Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LT1932 LED-Treiber funktioniert nicht.


von Marco G. (grmg2010)


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Moin,

ich habe eine kleine Schaltung mit dem LED-Treiber LT1932 entworfen. 
Dieser soll aus einem Li-Ion Akku betrieben werden und eine LED mit ca. 
15mA betreiben. Der Schaltplan ist im anhang, interessant ist dort nur 
die rechte Seite.

Nach dem ich die Schaltung nun aufgebaut hatte, funktioniert sie nicht. 
Ich kann keine Schaltvorgänge mit dem Oszilloskop erkennen, die LED 
leuchtet nicht. Beide Schaltpins bleiben auf dem selben Potential. 
Allerdings zieht dieser Schaltungsteil allein ca. 30mA.
Der Shutdown habe ich schon überprüft, dieser ist auf 2.2V bei 5V 
eingangsspannung. (Zum Testen ist ein Labornetzteil angeschlossen)

Wo könnte das Problem liegen?

von Christian L. (cyan)


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Könnte es sein, dass die LED keinen Kontakt zu den Klemmen hatte? In dem 
Fall könnte sich der LT1932 selbst zerstören, wie auch auf Seite 7 im DB 
beschrieben.

von Marco G. (grmg2010)


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Ich habe direkt an den Klemmen gemessen, beide ca. 4.8V. Aus diesem 
Grund denke ich, dass er noch lebt. Aber dennoch schon mal vielen Dank 
für den Einwand

von Gerald B. (gerald_b)


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Marco G. schrieb:
> Nach dem ich die Schaltung nun aufgebaut hatte, funktioniert sie nicht.

Definiere doch bitte aufgebaut, etwas näher.
- als PCB, angelehnt an die Herstellerempfehlung im DB
- oder als "Drahtigel" auf Lochraster? ;-)
Letzteres kannst du vermutlich knicken, denn der Schaltregler arbeitet 
mit rund 1 MHz. Das ist eine andere Hausnummer, als die gutmütigen 
LM2576, die eine Zehnerpotenz langsamer sind.
Nächster Punkt: Kommt die Induktivität mit 1 MHz Schaltfrequenz klar? 
Was sagt deren Datenblatt? Es gibt Entstördrosseln aus 
Eisenpulverkernen, die sollen ja hohe Verluste haben und HF 
"vernichten". Ein derartiger Kern wird bei 100 KHz noch "irgendwie" 
funktionieren aber ganz sicher nicht mehr bei 1 MHz, da dämpft er schon 
zu gut.
Auch die Kondensatoren sind nicht mehr völlig trivial. Mit Folienwickeln 
wirst du da keinen Blumentopf gewinnen, das müssen schon MLCC KerKos 
sein. Und wenn im DB von bis Werte angegeben sind, dann tu dir einen 
Gefallen und dimensioniere nicht "auf Kante genäht", sondern möglichst 
mitten drin. KerKos sind in ihrer Kapazität brutal spannungsabhängig. 
Bei Maximalspannung haben sie nur noch ca. 10% ihrer Nennkapazität. 
Dieser Effekt ist bei verschiedenen Herstellern unterschiedlich stark 
ausgeprägt. Es kann also sein, das Kondensator von Hersteller A die 
doppelte Restkapazität - mit der deine Schaltung im Arbeitspunkt 
klarkommen muß, nur halb so groß ist, wie die Restkapazität vom Modell 
von Hersteller B
Die Überspannungsableitung wurde ja schon angesprochen.

von Marco G. (grmg2010)


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Das Layout ist sehr nahe am Datenblatt, lediglich der Shutdown ist 
leicht anders und die angeschlossene LED ist etwas weiter entfernt.
Die Induktivität ist bei 2MHz getestet. Laut Datenblatt verändert sie 
ihre Induktivität erst über 10MHz.
Die Kondensatoren sind 1µF 50V Kerkos. Die sollten von der 
Spannungsfestigkeit und damit Kapazität her ausreichend dimensioniert 
sein.
Hersteller weiss ich gerade nicht, ich meine es war Samsung.

von ct (Gast)


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Marco G. schrieb:
> Die Induktivität ist bei 2MHz getestet.

Du hast eben diese Drossel in einem anderen Schaltregler bei 2MHz am 
laufen, bei durchgehend guter Effizienz (gemessen)? So daß die 
potentielle Verwendung als Speicherdrossel gesichert ist?

Oder welchen Test (genau) meinst Du? So ein Datenblatt wäre schon 
schön... Bei induktiven Bauelementen sind eine Menge Variationen drin - 
es könnte durchaus leidlich funktionieren, und doch nicht richtig.

Da das auch mir schon passiert ist, frage ich lieber genau nach.

von Marco G. (grmg2010)


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Ich meinte den Test im Datenblatt. Dort wurde mit 2MHz getestet. Das 
Diagramm zeigt sogar bis deutlich über 1MHz stabile Werte.
Interessanterweise hat es, nachdem ich eine andere LED verwendet hatte 
kurz funktioniert. Daraufhin habe ich es mit drei in Reihe geschalteten 
LEDs probiert, was auch funktionierte. Nachdem ich dann wieder auf eine 
LED gewechselt habe, funktionierte es wieder nicht.

von Test (Gast)


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ct schrieb:
> Da das auch mir schon passiert ist, frage ich lieber genau nach.

Auch wenn alle passiven Bauelemente voll daneben wären würde zumindest 
was zucken. Das gleiche gilt für ein schlechtes Layout. Man würde in 
jedem Fall am Schaltknoten mit dem Oszi was sehen.

Hast du dort nachgemessen? Wie sieht es dort (am Schaltknoten = Pin 1) 
aus?

Bist du sicher, dass dein Aufbau richtig ist? Ist der Shutdown Pin 
richtig angelötet? Hast du da nochmal nachgelötet. Wenn das IC sich so 
total tot darstellt ist das merkwürdig. Ich würde in jedem Fall mal 
SHUTDOWN direkter mit VCC verbinden (R5=10k). Das ist ja ein Open 
Collector Ausgang am Komparator und 1M sind verdammt viel. Die Appnote 
von dem Komparator ist ja für irgendwelche extreme low power 
Applikationen. Bei 1 Megaohm haben oft schon Flussmittelreste weniger 
Widerstand. Setz mal 10k rein, dann siehst du ob der Schaltregler 
anläuft. Der Komparatorausgang wird ja nicht gekillt (selbst wenn der 
Ausgang des Komparators low wäre, würde der Strom von R5 begrenzt 
werden).

Ansonsten kann natürlich der IC selbst tot sein (falsches Handling, 
falsches Löten, offener Ausgang). Wenn also das mit dem SHUTDOWN nicht 
klappt, dann IC tauschen.

Bist du sicher, dass die Eingangsspannung stabil steht? (Oszi prüfen)

von Äxl (Gast)


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Dann wird wohl die Spannungsdifferenz zu klein sein. Schalte halt eine 
Z-Diode in Reihe zur LED.

von Test (Gast)


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Marco G. schrieb:
> Interessanterweise hat es, nachdem ich eine andere LED verwendet hatte
> kurz funktioniert. Daraufhin habe ich es mit drei in Reihe geschalteten
> LEDs probiert, was auch funktionierte. Nachdem ich dann wieder auf eine
> LED gewechselt habe, funktionierte es wieder nicht.

Dir ist schon klar, dass wenn du auch nur einen einzigen Zyklus 
(Stichwort 1,25 MHz = 800ns) den Ausgang offen hast zerstört sich der 
Schaltregler selbst. Das steht überdeutlich auf Seite 7 des 
Datenblattes:

Open-Circuit Protection
For applications where the string of LEDs can be discon-
nected or could potentially become an open circuit, a zener
diode can be added across the LEDs to protect the LT1932
(see Figure 4). If the device is turned on without the LEDs
present, no current feedback signal is provided to the LED
pin.  The  LT1932  will  then  switch  at  its  maximum  duty
cycle, generating an output voltage 10 to 15 times greater
than the input voltage. Without the zener, the SW pin could
see more than 36V and exceed its maximum rating. The
zener voltage should be larger than the maximum forward
voltage of the LED string.

Hast du diese Zenerdiode?

von Äxl (Gast)


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Die wird er ja wohl drinn haben.
Ich meinte zusätzlich zur LED eine in Serie, um die "Flußspannung" 
anzuheben

von Gerald B. (gerald_b)


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Marco G. schrieb:
> Interessanterweise hat es, nachdem ich eine andere LED verwendet hatte
> kurz funktioniert. Daraufhin habe ich es mit drei in Reihe geschalteten
> LEDs probiert, was auch funktionierte. Nachdem ich dann wieder auf eine
> LED gewechselt habe, funktionierte es wieder nicht.

Ähm, das ein Step Up nur funktioniert, wenn die Ausgangsspannung 
(Flusspannung der LEDs) größer ist, als die Eingangsspannung, ist dir 
schon klar? Wenn Uf der LED(s) gleich/kleiner als Uin ist, dann rauscht 
der Strom ungeschaltet durch die LEDs. Die Regelung/Stromberenzung kann 
nur funktionieren, wenn hochgetaktet wird.
Es fließt Strom durch die Induktivität, beim Abschalten steigt die 
Spannung durch Selbstinduktion, fließt durch die Shottky in den 
Kondensator und von da durch die LEDs. Zurück kann nichts mehr, weil die 
Shottky sperrt.
Wenn nun duch zu geringe Uf von Anfang an Strom fließt, kann das Ganze 
nicht funktionieren ;-)

von Marco G. (grmg2010)


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Gerald B. schrieb:
> Ähm, das ein Step Up nur funktioniert, wenn die Ausgangsspannung
> (Flusspannung der LEDs) größer ist, als die Eingangsspannung, ist dir
> schon klar? Wenn Uf der LED(s) gleich/kleiner als Uin ist, dann rauscht
> der Strom ungeschaltet durch die LEDs. Die Regelung/Stromberenzung kann
> nur funktionieren, wenn hochgetaktet wird.
> Es fließt Strom durch die Induktivität, beim Abschalten steigt die
> Spannung durch Selbstinduktion, fließt durch die Shottky in den
> Kondensator und von da durch die LEDs. Zurück kann nichts mehr, weil die
> Shottky sperrt.
> Wenn nun duch zu geringe Uf von Anfang an Strom fließt, kann das Ganze
> nicht funktionieren ;-)

Dagegen spricht allerdings diese Zeile im Datenblatt: "Regulates Current 
Even When VIN > VOUT" was auch zu meinem Test passt.

Test schrieb:
> Dir ist schon klar, dass wenn du auch nur einen einzigen Zyklus
> (Stichwort 1,25 MHz = 800ns) den Ausgang offen hast zerstört sich der
> Schaltregler selbst. Das steht überdeutlich auf Seite 7 des
> Datenblattes:

Die Schaltung war natürlich stromlos als ich die LEDs gewechselt habe, 
nicht im Betrieb.

Test schrieb:
> ct schrieb:
>> Da das auch mir schon passiert ist, frage ich lieber genau nach.
>
> Auch wenn alle passiven Bauelemente voll daneben wären würde zumindest
> was zucken. Das gleiche gilt für ein schlechtes Layout. Man würde in
> jedem Fall am Schaltknoten mit dem Oszi was sehen.
>
> Hast du dort nachgemessen? Wie sieht es dort (am Schaltknoten = Pin 1)
> aus?
>
> Bist du sicher, dass dein Aufbau richtig ist? Ist der Shutdown Pin
> richtig angelötet? Hast du da nochmal nachgelötet. Wenn das IC sich so
> total tot darstellt ist das merkwürdig. Ich würde in jedem Fall mal
> SHUTDOWN direkter mit VCC verbinden (R5=10k). Das ist ja ein Open
> Collector Ausgang am Komparator und 1M sind verdammt viel. Die Appnote
> von dem Komparator ist ja für irgendwelche extreme low power
> Applikationen. Bei 1 Megaohm haben oft schon Flussmittelreste weniger
> Widerstand. Setz mal 10k rein, dann siehst du ob der Schaltregler
> anläuft. Der Komparatorausgang wird ja nicht gekillt (selbst wenn der
> Ausgang des Komparators low wäre, würde der Strom von R5 begrenzt
> werden).
>
> Ansonsten kann natürlich der IC selbst tot sein (falsches Handling,
> falsches Löten, offener Ausgang). Wenn also das mit dem SHUTDOWN nicht
> klappt, dann IC tauschen.
>
> Bist du sicher, dass die Eingangsspannung stabil steht? (Oszi prüfen)

An Pin 1 war nichts großartiges zu messen, allerdings auch nicht in der 
Simulation mit LTSpice.
Im Moment fehlt der Komparator noch und der Widerstand ist 154k, nicht 
1M wie im Schaltplan. Gemessen direkt am Pin des ICs. Wenn ich idesn 
Manuell auf low ziehe, sinkt der Strom auf fast 0mA von vorher 20mA. Aus 
diesem Grund denke ich, dass der Shutdown pin funktioniert.

Ich werde morgen testweise mal den IC tauschen, vielleicht liegt es 
daran.

von Christian L. (cyan)


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Gerald B. schrieb:
> Wenn Uf der LED(s) gleich/kleiner als Uin ist, dann rauscht
> der Strom ungeschaltet durch die LEDs.

Der LT1932 ist allerdings nicht nur ein normaler Step-up Wandler sonder 
auch eine Konstantstromsenke. (siehe Blockdiagram) Der Step-up Teil ist 
nur dafür da eine ausreichend hohe Spannung zur Verfügung zu stellen, 
sodass die Konstantstromsenke regeln kann. Deshalb fließt der Strom eben 
nicht ungehindert, sondern klar definiert durch die LED. Deshalb kann 
man eine LED aus einer höheren, als auch aus einer niedrigeren Spannung 
versorgen mit dem IC.

von Gerald B. (gerald_b)


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Ok, wenn das so ist...
Habe ich so nicht herauslesen können und bin deshalb lieber vorsichtig, 
wie man es für gewöhnlich bei einem StepUp erwarten würde. ;-)

von Marco G. (grmg2010)


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So späte Rückmeldung. Es funktioniert jetzt einwandfrei. Das IC scheint 
defekt gewesen zu sein. Nach einem Tausch geht alles problemlos.

Vilen Dank für die Anregungen zu diesem Thema.

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