LM2586 - Индуктор нагревается, затем горит

Я разрабатываю повышающий источник постоянного тока для питания светодиодных лент (номинальное напряжение нагрузки составляет около 54 В постоянного тока). Требования:

V _в : 18..32 VDC
I _out = 0,2 А
V _out = 54 В постоянного тока (номинальный) - 57 В постоянного тока (максимальный)

Поскольку схема должна иметь вход выключения, я решил использовать LM2586SX-ADJ .

проблема

Ручной быстрый прототип отлично работал на стадии НИОКР, поэтому мы изготовили сотню схем. Схема работает нормально после подачи питания. Однако через некоторое время (я действительно не могу сказать точную продолжительность, но она варьируется от 15 минут до 1 часа), катушка индуктивности начинает гудеть, перегреваться и затем, наконец, выходит из строя постоянно (горит) через несколько секунд . Я должен сказать, что и микросхема, и индуктор остаются достаточно холодными при нормальной работе.

Что я пробовал

Сначала я подумал, что проблема в постоянном сопротивлении индуктора. Поэтому я заменил индуктор на 7447709681 от Würth . Это не помогло.
Увеличена частота переключения почти до 200 кГц. Это не помогло.
Разместил конденсатор 0.1 µ через вход LM2586. Это не помогло.
Размещен демпфер (47 Ом и 10 нФ) на контакте SW. Это не помогло.

Схема:

PCB:

ПРИМЕЧАНИЯ:

Нижний слой полностью GND без надрезов и отверстий.
Перед входом есть пи-фильтр (elco 100 мкФ - elco 68 мкГн - 100 мкФ), VX . Но это на другом листе, поэтому я не смог показать это здесь.
Вход BL поступает от микроконтроллера (5 В или GND).

Так что я застрял в этой проблеме. Любая помощь будет оценена.

— Рохат Килич
источник

Небольшой запас по напряжению на С34, выходной колпачок, при работе на 57В. Вы поместили прицел на рабочую плату и измерили пиковое выходное напряжение в этой точке?

— NearDone

Как эта обратная связь должна работать?

— Oldfart

@ RohatKılıç, способ, которым работает узел выводов обратной связи, заключается в том, что он меняет SW-узел до тех пор, пока входной вывод не увидит ожидаемое напряжение (1,23 В постоянного тока). Сам вывод имеет высокий импеданс и не будет ни источником, ни стоком тока. (Или, может быть, я на обед). Требуется резисторный делитель между контактами C34 и FB.

— Брайан Долер

@ Брайан, нет. Эти резисторы расположены на обратном пути нагрузки, так что ток нагрузки течет через них. Поскольку напряжение на этих резисторах будет поддерживаться на уровне 1,23 В постоянного тока, выходной ток будет поддерживаться на уровне 205 мА, даже если напряжение нагрузки изменяется. Просто посмотрите с другой точки зрения: постоянное выходное напряжение и выходной ток в зависимости от нагрузки и постоянный выходной ток и выходное напряжение в зависимости от нагрузки .

— Рохат Килич

Вы можете не намеренно отключать нагрузку, но похоже, что она проходит через разъем, чтобы это могло произойти. Или нагрузка может выйти из строя и разомкнутой цепи. В любом случае, регулятор не будет работать, пытаясь сделать напряжение на выводе FB достаточно высоким. Если его ничто не остановит, оно может превысить номинальное напряжение конденсатора, диода или микросхемы. Я бы добавил что-нибудь, чтобы остановить это.

— Finbarr

Ответы:

Я полагаю, что вы превышаете пиковое значение обратного напряжения (PRV) для D4, диода Шоттки 40 В. Во время цикла переключения, когда вывод SW на 2586 переходит в 0 В, D4 становится смещенным в обратном направлении из-за уровня на выходе в верхней части C34. Если выходной сигнал установлен на 57 В, это превышает номинальное обратное напряжение 40 В для D4. Это можно наблюдать и измерять только с помощью осциллографа; Вы не можете увидеть это с помощью мультиметра.

Является ли это причиной или есть что-то еще, я предлагаю вам использовать диод 60 В вместо 40 В для D4.

Более подробное объяснение:

Когда переключатель выключен, заряд закачивается в C34 и сливается нагрузкой. При закороченном диоде С34 больше не удерживает этот заряд при включенном переключателе, но быстро уменьшается до нуля. Обратная связь определяет падение, и контроллер переключения дольше подает команду на создание более высокого тока в индуктивности. Когда это вовремя становится достаточно длинным, индуктор будет насыщаться. При насыщении он больше не функционирует в качестве индуктора, и ток через L10 будет ограничен только его сопротивлением обмотки и приложенным напряжением.

— Почти сделано
источник

60 В диод для 57 В пост. Тока макс? Лучше использовать один с 70 В.

— Уве

Хорошо, но, не поймите меня неправильно, я не мог понять, как это приводит к сжиганию индуктора мощности. Не могли бы вы уточнить?

— Рохат Килич

— NearDone

Я бы предположил, что ваш диод B340A имеет лавину, поскольку вы намного превышаете его номинальное обратное напряжение.

Диод должен противостоять напряжению, которое вы генерируете, поэтому вам нужно номинальное напряжение выше напряжения вашего конденсатора. Я бы использовал что-то в диапазоне 75-100 вольт, и, возможно, ES07B будет достаточно.

— Джек Криси
источник

Дин Дин Дин! Курение пистолета прямо здесь.

— Винни

@ RohatKılıç Короче говоря (и упрощенно): ваше диодное короткое замыкание, потому что он не может справиться с напряжением. Получите один с более высоким максимальным обратным напряжением, попробуйте удвоить.

— Мачта

Хорошо, теперь я вижу. У меня под рукой ES1G (400 В / 1 А), и я заменю диод этим. Я надеюсь, что это решит, потому что это стоило мне около 2 недель.

— Рохат Килич

D4 должен иметь номинальное напряжение, в 3 раза превышающее ожидаемый выход постоянного тока, только для 50% запаса прочности. Причина в том, что когда на С4 имеется 57 вольт, диод видит и 57 вольт, и ноль вольт, когда внутренний полевой МОП-транзистор снова включен. Теперь он имеет 57 вольт на нем наоборот. Затем еще один всплеск прямого тока.

Индуктор перегревается из-за короткого замыкания D4, поэтому катушка индуктивности и MOSFET получают заряд конденсатора обратно к ним.

Вставьте быстрый диод с номиналом не менее 200 вольт, и эта проблема исчезнет.

— Sparky256
источник