LED leuchtet, wenn die Masse des Treibers unterbrochen ist

Ich habe eine einfache Schaltung mit einem vorgefertigten LED-Treiber (Recom RCD-24-0.35) erstellt , der von einem MCP4921 DAC analog gedimmt wird, der von einer 3,3-V-Mikrocontroller-Platine gesteuert wird. Sie können das Schema unten sehen, Q1 hat nichts mit der LED zu tun, wird aber zum Schalten eines externen Geräts über einen gemeinsamen Emitterverstärker verwendet und ist an dieselbe 24-V-Quelle angeschlossen. Da der analoge Dimmeingang des LED-Treibers invertiert ist (Volldimmung liegt bei 4,5 V, der Spannungsteiler unter dem Dimmport stellt sicher, dass 4,5 V das Maximum sind), wurde der Q2-FET mit Logikpegel hinzugefügt, um die Masse des Treibers bis zur Mikrocontrollerplatine abzuschneiden bootet, um zu verhindern, dass die LED mit voller Leistung leuchtet, bis dies der Fall ist. S1 ermöglicht das manuelle Ausschalten der LED auf die gleiche Weise.

Die Rennbahn

Das Problem ist, wenn S1 getrennt ist oder / und Q2 ausgeschaltet ist, erhält die LED immer noch ~ 1,2 mA Strom und leuchtet sichtbar, obwohl der Rückweg unterbrochen werden soll. Eine andere Sache, die helfen könnte, ist, dass sich das Leuchten verstärkt, wenn es stärker gedimmt wird (niedrigere Dimmspannung angelegt) und verschwindet, wenn die Steuerplatine nicht mit Strom versorgt wird, also muss es mit dem Dimmteil der Schaltung zusammenhängen.

Übersehe ich hier etwas Offensichtliches? Alle Ideen sind willkommen.

BEARBEITEN: Durch das Kurzschließen von Q1 wird das lästige Glühen entfernt und das Gerät funktioniert wie vorgesehen (abgesehen davon, dass es keine externe Gerätesteuerung hat). Was könnte dies verursachen?

Welcher IC ist der LED-Treiber? In dem Moment, in dem Sie die Schaltung einschalten, liegt ein Potential zwischen V_In und DIM (da DIM auf 0 V liegt). Natürlich ist es schwierig, genaue Antworten zu geben, ohne den IC zu kennen, aber im Allgemeinen ist es nicht etwas, was Sie tun möchten, einen IC-Eingang unter seine Masse zu ziehen.
Es ist ein Recom RCD-24 Konstantstromnetzteil, nicht sicher, ob es viel hilft.
Könnten Sie Q2 zwischen der 24-V-Versorgung und dem LED-Treiber platzieren?
Ich denke aber, dass die Spur richtig ist, die LED leuchtet mehr, wenn eine niedrigere Spannung am Eingang anliegt.
Ich habe versucht, Q2 insgesamt kurzzuschließen, es macht das Leuchten etwas intensiver.
Was hilft, ist Q1 kurzschließen. Ich hatte vor, es durch einen High-Side-Schalter zu ersetzen, also wird es hoffentlich behoben, aber was könnte die Ursache sein?
Sie müssen die genaue Teilenummer angeben, da es mehrere Versionen mit unterschiedlichen Schnittstellenanforderungen gibt. Ihr Spannungsteiler R1 und R2 macht nicht das, was Sie sagen. Es gibt keinen Vout-Pin für diese Familie, obwohl einige eine 3,3-V-Vref haben.
Es ist RCD-24-0.35, kein Vref-Ausgang. Das Vout ist eigentlich GND, ich habe es aus dem Gedächtnis gezeichnet und jetzt sehe ich, dass es nicht viel Sinn macht, ich werde es in Kürze beheben.
Ah, Sie wechseln in diesem Modul nicht die Masse. Der PWM-Pin ist das, was Sie an Ihren Schalter anschließen sollten. Wenn Sie Q1 ausschalten, versorgen Sie das Modul über den analogen Dim-Pin mit Strom, und der Dim-Pin liegt relativ zum Modul effektiv bei 0 V.
Ich nehme an, Sie meinten Q2. Okay, das ist interessant, da ich verstehe, dass die Lösung darin besteht, die Masse nicht abzuschneiden und stattdessen den PWM-Pin auf 0 V zu ziehen, während der Mikrocontroller hochfährt. Aber was könnte die Tatsache erklären, dass das Umgehen von Q1 dieses Verhalten stoppt?

Antworten (2)

Was ist los:

Im Inneren des Moduls befinden sich einige Dioden zum Schutz der Eingänge. Typischerweise sind dies ESD-Dioden, aber sie leiten Gleichstrom, wenn Sie sie in Sperrrichtung vorspannen. Es ist keine starke Stromquelle, und Sie haben eine Widerstandsbegrenzung, daher ist es nicht sehr hell. Der Strom fließt von D1 in den Treiber VDD (der das Modul und die LED schwach mit Strom versorgt), zum GND-Netz, durch die interne ESD-Diode, nach außen zu R1 und dann entweder über den DAC oder R2 zur Erde. Beachten Sie, dass dadurch die DIM-Pin-Spannung kleiner wird als die effektive VSS des Moduls, was eine volle Intensität befehlen würde. Es kann auch möglich sein, dass der Basis-Emitter-Übergang in eine Lawine übergeht und Ihr Strom in diese Richtung fließt. Typische V_eb-Max-Werte liegen bei etwa 5 V, und wenn die Schaltung funktioniert, können Sie dort bis zu 24 V sehen.

Wenn Q1 kurzgeschlossen wird, erhöht dies den durch R1 fließenden Strom, indem R_L parallel zum Modul geschaltet wird. Dadurch wird die für das Modul verfügbare Spannung effektiv um ein wenig reduziert und die verfügbare Versorgung unter das für den Betrieb erforderliche Minimum gedrückt.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Was sollte man tun:

Dieses Modul hat einen Enable-Pin! Sie können die gewünschte Funktionalität mit minimalen Änderungen erhalten, indem Sie einen Pull-up auf 3,3 V oder 5,0 V (beides funktioniert) setzen und dann Ihren Mikrocontroller-fähigen MOSFET verwenden. Wenn Sie den Pull-up mit der 24-V-Versorgung haben möchten, müssen Sie einen Spannungsteiler herstellen, um die Spannung zu reduzieren (der PWM-Pin kann 24 V nicht vertragen). Sie könnten R5 auch loswerden und durch eine 3,0-V-Zenerdiode ersetzen, um sicherzugehen. Da die meisten Mikrocontroller mit deaktivierten Eingängen beginnen, können Sie möglicherweise alles außer den Spannungsteilerwiderständen beseitigen. In diesem Fall könnten Sie M1 und R2 im folgenden Schema weglassen und Ihre PIN5 direkt mit der Freigabe verbinden.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Weitere Hinweise:

  • Machen Sie Ihre R4 - Q1 - R_L-Schaltung unabhängig von dieser Schaltung (zB verbinden Sie den Emitter von Q1 mit GND)
  • Ihr gezeichneter Widerstandsteiler teilt die Ausgangsspannung nicht wirklich (es sei denn, R1 ist groß genug, dass der Eingangsstrom von DIM einen messbaren Abfall verursacht). Verwenden Sie die folgende Topologie (oder lassen Sie sie ganz weg, Sie werden sie mit 5 V nicht beschädigen).
  • Überprüfen Sie Q1, bevor Sie es erneut verwenden. Möglicherweise wurde es beschädigt.
  • Wenn Sie wissen möchten, wohin der Strom wirklich fließt, messen Sie den Spannungsabfall an R1 und an R4. Eines davon wird einen messbaren Abfall haben. Messen Sie die Spannungsdifferenz zwischen VDD und GND, um zu sehen, wie viel Spannung das Modul tatsächlich bekommen hat.
Ich liebe deine Antwort, aber ein paar Stellen waren mir etwas unklar. Erstens, was bewirkt das Verbinden von Q1 mit GND? Wenn Q2 vorhanden ist, würde es dem Fahrer keinen Weg bieten? Was sagt Ihnen dann, dass der Teiler nicht funktionieren wird? Ich kann keinen Unterschied zwischen dem und deinem erkennen, es scheint auch zu funktionieren. Ich würde es vorziehen, es nicht zu überspringen, da ich in diesem Fall eine maximale Dimmauflösung benötige und die Verwendung von 5 V mir einen nutzlosen 4,5-V-5-V-Bereich gibt. Und zum Schluss, könnten Sie klarstellen, wo der Spannungsabfall gemessen werden soll? Nur über den Widerstand? Wird es nicht allein vom Widerstandswert abhängen?
Die Spannung zwischen den Treiber-Power-Pins beträgt 3,2-4,8 V, wenn die Masse abgeschaltet ist, abhängig von der Dimmspannung.
Auch die vorgeschlagene Schaltung ist großartig, aber da alles andere als 24 V von der MCU selbst kommt, denke ich, dass sie nach dem Ausschalten nicht mehr funktioniert. Ich möchte dies auch vermeiden, da die 24-V-Versorgung und die MCU separat eingeschaltet werden und Manchmal möchte ich die Versorgung einfach eingeschaltet lassen, auch wenn ich die MCU nicht verwende. Wenn ich richtig liege, ist die PWM nicht invertiert, also denke ich an einen PNP-Transistor, der zwischen GND und PWM-Eingang angeschlossen ist.
Das Verschieben von Q1 auf GND anstelle des Drain hilft, möglicherweise unerwünschtes Verhalten zu eliminieren. Wenn Sie diesen Pin über die MCU steuern, könnte jedes logische ODER-Verhalten, das Sie suchen, genauso einfach durch Code erreicht werden.
Der Widerstandsteiler, wie ich ihn gezeichnet habe, teilt die DAC-Ausgangsspannung, während Ihre Schaltung dies nicht tut. Möglicherweise tritt an R1 ein Spannungsabfall auf, der jedoch nicht daran liegt, dass R1 und R2 einen Ausgang erzeugen, der 0,9 des DAC Vout beträgt. Ich bezweifle, dass Sie durch Hinzufügen des Widerstandsteilers einen signifikanten Unterschied in der Auflösung feststellen werden, aber das ist Ihre Wahl.
Laut Datenblatt ist die PWM invertiert. (Ich habe es oben in Ihrer Frage verlinkt). Wenn die 3,3-V- oder 5-V-Versorgung nicht verfügbar ist, wenn Sie die LED ausgeschaltet lassen möchten, würde ich Ihrer 24-V-Versorgung einen Spannungsteiler empfehlen. Ich werde den Schaltplan aktualisieren.
Ich verstehe, Sie schlagen vor, Q1 anstelle von Q2 direkt mit Masse zu verbinden. Was den Teiler betrifft, habe ich es wieder vermasselt, ihn zu zeichnen. R1 ist eigentlich am DAC-Ende. Und Sie haben wieder einmal Recht mit der PWM-Invertierung, ich habe die digitalen Dimmdiagramme falsch interpretiert. Inzwischen ist alles klar, letzte Frage: Gibt es einen bestimmten Grund, warum Sie in Ihrem Diagramm einen FET gewählt haben, oder reicht ein Schaltgerät aus? Soweit ich weiß, fließt dort keine ernsthafte Strömung.
Entweder ein BJT oder ein MOSFET ist in Ordnung. Sie hatten vorher einen MOSFET, und ich habe ihn behalten. Mir fällt jetzt ein, dass Sie möglicherweise einen Leistungs-MOSFET verwendet haben, der immer noch funktioniert, aber es wäre übertrieben.
Ich verstehe, dann werde ich die Schaltung wiederholen. Ein riesiges Dankeschön für Ihre Geduld und ausführliche Erklärungen, ich weiß nicht, was ich ohne Leute wie Sie tun würde!

ICs haben interne Dioden zwischen all ihren Eingängen und den Stromschienen. Ich vermute also, dass dies wie eine Diode zwischen Vout und DIM wirkt und einen Strompfad zur Masse durch R1 und R2 bereitstellt. Das Vorhandensein der Widerstände begrenzt den Strom auf den niedrigen Wert, den Sie sehen.

Die Lösung ist

(a) Bewegen Sie das untere Ende von R2 über Q2, so dass der Pfad ebenfalls abgeschaltet wird

(b) Setzen Sie eine kleine Schottky-Diode vom Ausgangspin des DAC ein, um eine Rückspeisung über diesen Weg zu verhindern. (Eigentlich funktioniert das möglicherweise nicht, mir ist nicht klar, wie der DAC mit R1 / R2 interagieren soll?)

R1 und R2 bilden einen Spannungsteiler für den Dimmeingang. DAC gibt 0–5 V Analogausgang aus, und der Treiber akzeptiert 0–4,5 V für den Dimmbereich. Ich denke, das Verschieben über Q2 sollte die Funktionsweise nicht beeinflussen.
Das Ablöten des geerdeten Widerstands hilft jedoch nicht bei dem Problem. Wenn der Pfad durch den Widerstand führen würde, wäre es sinnvoll, wenn das Glühen weg wäre?
Hmm. In Kombination mit dem "Kurzschließen von Q1 behebt es" bin ich jetzt genauso verwirrt wie Sie. Nächster Schritt: Messen Sie die Spannung an jedem Knoten?
Der Vout-Pin sollte mit vss beschriftet sein. Ihre anfängliche Schlussfolgerung ist wahrscheinlich richtig, und das Kurzschließen von Q1 leitet den Leckstrom effektiv um.
LED leuchtet, wenn die Masse des Treibers unterbrochen ist
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