LM2586 - ตัวเหนี่ยวนำความร้อนจากนั้นเผาไหม้

ฉันกำลังออกแบบแหล่งจ่ายกระแสคงที่แบบ step-up เพื่อขับแถบ LED (แรงดันโหลดเล็กน้อยมีค่าประมาณ 54 VDC) ที่ต้องการ:

V _ใน : 18 .. 32 VDC
ฉัน_ออก = 0.2 A
V _out = 54 VDC (ระบุ) - 57 VDC (สูงสุด)

เนื่องจากวงจรควรจะมีเปิดปิดการป้อนข้อมูลฉันตัดสินใจที่จะใช้LM2586SX-อัตโนมัติ

ปัญหา

ต้นแบบที่รวดเร็วทำมือทำงานได้ดีในขั้นตอนการวิจัยและพัฒนาดังนั้นเราจึงผลิตหนึ่งร้อยวงจร วงจรทำงานได้ดีหลังจากมีพลัง อย่างไรก็ตามหลังจากที่บางเวลา (ผมไม่สามารถพูดระยะเวลาที่แน่นอน แต่มันแตกต่างกันระหว่าง 15 นาทีและ 1 ชั่วโมง) เหนี่ยวนำจะเริ่มฉวัดเฉวียนร้อนและแล้วในที่สุดล้มเหลวอย่างถาวร (เผาไหม้) ในไม่กี่วินาที ฉันจะบอกว่าทั้ง IC และตัวเหนี่ยวนำค่อนข้างเย็นในระหว่างการทำงานปกติ

สิ่งที่ฉันได้ลอง

ตอนแรกฉันคิดว่าปัญหามาจากความต้านทานกระแสไฟฟ้าของตัวเหนี่ยวนำ ดังนั้นผมจึงแทนที่เหนี่ยวนำด้วย7447709681 จากWürth มันไม่ได้ช่วยอะไร
เพิ่มความถี่การสลับเป็นเกือบ 200 kHz มันไม่ได้ช่วยอะไร
วางตัวเก็บประจุ 0.1 across ข้ามอินพุตของ LM2586 มันไม่ได้ช่วยอะไร
วางสแนปเปอร์ (47 Ωและ 10 nF) ข้ามขา SW มันไม่ได้ช่วยอะไร

แผนผัง:

PCB:

หมายเหตุ:

ชั้นล่างเป็น GND อย่างสมบูรณ์โดยไม่มีบาดแผลหรือรู
มีตัวกรองปี่เป็น (100 μF Elco - 68 μH - 100 μF elco) ก่อนที่จะมีการป้อนข้อมูลVX แต่มันอยู่ในอีกแผ่นหนึ่งดังนั้นฉันจึงไม่สามารถแสดงได้ที่นี่
อินพุต BL มาจากไมโครคอนโทรลเลอร์ (5 V หรือ GND)

ดังนั้นฉันติดอยู่ที่ปัญหานี้ ความช่วยเหลือใด ๆ จะได้รับการชื่นชมอย่างมาก

— Rohat Kılıç
แหล่งที่มา

ระยะขอบแรงดันไฟฟ้าไม่มากใน C34, ฝาปิดเอาต์พุตเมื่อทำงานที่ 57V คุณวางขอบเขตบนบอร์ดทำงานและวัดแรงดันเอาต์พุตสูงสุดที่จุดนั้นหรือไม่?

— เกือบเสร็จสิ้น

ความคิดเห็นนั้นควรจะทำงานอย่างไร

— Oldfart

@ RohatKılıçวิธีที่โหนดตอบรับทำงานได้แตกต่างกันไปตามโหนด SW จนกระทั่งอินพุตพินเห็นแรงดันไฟฟ้าที่คาดหวัง (1.23VDC) พินนั้นมีอิมพิแดนซ์สูงและจะไม่แหล่งที่มาหรือกระแสไฟที่จม (หรือบางทีฉันออกไปทานข้าวกลางวัน) ต้องใช้ตัวหารความต้านทานข้ามพิน C34 ถึง FB

— Brian Dohler

@ ไม่มีมันไม่ได้ ตัวต้านทานเหล่านั้นจะถูกวางไว้บนเส้นทางย้อนกลับของโหลดเพื่อให้กระแสโหลดไหลผ่านพวกเขา เนื่องจากแรงดันทั่วตัวต้านทานเหล่านี้จะถูกเก็บไว้ที่ 1.23VDC กระแสไฟขาออกจะถูกเก็บไว้ที่ 205mA แม้ว่าแรงดันโหลดจะแตกต่างกัน ดูเพียงจากมุมมองที่แตกต่างกัน: แรงดันคงที่และโหลดขึ้นอยู่กับการส่งออกในปัจจุบันเทียบกับปัจจุบันการส่งออกอย่างต่อเนื่องและแรงดัน output โหลดขึ้นอยู่กับ

— Rohat Kılıç

คุณอาจไม่ได้ตั้งใจยกเลิกการเชื่อมต่อโหลด แต่ดูเหมือนว่าจะผ่านตัวเชื่อมต่อเพื่อให้สามารถเกิดขึ้นได้ หรือโหลดอาจล้มเหลวและไปเปิดวงจร ไม่ว่าจะด้วยวิธีใดตัวปรับแรงดันจะพยายามออกแรงดันพิน FB ให้สูงพอ ไม่มีสิ่งใดที่จะหยุดมันได้มันอาจเกินแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุไดโอดหรือ IC ฉันจะเพิ่มบางสิ่งบางอย่างเพื่อหยุดสิ่งนั้น

— Finbarr

คำตอบ:

ฉันเชื่อว่าคุณเกินพิกัดแรงดันไฟฟ้าผกผันสูงสุด (PRV) ของ D4 ซึ่งเป็นไดโอด Schottky 40 V ในระหว่างรอบการสลับของคุณเมื่อพิน SW บน 2586 ไปที่ 0 V, D4 จะเอนเอียงแบบย้อนกลับเนื่องจากระดับที่เอาต์พุตที่ด้านบนของ C34 เมื่อตั้งค่าเอาต์พุตเป็น 57 V จะเกินระดับ 40 V ย้อนกลับของ D4 สิ่งนี้สามารถสังเกตได้และวัดด้วยออสซิลโลสโคปเท่านั้น คุณไม่เห็นสิ่งนี้ด้วยมัลติมิเตอร์

ไม่ว่าจะเป็นสาเหตุหรือยังมีอย่างอื่นฉันขอแนะนำให้คุณใช้ไดโอด 60 V แทน 40 V สำหรับ D4

คำอธิบายรายละเอียดเพิ่มเติม:

เมื่อปิดสวิตช์ประจุจะถูกปั๊มเข้าไปใน C34 และจะถูกระบายออกโดยโหลด เมื่อไดโอดสั้นลง C34 จะไม่เก็บประจุนั้นอีกต่อไปเมื่อสวิตช์เปิดอยู่ แต่จะลดลงอย่างรวดเร็วเป็นศูนย์ ข้อเสนอแนะจะตรวจจับการหล่นและตัวควบคุมสวิตช์สั่งให้ตรงเวลาเพื่อสร้างกระแสที่สูงขึ้นในตัวเหนี่ยวนำ เมื่อสิ่งนี้ตรงเวลาพอตัวเหนี่ยวนำจะอิ่มตัว เมื่ออิ่มตัวมันจะไม่ทำหน้าที่เป็นตัวเหนี่ยวนำอีกต่อไปและกระแสผ่าน L10 จะถูก จำกัด ด้วยความต้านทานการพันและแรงดันไฟฟ้าที่ใช้เท่านั้น

— เกือบเสร็จแล้ว
แหล่งที่มา

ไดโอด 60 V สำหรับ 57 V DC out max? ควรใช้งานกับ 70 V. ดีกว่า

— Uwe

ตกลง แต่ไม่เข้าใจผิดฉันไม่สามารถเข้าใจได้ว่าสิ่งนี้ส่งผลให้เกิดการเผาไหม้ตัวเหนี่ยวนำพลังงาน คุณช่วยอธิบายรายละเอียดได้ไหม?

— Rohat Kılıç

เมื่อปิดสวิตช์ประจุจะถูกปั๊มเข้าไปใน C34 และจะถูกระบายออกโดยโหลด เมื่อไดโอด shorted C34 จะไม่เก็บประจุนั้นอีกต่อไปเมื่อสวิตช์เปิดอยู่ แต่จะลดลงเป็นศูนย์อย่างรวดเร็ว ข้อเสนอแนะจะตรวจจับการหล่นและตัวควบคุมสวิตช์สั่งให้ตรงเวลาเพื่อสร้างกระแสที่สูงขึ้นในตัวเหนี่ยวนำ เมื่อสิ่งนี้ตรงเวลาพอตัวเหนี่ยวนำจะอิ่มตัว เมื่ออิ่มตัวมันจะไม่ทำหน้าที่เป็นตัวเหนี่ยวนำอีกต่อไปและกระแสผ่าน L10 จะถูก จำกัด โดยความต้านทานการพันและแรงดันไฟฟ้าที่ใช้เท่านั้น

— เกือบเสร็จสิ้น

ฉันขอแนะนำไดโอด B340Aของคุณที่มีการถล่มเนื่องจากคุณอยู่เกินระดับแรงดันย้อนกลับ

ไดโอดจะต้องทนต่อแรงดันไฟฟ้าที่คุณสร้างดังนั้นคุณต้องมีระดับแรงดันไฟฟ้ามากกว่าแรงดันตัวเก็บประจุ ฉันจะใช้บางอย่างในช่วง 75-100 โวลต์และบางทีES07Bก็เพียงพอแล้ว

— แจ็ค Creasey
แหล่งที่มา

Ding ding ding! ปืนสูบบุหรี่ตรงนี้

— winny

@ RohatKılıçเรื่องสั้นสั้น (และเรียบง่าย): วงจรสั้นไดโอดของคุณเพราะมันไม่สามารถจัดการกับแรงดันไฟฟ้า รับแรงดันย้อนกลับสูงสุดที่สูงกว่าให้ลองสองเท่า

— เสา

เอาล่ะฉันเห็นแล้ว ฉันมีES1G (400V / 1A) อยู่ในมือและฉันจะแทนที่ไดโอดด้วยอันนี้ ฉันหวังว่ามันจะแก้ได้เพราะมันมีค่าใช้จ่ายประมาณ 2 สัปดาห์

— Rohat Kılıç

D4 ควรมีระดับแรงดันไฟฟ้า 3 เท่าของเอาต์พุต DC ที่คาดหวังเพียงเพื่อความปลอดภัย 50% เหตุผลก็คือเมื่อ C4 มี 57 โวลต์อยู่ไดโอดจะเห็นทั้ง 57 โวลต์และศูนย์โวลต์เมื่อ MOSFET ภายในเปิดขึ้นอีกครั้ง ตอนนี้มันมี 57 โวลต์อยู่ในสิ่งที่ตรงกันข้าม จากนั้นกระแสการไหลของกระแส

ตัวเหนี่ยวนำมีความร้อนสูงเกินไปเนื่องจากการลัดวงจร D4 ดังนั้นตัวเหนี่ยวนำและ MOSFET จะได้รับประจุตัวเก็บประจุที่ป้อนกลับไป

แทรกไดโอดอย่างรวดเร็วด้วยคะแนนอย่างน้อย 200 โวลต์และปัญหานี้จะหายไป

— Sparky256
แหล่งที่มา