現在在LED調光驅動設計中有很多工程師都用到了iWatt 36XX系列的調光IC ,但是大家在初次使用的過程中經常都會出現調光閃爍的問題,因為調光應用的方案對大多數工程師來說都還是一個新的領域,所以在初次使用iWatt調光方案出現調光異常都會非常困惑。現就此問題與大家分享一點心得,歡迎大家對此提出自己的見解。
首先,是否所有的閃爍都是IC本身設計引起的呢?答案是否定的,不可否認,沒有哪一家調光的IC能夠去適應所有的調光器,但是IWATT的方案是可以適應市面上絕大多數調光器,而且調光效果非常理想。那么是什么原因在很多工程師在使用的過程中還是會出現閃爍呢?而且這種閃爍在IWATT的DEMO BOARD上不會出現?
這是應為我們在設計的過程 中沒有能夠注意一些設計的細節,針對大部分工程師所出現的問題我簡單歸納為以下幾點:
1. 輸入X電容過大,大部分工程師都知道,大的X電容能有更好的差模濾波效果,但是輸入X電容過大會影響到IC對輸入切相波形的檢測,導致檢測波形不穩而出現閃爍。一般建議輸入X電容的容量在0.01uF~0.033uF之間,只有少數高功率因數,低壓輸入的情況下X電容可以加大到約0.057uF..輸入X電容引起的閃爍大概在60%~90%的輸出電流的情況下。
2. 在調光的時候出現較大的電流跳躍,如輸出350mA但是調到90mA電流以后直接跳躍到150mA ,反向調節也會出現。那么這種電流跳躍是怎么形成的呢?首先我們要了解IWATT IC工作的原理。我們是怎么實現輸出電流調節的呢?當輸出電流在100%到30%的時候我們是通過PFM的調節,輸出電流越小工作頻率越高。但是在小于30%的輸出電流時我們不能再去提高頻率,這個時候我們的IC會進入PWM的工作模式(900Hz)去調節兩個不同工作頻率的占空比一個低頻20K,和一個在30%輸出時的工作頻率,如160K。
而這種出現在30%電流附近的跳躍就是因為ISENSE信號的干擾而出現的誤判,怎么去改善ISENSE 的波形呢?
3,另外在設計的過程中還會出現10%輸出電流以下的閃爍,由于這個時候輸出電流非常小,所以這個時候的閃爍非常微弱。同樣這時的閃爍主要也是由于ISENSE信號的干擾所造成的與第二點的原因基本相同。那么什么樣的ISENSE信號才是好的信號呢?
3602/3612/3614就是通過控制 Isense基準電壓來改變輸出電流.當調至較低的輸出電流時, Isense的基準電壓也相應變低. 如果Isense 波形因為變壓器分布電容而導致太高太長的LEADING SPIKE,可能這個尖峰就會導致IC對 Isense 誤判斷而調光不順。
如上圖的實際波形我們可以看出ISENSE 的 LEADING SPIKE 已經和ISENSE 的波形疊加在一起沒有辦法區分,而這樣的波形是最容易讓IC產生誤判。我們都知道,由于變壓器的分布電容和MOSFET的Cgs LEADING SPIKE是很難完全濾除的,但是我們只需要把它控制在不影響我們IC檢測的范圍內就是可以的了。
由于我們IC內部本身就有對 LEADING SPIKE 的一個消隱時間(約400nS),對于ISENSE 的波形我們要做到以下3點:
A,很窄的LEADING SPIKE ,一定要小于400nS,這樣不會影響到
ISENSE的檢測。
B, LEADING SPIKE 和ISENSE 真實波形的谷底一定要低,這樣IC才能區分LEADING SPIKE 和真實的ISENSE 的波形。
C, LEADING SPIKE 和ISENSE 真實波形間的震蕩一定要小。
做好以上A,B,C 三點 2號和3號問題就能很好的解決。如何做好A,B,C 三點呢?
要做好這3點主要從兩個方面做:
1. 從源頭上控制
A,改變變壓器的打法,使用三明治打法或者在每層繞組間加膠帶,減小變壓器的分布電容。
B,選用Cgs比較小的MOSFET。
C, 在畫板時注意ISENSE的走線,要做到功率地與信號地分開,ISENSE的信號在布線時要遠離功率信號,且把功率和信號環路的回路做到 最短。
2. 進行濾波,如下圖:
C16 和C14的搭配使用可以將干擾很大的ISENSE 信號濾成IC可以檢測的信號。C16一般用到220pF,它的作用是加快ISENSE信號,讓 LEADING SPIKE 能變窄且達到谷底。而C14一般用10nF,它的作用是率掉LEADING SPIKE與ISENSE 電流間震蕩波形的幅值。