LM2586 - Індуктор нагрівається, потім горить

Я проектую постійне джерело постійного струму для приведення світлодіодних смуг (номінальна напруга навантаження становить близько 54 В постійного струму). Вимоги:

V _в : 18..32 В постійного струму
I _вихід = 0,2 А
V _вихід = 54 В постійного струму (номінальний) - 57 В постійного струму (максимум)

Оскільки схема повинна мати вихідний вхід, я вирішив використовувати LM2586SX-ADJ .

Проблема

Ручний виготовлений швидкий прототип добре працював на етапі НДДКР, тому ми виготовили сотню схем. Схема працює нормально після живлення. Однак через деякий час (я дійсно не можу сказати точну тривалість, але вона змінюється між 15 хвилинами та 1 годиною) індуктор починає гудіти, перегрівається, а потім остаточно виходить з ладу (горить) через кілька секунд . Я мушу сказати, що і ІС, і індуктор залишаються досить прохолодними під час нормальної роботи.

Що я спробував

Спочатку я подумав, що проблема виникає через постійний опір індуктора. Тому я замінив індуктор на 7447709681 від Würth . Це не допомогло.
Збільшила частоту комутації майже до 200 кГц. Це не допомогло.
Розміщений 0,1 мкм конденсатор на вході LM2586. Це не допомогло.
Поміщений снуд (47 Ом і 10 нФ) поперек штифта SW. Це не допомогло.

Схематично:

Друкована плата:

ПРИМІТКИ:

Нижній шар повністю GND, без порізів і жодних отворів.
Перед входом є фільтр pi (100 мкФ elco - 68 µH - 100 µF elco), VX . Але це в іншому аркуші, тому я не міг його тут показати.
Вхід BL надходить від мікроконтролера (5 В або GND).

Тож я застряг у цій проблемі. Будь-яка допомога буде дуже вдячна.

— Rohat Kılıç
джерело

Не великий запас напруги на C34, вихідний ковпак, коли працює на 57 В. Ви поклали область на робочу дошку і виміряли пікову вихідну напругу в цій точці?

— МайжеДоні

Як цей відгук повинен працювати?

— Олдфарт

@ RohatKılıç, як працює вузол зворотного зв’язку, він змінює вузол SW, поки вхідний штифт не побачить очікувану напругу (1,23 ВDC). Сам штифт має високий опір і не буде ані джерелом, ані потоком струму. (А може, я виходжу на обід). Потрібен резисторний подільник через контактний контакт C34 до FB.

— Брайан Долер

@Brian ні, це не так. Ці резистори розміщуються на зворотному шляху навантаження, щоб струм навантаження протікав через них. Оскільки напруга в цих резисторах буде підтримуватися на рівні 1,23 В постійного струму, вихідний струм буде утримуватися на рівні 205 мА, навіть якщо напруга навантаження буде змінюватися. Подивіться з іншого погляду: постійний вихідний напруга та вихідний струм, залежний від навантаження, та постійний вихідний струм та вихідна напруга, залежна від навантаження .

— Rohat Kılıç

Ви можете навмисно не відключати навантаження, але схоже, що він проходить через роз'єм, щоб це могло статися. Або навантаження може вийти з ладу і перейти в розімкнутий контур. Так чи інакше, регулятор вийде рівним, намагаючись зробити напругу на штифті FB досить високим. Не зупинивши його, це може перевищити номінальні напруги конденсатора, діода або ІС. Я додам щось, щоб зупинити це.

— Фінбарр

Відповіді:

Я вважаю, що ви перевищуєте рейтинг зворотної напруги (PRV) D4, 40 В діода Шоткі. Під час циклу перемикання, коли штифт SW на 2586 переходить на 0 В, D4 стає зворотним зміщеним через рівень на виході у верхній частині C34. При виході, встановленому на 57 В, це перевищує 40 В зворотного значення D4. Це можна спостерігати і вимірювати лише за допомогою осцилографа; ви не можете бачити це за допомогою мультиметра.

Невже це є причиною чи є ще щось, я пропоную вам використовувати 60 В діод замість 40 В для D4.

Більш детальне пояснення:

Коли вимикач вимкнений, заряд завантажується в С34 і зливається вантажем. При короткому діоді C34 більше не утримує цей заряд, коли перемикач увімкнено, але швидко зменшується до нуля. Зворотній зв'язок відчуває падіння, і перемикаючий контролер більше часу вказує на збільшення струму в індукторі. Коли це вчасно стане достатньо довгим, індуктор наситить. При насиченні він більше не функціонує як індуктор, і струм через L10 буде обмежений лише його опором обмотки та прикладеною напругою.

— Майже зроблено
джерело

Діод 60 В для макс. 57 В постійного струму? Краще використовувати один із 70 В.

— Уве

Гаразд, але не розумійте, я не міг зрозуміти, як це призводить до спалювання силового індуктора. Чи можете ви, будь ласка, докладно?

— Rohat Kılıç

Коли вимикач вимкнений, заряд завантажується в С34 і зливається вантажем. Якщо діод короткий, C34 більше не утримує цей заряд, коли перемикач увімкнено, але швидко зменшується до нуля. Зворотній зв'язок відчуває падіння, і перемикаючий контролер більше часу вказує на збільшення струму в індукторі. Коли це вчасно стане достатньо довгим, індуктор наситить. При насиченні він більше не функціонує як індуктор, і струм через L10 буде обмежений лише його опором обмотки та прикладеною напругою.

— МайжеДоні

Я б припустив, що ваш діод B340A лавинується , оскільки ви значно перевищуєте його зворотний показник напруги.

Діод повинен відстояти від напруги, яку ви генеруєте, тому вам потрібен показник напруги вище напруги вашого конденсатора. Я б використав щось в діапазоні 75-100 вольт, і, можливо, ES07B буде достатньо.

— Джек Крісі
джерело

Дін дінг дінг! Курильний пістолет тут.

— Вінні

@ RohatKılıç Довга історія коротка (та спрощена): ваш діодний короткий замикач, оскільки він не справляється з напругою. Отримайте один з вищим максимальним максимальним зворотним напругою, спробуйте подвоїти.

— Щогли

Добре, я зараз бачу. У мене під рукою ES1G (400V / 1A), і я заміню діод цим. Я сподіваюся, що це вирішиться, оскільки це коштувало мені приблизно 2 тижні.

— Rohat Kılıç

D4 повинен мати показник напруги в 3 рази більше очікуваного виходу постійного струму лише за 50% запасу безпеки. Причина полягає в тому, що коли C4 має на ньому 57 вольт, діод бачить як 57 вольт, так і нульовий вольт, коли внутрішній MOSFET знову увімкнено. Тепер він має 57 вольт на зворотному ході. Потім черговий сплеск прямого струму.

Індуктор перегрівається внаслідок вимкнення D4, тому індуктор і MOSFET отримують заряд конденсатора, що подається на них.

Вставте швидкий діод, що має принаймні 200 вольт, і ця проблема зникне.

— Спаркі256
джерело