现在在LED调光驱动设计中有很多工程师都用到了iWatt 36XX系列的调光IC ,但是大家在初次使用的过程中经常都会出现调光闪烁的问题,因为调光应用的方案对大多数工程师来说都还是一个新的领域,所以在初次使用iWatt调光方案出现调光异常都会非常困惑。现就此问题与大家分享一点心得,欢迎大家对此提出自己的见解。
首先,是否所有的闪烁都是IC本身设计引起的呢?答案是否定的,不可否认,没有哪一家调光的IC能够去适应所有的调光器,但是IWATT的方案是可以适应市面上绝大多数调光器,而且调光效果非常理想。那么是什么原因在很多工程师在使用的过程中还是会出现闪烁呢?而且这种闪烁在IWATT的DEMO BOARD上不会出现?
这是应为我们在设计的过程 中没有能够注意一些设计的细节,针对大部分工程师所出现的问题我简单归纳为以下几点:
1. 输入X电容过大,大部分工程师都知道,大的X电容能有更好的差模滤波效果,但是输入X电容过大会影响到IC对输入切相波形的检测,导致检测波形不稳而出现闪烁。一般建议输入X电容的容量在0.01uF~0.033uF之间,只有少数高功率因数,低压输入的情况下X电容可以加大到约0.057uF..输入X电容引起的闪烁大概在60%~90%的输出电流的情况下。
2. 在调光的时候出现较大的电流跳跃,如输出350mA但是调到90mA电流以后直接跳跃到150mA ,反向调节也会出现。那么这种电流跳跃是怎么形成的呢?首先我们要了解IWATT IC工作的原理。我们是怎么实现输出电流调节的呢?当输出电流在100%到30%的时候我们是通过PFM的调节,输出电流越小工作频率越高。但是在小于30%的输出电流时我们不能再去提高频率,这个时候我们的IC会进入PWM的工作模式(900Hz)去调节两个不同工作频率的占空比一个低频20K,和一个在30%输出时的工作频率,如160K。
而这种出现在30%电流附近的跳跃就是因为ISENSE信号的干扰而出现的误判,怎么去改善ISENSE 的波形呢?
3,另外在设计的过程中还会出现10%输出电流以下的闪烁,由于这个时候输出电流非常小,所以这个时候的闪烁非常微弱。同样这时的闪烁主要也是由于ISENSE信号的干扰所造成的与第二点的原因基本相同。那么什么样的ISENSE信号才是好的信号呢?
3602/3612/3614就是通过控制 Isense基准电压来改变输出电流.当调至较低的输出电流时, Isense的基准电压也相应变低. 如果Isense 波形因为变压器分布电容而导致太高太长的LEADING SPIKE,可能这个尖峰就会导致IC对 Isense 误判断而调光不顺。
如上图的实际波形我们可以看出ISENSE 的 LEADING SPIKE 已经和ISENSE 的波形叠加在一起没有办法区分,而这样的波形是最容易让IC产生误判。我们都知道,由于变压器的分布电容和MOSFET的Cgs LEADING SPIKE是很难完全滤除的,但是我们只需要把它控制在不影响我们IC检测的范围内就是可以的了。
由于我们IC内部本身就有对 LEADING SPIKE 的一个消隐时间(约400nS),对于ISENSE 的波形我们要做到以下3点:
A,很窄的LEADING SPIKE ,一定要小于400nS,这样不会影响到
ISENSE的检测。
B, LEADING SPIKE 和ISENSE 真实波形的谷底一定要低,这样IC才能区分LEADING SPIKE 和真实的ISENSE 的波形。
C, LEADING SPIKE 和ISENSE 真实波形间的震荡一定要小。
做好以上A,B,C 三点 2号和3号问题就能很好的解决。如何做好A,B,C 三点呢?
要做好这3点主要从两个方面做:
1. 从源头上控制
A,改变变压器的打法,使用三明治打法或者在每层绕组间加胶带,减小变压器的分布电容。
B,选用Cgs比较小的MOSFET。
C, 在画板时注意ISENSE的走线,要做到功率地与信号地分开,ISENSE的信号在布线时要远离功率信号,且把功率和信号环路的回路做到 最短。
2. 进行滤波,如下图:
C16 和C14的搭配使用可以将干扰很大的ISENSE 信号滤成IC可以检测的信号。C16一般用到220pF,它的作用是加快ISENSE信号,让 LEADING SPIKE 能变窄且达到谷底。而C14一般用10nF,它的作用是率掉LEADING SPIKE与ISENSE 电流间震荡波形的幅值。