TPS61169 LED-Treiber funktioniert nicht richtig

Ich habe kürzlich eine Platine für den LED-Treiber TPS61169 entworfen . Ich habe das Beispiellayout aus dem Datenblatt verwendet, da es sich um ein winziges SMD-Gehäuse handelt und ich es nicht stecken konnte. Ich habe auch die typische Anwendung in Abschnitt 9.2 befolgt.

Allerdings funktioniert es nicht richtig.

Bezugnehmend auf 9.2 Abbildung 4,

  • Die Versorgungsspannung beträgt 5,0 V
  • CIN ist 100uF Tantal + 0,1uF Keramik
  • L ist 6,8 uH Induktor
  • D ist eine SS24-Schottky-Diode
  • COUT ist 2x 1uF Keramik
  • RSET besteht aus 2x 1,6R-Widerständen parallel (0,8R-Äquivalent)

Beim Testen habe ich versucht, 3 grüne 3-W-LEDs in Reihe zu treiben.

Unter Verwendung der Gleichung in 8.3.4 ist RSET = 204 mV/250 mA = 0,816 R.

Ich habe den Spitze-zu-Spitze-Strom der Spule mit Gleichung 4 zu 3,84 A und den Spitzenstrom der Spule mit Gleichung 5 zu 2,17 A berechnet. Ich denke jedoch nicht, dass diese korrekt sind, da sie im Vergleich zu den Werten in Tabelle 2 des Datenblatts - Empfohlene Induktivitäten - hoch erscheinen.

Hier ist ein Schema der Platine:

SchemaEin paar Anmerkungen: Die beiden Induktivitäten und die beiden Dioden sind für verschiedene Komponenten - Durchgangsloch und SMD - da ich nicht wusste, welche Komponenten ich zu diesem Zeitpunkt hatte oder bekommen konnte. Außerdem sind nur zwei der Widerstände R2–R5 bestückt.

Hier ist das Board in Eagle erstellt. Das Layout entspricht dem Datenblatt.

Adlerbrett

Symptome:

  • unerwartet hoher Strom - mein Netzteil meldet einen Strom, der dem eingestellten Grenzwert entspricht, und steigt so hoch an, wie ich es wage, ihn einzustellen. Der von meinem DMM in Reihe mit den LEDs gemessene Strom beträgt etwa 1/4 und skaliert mit dem Eingangsstrom. Ich habe keine Ahnung, wo der zusätzliche Strom fließt.
  • Spannungsabfall - zusammen mit dem hohen Strom geht mein Netzteil in den CC-Modus und die Spannung fällt auf 4,2 V bei 250 mA. Wenn ich den Strom erhöhe, nimmt die Spannung ab.
  • CTRL-Pin - der CTRL-Pin wird verwendet, um die LEDs zu dimmen. Das Einspeisen einer 20-kHz-Rechteckwelle von meinem Funktionsgenerator hat jedoch keine Auswirkung auf den LED-Strom. Wenn ich den CTRL-Pin erde, ihm eine Spannung unter 0,7 V gebe oder ihn schwebend lasse, leuchten die LEDs nicht.

Hier sind ein paar Screenshots von meinem Oszilloskop...

Wellenform zwischen Induktor und Diode

Wellenform zwischen Induktor und Diode

Wellenform zwischen Induktor und Diode

LED-Spannungswellenform

Was meiner Meinung nach falsch läuft:

  • Ich hatte Probleme beim Löten des TPS61169, da ich blöderweise keine Thermik auf die angeschlossenen Kupferflächen gelegt habe, daher musste ich übermäßige Hitze verwenden. Ich glaube nicht, dass ich das TPS zerstört habe, da ich zwei der Boards gemacht habe und beide die gleichen Probleme aufweisen. Es ist weniger wahrscheinlich, dass ich beide zerstört habe.
  • wahrscheinlicher ist, dass mein Induktor gesättigt ist. Leider habe ich noch keinen anderen, und der, den ich verwendet habe, war von aliexpress und hatte keine Spezifikationen zur Stromhandhabung oder zum Sättigungsstrom.

Sobald ich einen Induktor in der richtigen Größe habe, werde ich das versuchen.

Vermute ich richtig, dass der Induktor gesättigt ist? Stimmen die Symptome mit einem Sättigungsinduktor überein? Gibt es noch etwas, das diese Probleme verursachen könnte, das ich übersehe?

Vielen Dank für Ihre Hilfe.

Welchen Strom kann Ihre 5-Volt-Versorgung erzeugen?
Es ist eine schaltende Laborversorgung mit einer Kapazität von 30 V, 3 A.
Betrachten Sie V über R2 mit Scope. Dies sollte linear über die Ein-Periode ansteigen, wenn der Strom ansteigt. Wenn der Induktor gesättigt ist, ändert sich die Steigung des Stroms nach oben - normalerweise mit einer exponentiell ansteigenden Rate, wenn die Sättigung zunimmt. Weniger Last sollte dies reduzieren.

Antworten (1)

Bei einer Gesamtlast von 9 Watt und einem Wirkungsgrad der Boost-Schaltung von 80 % könnte die Eingangsleistung etwa 11 Watt betragen. Das wäre also ein Dauerstrom von 2,2 Ampere. Die Boost-Schaltung nimmt jedoch Energie in Schüben auf; möglicherweise 50 % der Zeit entnimmt es Energie aus der Versorgung und gibt diese Energie dann für die anderen 50 % der Zeit an die Last weiter.

Die durchschnittliche Leistung, die der Versorgung entnommen wird, kann also 11 Watt betragen, aber in Wirklichkeit beträgt sie etwa 22 Watt für 50 % der Zeit und null Watt für die anderen 50 % der Zeit.

Der Spitzenbedarf beträgt also 22 Watt bei 5 Volt. Dies ist ein Strom von über 4 Ampere und Ihr Netzteil kann ihn nicht hacken. Probieren Sie einfach eine LED aus, um zu sehen, ob dies funktioniert. Überprüfen Sie auch, ob der Spitzenstrom in der Spule Ihren Vorstellungen entspricht. Ich habe meine Zweifel.

Ich hätte erwähnen sollen, dass die LEDs 3W RGB-LEDs sind. Ich teste jeweils nur mit einer Farbe - Grün -, also nur etwa 2,5 W durch die LEDs. Berücksichtigung der Effizienz, etwa 3W. Wenn es nur die Hälfte der Zeit leitet, sind das 6 W. Meine Versorgung ist in der Lage, damit umzugehen.
Ich habe den Strom von meinem Versorgungsstrom auf maximal etwa 400 mA begrenzt. Jetzt merke ich, dass das zu wenig ist. Ich dachte an die 250-mA-Grenze durch die LEDs und nicht an die Leistungswandlung. D'oh! Ich war zugegebenermaßen auch nervös, so viel Strom durch einen so kleinen Stromkreis zu leiten. Ich werde versuchen, das Limit auf 1,3 A oder so zu erhöhen und sehen, was passiert. Ich denke immer noch, dass mein Induktor unterschätzt wird ...
TPS61169 LED-Treiber funktioniert nicht richtig
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