G (400V / 1A) zur Hand und werde die Diode damit ersetzen. Ich hoffe das löst sich, weil es mich ca. 2 Wochen gekostet hat.
Rohat Kılıç
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D4 sollte die dreifache Nennspannung des erwarteten Gleichstromausgangs haben, nur um eine Sicherheitsmarge von 50% zu erreichen. Der Grund ist, dass die Diode bei C4 mit 57 Volt sowohl 57 Volt als auch Null Volt sieht, wenn der interne MOSFET wieder eingeschaltet ist. Jetzt hat es 57 Volt auf der Rückseite. Dann ein weiterer Anstieg des Vorwärtsstroms.

Die Induktivität überhitzt sich aufgrund eines Kurzschlusses von D4, sodass die Kondensatorladung an die Induktivität und den MOSFET zurückgespeist wird.

Setzen Sie eine schnelle Diode mit mindestens 200 Volt ein, und dieses Problem wird behoben.

Sparky256
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