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iWatt 調光IC 閃爍問題的研究與分析

    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IWATTDEMO BOARD上不會出現?

        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. 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. 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%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 Isense  誤判斷而調光不順。

    如上圖的實際波形我們可以看出ISENSE 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MOSFETCgs 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  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  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 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 SPIKEISENSE 電流間震蕩波形的幅值。

全部回復(110)
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2011-08-19 18:48
請樓主繼續!
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iwatt-szl
LV.7
3
2011-08-24 11:16
@wuzhonggui
[圖片]請樓主繼續!

期待大家踴躍發言,。。。

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2011-09-05 17:29

感謝,感謝,解惑了。之前接調光器就是出現閃這個問題啦。

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qjp370
LV.4
5
2011-09-06 10:37
@iwatt-szl
[圖片]期待大家踴躍發言,。。。

樓主:

一、

2. 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%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。

這段話能不能再詳細講解下 感謝IWATT BOB

二、C14 C16我們在應用的時候沒有添加,利弊有哪些

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iwatt-szl
LV.7
6
2011-09-08 09:44
@qjp370
樓主:一、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IWATTIC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。這段話能不能再詳細講解下[圖片] 感謝IWATTBOB二、C14C16我們在應用的時候沒有添加,利弊有哪些

這種電流跳躍是因為ISENSE檢測出現誤判所引起的,

如果你主MOSFET的QGS過大或變壓器寄生電容過大,都會導致ISENSE檢測的NOISE蓋過真實的信號,從而導致檢測誤判。具體你可以看圖例上的波形。

如果你想深入了解可以來iWatt 公司。

對于C14,C16的添加,我們是推薦預留位置,當然不是所有的設計方案都會出這個問題。

如果你的變壓器的寄生電容小,MOSFET的QGS也不大就不會有這個問題。

我們現在也在和MOSFET的廠商溝通,讓他們出一些QGS小的MOSFET。

 

 

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qjp370
LV.4
7
2011-09-08 18:24
@iwatt-szl
這種電流跳躍是因為ISENSE檢測出現誤判所引起的,如果你主MOSFET的QGS過大或變壓器寄生電容過大,都會導致ISENSE檢測的NOISE蓋過真實的信號,從而導致檢測誤判。具體你可以看圖例上的波形。如果你想深入了解可以來iWatt公司。對于C14,C16的添加,我們是推薦預留位置,當然不是所有的設計方案都會出這個問題。如果你的變壓器的寄生電容小,MOSFET的QGS也不大就不會有這個問題。我們現在也在和MOSFET的廠商溝通,讓他們出一些QGS小的MOSFET。  
謝謝 樓主!有機會要去的
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pzx200
LV.5
8
2011-09-13 22:57
@heavypower
感謝,感謝,解惑了。之前接調光器就是出現閃這個問題啦。

受教了!

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2011-10-08 14:23

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%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。???

LZ,第一次關注你們這樣的PFM-PWM IC,不太明白你說的輸出電流越小,工作頻率越高.假如Isense 的 Vref沒有因為dimmer改變導通角而調整,那就是說Mos的 Ton時間一致, 變壓器峰值電流不變,當輸出功率增大,頻率就增大,電源可能進入CCM.這樣的話就是輸出電流越小頻率越小. 但Isense的Vref是變化的,所以也不能這樣去分析,所有能不能麻煩你詳細解說下.

為什么"輸出電流越小頻率高". 謝謝!

PS:我沒有做LED這塊,所以不太了解,麻煩了.

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xsqxst
LV.1
10
2011-11-01 09:53
不錯,很想用3614來試試看,有變壓器電感供應商提供么?
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pzx200
LV.5
11
2011-11-01 13:07
學習
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405952061
LV.3
12
2011-11-03 19:40

電流出現在

我進行過濾波。

  但效果沒多大。

RC網絡也改了。

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405952061
LV.3
13
2011-11-03 19:52
@iwatt-szl
這種電流跳躍是因為ISENSE檢測出現誤判所引起的,如果你主MOSFET的QGS過大或變壓器寄生電容過大,都會導致ISENSE檢測的NOISE蓋過真實的信號,從而導致檢測誤判。具體你可以看圖例上的波形。如果你想深入了解可以來iWatt公司。對于C14,C16的添加,我們是推薦預留位置,當然不是所有的設計方案都會出這個問題。如果你的變壓器的寄生電容小,MOSFET的QGS也不大就不會有這個問題。我們現在也在和MOSFET的廠商溝通,讓他們出一些QGS小的MOSFET。  

你們iWatt 公司在那里。

具體地址/

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405952061
LV.3
14
2011-11-03 22:39

怎么做可以把調光電流提前關斷。

比如現在的調節器可以調電流到1MA    但我想他調到2MA就關斷。

 

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xy_k8299
LV.6
15
2011-11-05 11:32
這個很詳細,謝謝了
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iwatt-szl
LV.7
16
2011-11-08 08:44
@405952061
怎么做可以把調光電流提前關斷。比如現在的調節器可以調電流到1MA   但我想他調到2MA就關斷。 

一般調光器和IC  VIN PIN檢測決定了調光范圍,可以微調一下,比如X-CAP減小點,X-CAP兩端并一電阻,VIN電阻和電容,變壓器圈比減小點,.

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qjp370
LV.4
17
2011-11-08 12:09
@iwatt-szl
一般調光器和IC VINPIN檢測決定了調光范圍,可以微調一下,比如X-CAP減小點,X-CAP兩端并一電阻,VIN電阻和電容,變壓器圈比減小點,等.

怎么理解 IWATT調光設計資料里面的那句“IC啟動時會有三個HALF CYCLE導通”??不理解是哪里的波形,請賜教

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2011-11-12 23:01

版主,現在做一款7x1W調光電源,在30MA電流總是閃,請幫忙解決一下

你所說的C14并過,無效果

C16現并220PF50V,

MOS管VDS并電容220PF

請指導調節哪里可以解決這個問題??

急啊

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july_jyl
LV.1
19
2011-11-14 17:46

樓主,現在在用3614-00做一款調光電源,輸出30V200MA,120V低壓已OK 效率有79%左右,但做230V高壓的 調光在30%左右會出現微抖的現象,該加的也全加了,請問怎么解決這個問題啊,好幾個產品的方案全卡在這了……

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iwatt-szl
LV.7
20
2011-11-15 08:54
@july_jyl
樓主,現在在用3614-00做一款調光電源,輸出30V200MA,120V低壓已OK效率有79%左右,但做230V高壓的調光在30%左右會出現微抖的現象,該加的也全加了,請問怎么解決這個問題啊,好幾個產品的方案全卡在這了……

      30mA地方閃爍,第一ISENSE波形正不正常,隨著調光器調小ISENSE信號變的很微弱,ISENSE不太好的話很難檢測的到,也有可能是你的LAYOUT ISENSE走線太長,引起的信號干擾,還有MOS管的結電容也會有影響。

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405952061
LV.3
21
2011-11-15 21:15
@iwatt-szl
     30mA地方閃爍,第一ISENSE波形正不正常,隨著調光器調小ISENSE信號變的很微弱,ISENSE不太好的話很難檢測的到,也有可能是你的LAYOUTISENSE走線太長,引起的信號干擾,還有MOS管的結電容也會有影響。

3612  110V 存在一個問題。

    就是調光調到關的時候。他不會完全關斷。會出現一亮一滅現象。

我VCC也做到15V了還是存在這個問題。輸入110V 有些還可以到了輸入100V大部分都不行了。還有什么可以改的。請指教一下。(在不加線性穩壓器的情況)

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2011-11-15 21:48
@iwatt-szl
     30mA地方閃爍,第一ISENSE波形正不正常,隨著調光器調小ISENSE信號變的很微弱,ISENSE不太好的話很難檢測的到,也有可能是你的LAYOUTISENSE走線太長,引起的信號干擾,還有MOS管的結電容也會有影響。

IWATT-SZL,PCB圖如上

現在電流可以調整到很小,說明變壓器參數是沒有問題的

就是30MA會閃,郁悶啊

C14是并聯在Isense電阻上的,還不能大,現在就是 用到470UF還不行

 

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qjp370
LV.4
23
2011-11-16 19:18
@qjp370
怎么理解IWATT調光設計資料里面的那句“IC啟動時會有三個HALFCYCLE導通”??不理解是哪里的波形,請賜教

請iwatt指教。。

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iwatt-szl
LV.7
24
2011-11-17 10:47
@成業電子
IWATT-SZL,PCB圖如上現在電流可以調整到很小,說明變壓器參數是沒有問題的就是30MA會閃,郁悶啊C14是并聯在Isense電阻上的,還不能大,現在就是[圖片] 用到470UF還不行 

減小X-CAP,      X-CAP兩端并的電阻減小,CHOPPING電路的47R電阻加大點.

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iwatt-szl
LV.7
25
2011-11-17 10:48
@qjp370
請iwatt指教。。

 如下,30mS時間內,    2通道的Q2柵極是高電平,,,3通道的Q2保持導通,1通道可以看到3個半波

..

 

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2011-11-17 10:49
@iwatt-szl
減小X-CAP,     X-CAP兩端并的電阻減小,CHOPPING電路的47R電阻加大點.
不錯不錯
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qjp370
LV.4
27
2011-11-23 12:02
@iwatt-szl
 如下,30mS時間內,   2通道的Q2柵極是高電平,,,3通道的Q2保持導通,1通道可以看到3個半波…[圖片].. 
很詳細 謝謝
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iwatt-szl
LV.7
28
2011-11-23 18:27
@成業電子
版主,現在做一款7x1W調光電源,在30MA電流總是閃,請幫忙解決一下你所說的C14并過,無效果C16現并220PF50V,MOS管VDS并電容220PF請指導調節哪里可以解決這個問題??急啊

MOS管VDS并電容220PF--這個地方錯了,應該是R13上面并電容

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iwatt-szl
LV.7
29
2011-11-23 18:31
@405952061
3612 110V 存在一個問題。   就是調光調到關的時候。他不會完全關斷。會出現一亮一滅現象。我VCC也做到15V了還是存在這個問題。輸入110V有些還可以到了輸入100V大部分都不行了。還有什么可以改的。請指教一下。(在不加線性穩壓器的情況)

1. 你的輸出電容放多大?增加輸出電容容量可能會有幫助;

2.你Vcc回路二極管上并的電阻是多大?有沒有調小,調小試一試;

3.你用的什么調光器?輸出電壓是多少?

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iwatt-szl
LV.7
30
2011-11-23 18:32
@成業電子
IWATT-SZL,PCB圖如上現在電流可以調整到很小,說明變壓器參數是沒有問題的就是30MA會閃,郁悶啊C14是并聯在Isense電阻上的,還不能大,現在就是[圖片] 用到470UF還不行 
你的代理商是誰?請把樣品給到代理商,我們會幫你處理
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2011-11-26 17:43
@iwatt-szl
你的代理商是誰?請把樣品給到代理商,我們會幫你處理

自己搞定了,要不然到生產時出啥問題,還找不到原因

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