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示波器使用解密(一):LED闪灯及其对策

zjmanager 2017-12-15 08:45


  近来,很多的工程师反映,在批量生产LED时,总有一定比例的灯会闪烁,有的是开机闪烁几下就正常,有的是开机后闪个不停等等,形形色色的各种闪烁问题,觉得很疑问,找不到问题所在,经过一段时间的走访交流和实际的产品测验,我整理出了本文。本文从基本原理着手,通过示波器的检测手段,给出搞定的方式,直接可以使用于批量生产的产品规划,下面慢慢说来示波器使用解密!

示波器使用解密:LED闪灯及其对策

示波器使用解密(一):LED闪灯及其对策

  顺便说下,测验电源的时候,一般情况下,带宽要限制在20M,这样,得到的图像就干净,可以避免了干扰信号杂波的介入,可以保证测验的准确性,所选的鼎阳SDS2202示波器尤其经过2次升级以后,屏幕测验的波形可以转成白底的图像,储存深度升级达到70Mpts,用起来更是很爽,无论是测验产品还是保存资料,都是我贴心的伙伴,现在一直在手头运用!最近我的文章的测验波形都是用此型号的示波器测验的!大家可以看到测验的效果!

  闲话少叙,进入正题。先介绍一下所见的闪灯的电源的原因。这些电源都是运用的流行的反激方案,各大半导体公司的方案在原理上都差不多,在参数上差别却比较大,下面先讲下原理和工作方式,然后讲解怎么通过用示波器测验,根据方案厂家的数据手册来搞定闪灯的问题!

  先介绍一下流行的LED驱动方案的工作原理:

示波器使用解密

示波器使用解密- LED驱动方案原理图


  如图1,这是各大半导体方案公司都能提供的通过市电供电的反激式LED驱动高频开关电源的基本电路图,各家的图区别不大,基本工作原理都相同,反激式高频开关电源的基本工作原理一般的书籍都有介绍,大家如有兴趣可以参考有关专业书籍,在这里为了节约篇幅就不重复了,我只提出和本文有关的重点部分和元器件的功能来简单讲解下。

  市电经过保险丝F1后,由整流二极管D1,D2,D3,D4整流后经C1滤波后变成了直流电给高频开关电源工作,中心控制集成电路的启动电路由R1和C2构成,C2和中心控制IC的电源端并联在一起的,C2上的电压也就是IC的供电电压,当市电变成直流电供电的时候,这个直流电通过R1给C2充电,C2上电压就会上升,当这个电压上升到超过IC启动的电压时,IC就开始工作,DRI端输出驱动信号给功率MOS管,MOS管开始开关工作,把能量通过变压器T1的初级传递到次级,通过D7整流,C4滤波后,变成直流电提供给LED工作,从而点亮LED。

  在这里,FB是通过通过圈数比的手段,探知LED的压降,CS是逐周监测MOS管的峰值电流,把LED这个压降、MOS管的占空比和峰值电流进行事先编排的计算,就可以实现次级无取样反馈的恒流电路,这就是次级无取样反馈电路的恒流工作原理。这个电路在接上不一样压降的负载时,通过负载的电流是一样的。

  附加绕组T1-2有两个功能,第一是给IC提供供电,第二是感知输出绕组的压降,通过负载绕组和附加绕组的圈数比的方式可以感知负载的正常和异常。根据上面所说的恒流原理,这种电路方案根本不怕负载短路,当负载短路时,就把负载当作是一个压降等于零的LED来恒流就可以了,那么实际提供的功率也几乎是零,这样无论如何不会损害电路的。也就实现了负载短路保护功能了!

  负载的开路保护功能是通过中心控制IC的VCC电压来实现的,当这个电压超过IC规划的一个固定电压时候,IC会让电路停止工作,通常这个电压在IC的数据手册上显示是电源电压的上限,当负载开路的时候,附加绕组会通过负载绕组感知负载LED的压降是很大,附加绕组上的电压也会成比例上升,由于输出是恒流,压降增大,输出功率也将无限增大,对这个功率上升如果不做控制,MOS的工作占空比和电流将会变得很大,这会有烧毁电路的危险,由于负载LED的压降会成比例地反映在附加绕组的电压上,搞定的办法是在VCC电压上做个上限控制,如果电路的供电达到了VCC的上限电压,电路将停止工作,直到VCC电压下降到了复位电压以下,电路才可以自己开始重新工作。

  理解了保护电路的工作原理,下面就不难对闪灯的问题进行分析处理了,这个问题的起因大都是由于变压器规划不合理,VCC的工作电压偏高,比较靠近上限了,加上元器件参数误差的影响,在批量生产时,就有部分出现闪灯情况,有时一直闪个不停,有时在启动时闪几下就能正常工作了,有时即时在工厂内不闪,产品到了客户手中运用时,由于VCC工作在接近极限状态下,运用环境的温度,湿度等环境原因的影响,可能会对VCC的值有点变化,都会造成客户运用时闪灯,或者时闪时不闪等各种闪灯现象等等。

  搞定办法:运用一台示波器,检查下VCC的工作电压即可,这里推荐一下VCC运用的典型值的选择,根据IC的数据手册,首先找到VCC的最大值和最小值,然后取中间值作为VCC的规划工作的典型电压,举个实际的例子,如果VCC的最大电压是27V,而停止工作的电压是9V的话,我们在规划时,在工程样品测验的时候,VCC应该就是18V,如果所测的VCC值偏大或者偏小,就要相应减少或者增加附加绕组的圈数。实际遇到的闪灯例子都是由于VCC工作电压接近IC的上限。

 图2是实测的VCC启动时的波形,下面解说下:

示波器使用解密

示波器使用解密-实测VCC启动波形


实测波形解说:

  1.合上开关,在A点时候,R1向C2充电,这时电压慢慢升高;

  2.当电压升高到达IC启动电压B点时,IC开始启动,由于IC工作要消耗电能,而R1上的电流不够以给IC供电,所以IC上电压稍稍有点跌落,然后当电路开始工作时,IC上的电压开始上升了,所以VCC在此有个低谷;

  3.VCC电压开始上升了,但是这时由于变压器负载绕组电路的电容需要充电等,整个电路没有稳定,所以波形略有波动,VCC将会有个顶峰,如电路的C点;

  4,过了这个顶峰,由于负载绕组电容的电已经差不多充满,电路趋于稳定,这是VCC的电压就稳定了,如电路的D点。

  理解了这个波形,为了搞定闪灯的问题,我们在规划的时候,通过对样品的检测来调整变压器附加绕组的圈数,控制VCC电压,就能彻底消除闪灯的问题!

  另外加上一句,在选择IC的时候,由于国内的IC生产厂家众多,难免鱼目混杂,我们选择的IC的VCC工作电压的范围要宽,这样在批量生产的时候,比较好控制,尤其是兼容不一样压降同样电流的负载时,VCC会随着负载的压降而改变,如果VCC范围较宽,就不容易发生闪灯的问题,如果选择的IC的VCC工作电压范围很窄,那就比较容易出现这样的问题了,最后就要对元器件参数的一致性要求比较严了,加上大量生产时难以控制多种负载的兼容性,到时麻烦会比较多的!


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来自: 今日头条

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最新评论

引用 一只小菜鸟. 2017-12-16 12:57
又想骗我换示波器。。。。。。。。。。。。。。。。
引用 小飞2H 2017-12-16 09:50
还是没讲怎么抓取波形啊……

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