LM2586 - L'inducteur chauffe puis brûle

Je conçois une source de courant constant élévateur pour piloter les bandes LED (la tension de charge nominale est d'environ 54 VDC). Exigences:

V _en : 18..32 VDC
I _out = 0,2 A
V _out = 54 VDC (nominal) - 57 VDC (maximum)

Étant donné que le circuit devrait avoir une entrée tout ou rien, j'ai décidé d'utiliser LM2586SX-ADJ .

Problème

Un prototype rapide fait à la main fonctionnait bien au stade de la R&D, nous avons donc fabriqué une centaine de circuits. Le circuit fonctionne bien après la mise sous tension. Cependant, après un certain temps (je ne peux vraiment pas dire une durée exacte, mais elle varie entre 15 minutes et 1 heure), l'inducteur commence à bourdonner, à surchauffer puis à tomber définitivement en panne (brûlures) en quelques secondes . Je dois dire que le circuit intégré et l'inductance restent assez froids pendant le fonctionnement normal.

Ce que j'ai essayé

Au début, je pensais que le problème venait de la résistance DC de l'inductance. J'ai donc remplacé l'inducteur par 7447709681 de Würth . Ça n'a pas aidé.
Augmentation de la fréquence de commutation à près de 200 kHz. Ça n'a pas aidé.
Placé un condensateur de 0,1 µ à l'entrée du LM2586. Ça n'a pas aidé.
Placer un amortisseur (47 Ω et 10 nF) sur la broche SW. Ça n'a pas aidé.

Schématique:

PCB:

REMARQUES:

La couche inférieure est entièrement GND sans coupures ni trous.
Il y a un filtre pi (100 µF elco - 68 µH - 100 µF elco) avant l'entrée, VX . Mais c'est dans une autre feuille, donc je ne pouvais pas le montrer ici.
L'entrée BL provient du microcontrôleur (5 V ou GND).

Je suis donc coincé à ce problème. Toute aide sera fortement appréciée.

— Rohat Kılıç
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Pas beaucoup de marge de tension sur C34, le capuchon de sortie, lorsqu'il fonctionne à 57 V. Avez-vous mis un oscilloscope sur une carte de travail et mesuré la tension de sortie de pointe à ce point?

— AlmostDone

Comment cette rétroaction est-elle censée fonctionner?

— Oldfart

@ RohatKılıç, le fonctionnement du nœud de broche de rétroaction fait varier le nœud SW jusqu'à ce que la broche d'entrée voit la tension attendue (1,23 V CC). La broche elle-même est à haute impédance et ne source ni ne coule de courant. (Ou peut-être que je vais déjeuner). Nécessite un diviseur de résistance entre C34 et la broche FB.

— Brian Dohler

@Brian, non. Ces résistances sont placées sur le chemin de retour de la charge de sorte que le courant de charge les traverse. Étant donné que la tension aux bornes de ces résistances sera maintenue à 1,23 V CC, le courant de sortie sera maintenu à 205 mA même si la tension de charge varie. Il suffit de regarder sous un angle différent: tension de sortie constante et courant de sortie dépendant de la charge vs courant de sortie constant et tension de sortie dépendante de la charge .

— Rohat Kılıç

Vous ne pouvez pas délibérément déconnecter la charge, mais il semble qu'elle passe par un connecteur, ce qui peut donc arriver. Ou la charge pourrait échouer et aller en circuit ouvert. Quoi qu'il en soit, le régulateur ira à plat en essayant de rendre la tension de la broche FB suffisamment élevée. N'ayant rien pour l'arrêter, il pourrait dépasser les tensions nominales du condensateur, de la diode ou du CI. J'ajouterais quelque chose pour empêcher que cela se produise.

— Finbarr

Réponses:

Je crois que vous dépassez les tension de crête inverse (PRV) de D4, la diode Schottky 40 V. Pendant votre cycle de commutation, lorsque la broche SW du 2586 passe à 0 V, D4 devient polarisé en raison du niveau de sortie en haut de C34. Avec une sortie réglée sur 57 V, cela dépasse la valeur nominale inversée de 40 V de D4. Cela ne peut être observé et mesuré qu'avec un oscilloscope; vous ne pouvez pas voir cela avec un multimètre.

Que ce soit la cause ou qu'il y ait encore autre chose, je vous suggère d'utiliser une diode 60 V à la place du 40 V pour D4.

Explication plus détaillée:

Lorsque l'interrupteur est désactivé, la charge est pompée dans C34 et est drainée par la charge. Avec la diode court-circuitée, C34 ne maintient plus cette charge lorsque l'interrupteur est activé, mais diminue rapidement vers zéro. La rétroaction détecte la chute et le contrôleur de commutation commande un temps plus long pour générer un courant plus élevé dans l'inductance. Lorsque ce délai devient suffisamment long, l'inducteur sature. Lorsqu'il est saturé, il ne fonctionne plus comme une inductance et le courant traversant L10 sera limité uniquement par sa résistance d'enroulement et sa tension appliquée.

— Presque fini
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Une diode 60 V pour 57 V DC out max? Mieux vaut en utiliser un avec 70 V.

— Uwe

D'accord mais, ne vous méprenez pas, je ne pouvais pas comprendre comment cela se traduit par la combustion de l'inductance de puissance. Pourriez-vous s'il vous plaît développer?

— Rohat Kılıç

— AlmostDone

Je dirais que votre diode B340A avalanche car vous dépassez de loin sa tension nominale inverse.

La diode doit maintenir la tension que vous générez, vous avez donc besoin d'une tension supérieure à la tension de votre condensateur. J'utiliserais quelque chose dans la gamme 75-100 volts, et peut-être qu'un ES07B suffirait.

— Jack Creasey
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Ding ding ding! Fumer une arme ici.

— winny

@ RohatKılıç Longue histoire courte (et simplifiée): votre diode court-circuite car elle ne supporte pas la tension. Obtenez-en un avec une tension inverse de crête maximale plus élevée, essayez de doubler.

— Mât

D'accord, je vois maintenant. J'ai ES1G (400V / 1A) à portée de main et je vais remplacer la diode par ceci. J'espère que cela résoudra car cela m'a coûté environ 2 semaines.

— Rohat Kılıç

Le D4 devrait avoir une tension nominale 3 fois la sortie CC attendue juste pour une marge de sécurité de 50%. La raison en est que lorsque C4 a 57 volts, la diode voit à la fois le 57 volts et le zéro volt lorsque le MOSFET interne est à nouveau activé. Maintenant, il a 57 volts en marche arrière. Puis une autre poussée de courant direct.

L'inductance surchauffe en raison d'un court-circuit D4, donc l'inductance et le MOSFET reçoivent la charge du condensateur.

Insérez une diode rapide avec au moins une tension nominale de 200 volts et ce problème disparaîtra.

— Sparky256
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