PWM控制LED驱动ic带来干扰造成串口无法通信

sunpeng7801567

  小弟有四个灯条，一个灯条上接有3串27并的灯珠，灯条基材是用铝基板制作的，四个灯条分别用两颗驱动ic MH8015来驱动，并有PWM控制DIM端来调光，上电后pwm控制调光端，用示波器测量铝基板有频率同灯条的接口一样的频率波形产生，造成将灯条用螺丝订固定在镁铝外壳的机器设备上，串口通信就产生很强的干扰，以至无法正常通信。 如果不用螺丝钉固定的话，干扰会很小，可以正常通信。
9 k! W% s; _' c& q   我想问一下，这个在铝基板上的有一定频率波形的信号是如何产生的呢？是天线效应，将灯珠上的这种信号耦合到了铝基板上吗？如何消除这个信号呢？还是说这个信号时无法消除的。如何解决这个正常通信问题呢？ 有的人说在入口加个磁环，或是加个PAI型滤波 但是 用pwm控制DIM端本来最终控制的是DIV端的导通频率，来达到调光的目的，这无疑会将这种信号引入到灯条上，滤波滤的是尖峰脉冲吗？？这好像对解决正常通信没有多大用改善吧？还就是说这个方案就是错误的呢？ 大家帮我想想办法ba  

sunpeng7801567

fallen 发表于 2014-8-1 15:41
你的功能我了解了。
1 纠正一下你的认识。DIM相当于ON/OFF控制，DRV是控制功率管。这句“也就是通过mos ...

1 N' i, I% ^5 i) F) e你好，很感谢您的答复   
  您给的解决方法： （1）减小电感的工作频率。规格书上有计算公式
% T' |/ D& p9 l  |3 [$ c1 }2 z: L# f    我的灯条3串27并，每颗灯珠是3v的， 我现在用的是47uh的电感，这个如何计算呢？附图有计算公式：
                             2）如果可能，把铝基板接GND
     铝基板连接到了外壳，外壳可以接到地，但是这个是手持设备，不可能每次放在地上使用，这种方法难以解决；
                            3) 输入端使用10uF/16V的陶瓷电容滤波。
8 j3 a# A& b3 X    您说的是在灯条的入口端接这个电容吗？灯条的正极接到电容的正极再到地；
* C3 T# E8 ^' c) f0 y& W 补充一下：芯片厂家给的答复是，这个波形有毛刺现象，这个毛刺现象造成通信失灵，而不是这个开关频临波形，不知道他说的有没有道理？

fallen

sunpeng7801567 发表于 2014-8-1 15:05
非常感谢 你的回答
7 b: ^8 X( M  i; Y' A, u) J3 q  你描述的很对！
   我描述一下我的实现的功能：用PWM控制DIM调光端，其实驱动 ...

' d1 C; {7 C* U& X# b9 a# Z7 Z. ]你的功能我了解了。
1 纠正一下你的认识。DIM相当于ON/OFF控制，DRV是控制功率管。这句“也就是通过mos管的开关频率来达到调光效果的”不太正确。DIM的功能是ON/OFF的开关，DRV在DIM=1的时候才有输出，并且是按照一定的频率（规格书上有计算）开关MOS管。所以调光是通过开关电源来实现的，不是MOS管的开关频率来实现的。
2 “我想问的是，任何有一定频率的波形与其紧贴的窄长导体，这个导体都会像天线一下将这个信号耦合到吗？”会耦合，耦合的强弱跟频率的高低，功率的大小，导体的长短有关系。
8 D2 ^4 f% t& C& T: k0 L3 可以尝试以下方法，看是否能减小干扰
（1）减小电感的工作频率。规格书上有计算公式
（2）如果可能，把铝基板接GND
& m  z% E( E; p) ~  y（3）输入端使用10uF/16V的陶瓷电容滤波。

sunpeng7801567

fallen 发表于 2014-8-1 13:46
' O% T. L  D* M感觉描述的有点乱，重新整理一下。
4 i' u" ?  ^* N: K6 t  G6 z, V: l1 灯条的背面的铝基板是用来散热的，然后跟镁铝外壳用螺丝孔固定。
+ t5 B  F$ ^8 E ...

% L  l* K- i) Z4 K  非常感谢 你的回答
. _! b" N, s) j- W* l! O9 i6 g0 n  你描述的很对！
" i6 r" Y; L8 z) d$ y   我描述一下我的实现的功能：用PWM控制DIM调光端，其实驱动ic是通过控制mos管来达到调光的目的的，也就是通过mos管的开关频率来达到调光效果的，这样灯珠上就加有一定频率的电压，灯珠背面就是一个长约35cm的铝基板，相当于是一个又窄又长的导体，就把这个一定频率的波形耦合到了铝基板上了 铝基板与外壳连接就会把这个信号传到外壳上，这样导致串口通信失灵
   我想问的是，任何有一定频率的波形与其紧贴的窄长导体，这个导体都会像天线一下将这个信号耦合到吗？
* Z9 ^% S$ T+ s- j9 U& |' Q  这个如何解决呢?
$ T# b9 K( C* W7 r$ W+ i% v; Z

示波器测试方法：探针的地连接灯板的地以最短的距离和最小的回流面积测结果

风吹摇摆

是不是LED灯的功率地没有单点接地，把干扰传到了GND上

fallen

1 灯条用螺丝订固定在镁铝外壳的机器设备上-----这个是的GND连接在一起了？
& Y9 F* L2 {/ c$ a9 r$ c. b2 功率的GND本来就有很强的干扰，需要隔离或者远离。
3 解决办法是通讯电路的GND跟功率的GND隔离，电阻或者磁珠等。降低串口的速率，并在串口上并联电容做滤波。

sunpeng7801567

fallen 发表于 2014-7-31 16:28
1 灯条用螺丝订固定在镁铝外壳的机器设备上-----这个是的GND连接在一起了？
2 功率的GND本来就有很强的干 ...

" y' Z' I* r7 n7 r3 K
   非常感谢你的答复，灯条的gnd没有连接到外壳上，而是灯条背面的铝基板为了散热用螺丝钉固定在了镁铝外壳上了，灯条为了达到调光的目的，灯珠上会有占空比为1khz左右的电平流经，铝基板紧贴镁铝外壳，而且用螺钉将铝基板和外壳固定在了一起，外壳上也接收到了这样频率的干扰波形，导致在外壳内部的串口通信受到干扰
   我单独做了一个灯板并固定在外壳上跟主板连接只用几个接插件，所以功率地 和gnd已经分开了
   关键的问题是铝基板为什么会带有这种干扰信号，而且幅度还很高

风吹摇摆

1、PWM信号直接上拉，是否OK？
3 }# ?) n- P1 a1 [+ W2、电感改小是否OK

fallen

sunpeng7801567 发表于 2014-7-31 21:42
非常感谢你的答复，灯条的gnd没有连接到外壳上，而是灯条背面的铝基板为了散热用螺丝钉固定在了镁铝 ...

主板与外壳的GND不连接。看下是否可行。

sunpeng7801567

fallen 发表于 2014-8-1 10:42
主板与外壳的GND不连接。看下是否可行。

$ D2 K, ]9 ~7 S3 j3 Q4 d主板与外壳的gnd没有连接，是灯条背面的铝基板跟灯条连接上了，将这种干扰信号传到了整个外壳上

sunpeng7801567

风吹摇摆 发表于 2014-8-1 08:41
1、PWM信号直接上拉，是否OK？
2、电感改小是否OK

PWM信号直接上拉 那肯定是好的，流经灯条的电压波形是平滑的，没有高低波形，这样也不会耦合到灯条背面的铝基板上

fallen

sunpeng7801567 发表于 2014-8-1 11:11
主板与外壳的gnd没有连接，是灯条背面的铝基板跟灯条连接上了，将这种干扰信号传到了整个外壳上

感觉描述的有点乱，重新整理一下。
1 灯条的背面的铝基板是用来散热的，然后跟镁铝外壳用螺丝孔固定。
2 镁铝外壳就是主板的外壳，主板的GND跟镁铝外壳没有连接。
% `+ t' ~( O4 T. V& [3 只要铝基板跟外壳连接好了（通过螺丝孔），那么干扰就很大，导致你的串口不能通讯。
4 只要铝基板跟外壳没有连接好，干扰很小，你的串口就能通讯。
5 你的PCB已经做了功率GND和主板GND的隔离。
$ a0 X* G+ D8 ]( [" \以上是否跟你的实际情况一致，请确认。
8 R; K  o! @3 }0 }
6 p2 L4 o* U- p8 [问题，
1 你如何确定铝基板的信号？示波器是如何测量的？
2 串口通讯的干扰波形实测是如何？
3 如果无法解决干扰，就需要滤除干扰。所以需要你提供步骤2的波形。
$ k; o5 A1 g2 ]+ q3 |4 j  T

风吹摇摆

MOS管单点接到电容C4的地上，能消除干扰吗？

fallen

sunpeng7801567 发表于 2014-8-1 16:35
  W/ R* ^* F: h$ F- R+ \你好，很感谢您的答复   
. \( [( F' H  W" u1 B% o  您给的解决方法： （1）减小电感的工作频率。规格书上有计算公式
    我的 ...

% f/ [  ?$ C, K0 a4 N6 z" S$ F# o1  个人觉得，3串27并，按照N=3计算，dV=VSNSHI-VSHSLO用典型值去计算，具体数值我就不惨和了
2   我的意思是铝基板跟LED端的GND连接在一起。
3  C10改成10uF的陶瓷电容，降低输入端的电源干扰。

方案公司说的可能性不大。
  e" s) `: Q3 a1 u- u8 ~因为我感觉这些毛刺也有可能是你的示波器测量方法的问题，比如你用接GND的弹簧测量，可能就不太一样。

sunpeng7801567

fallen 发表于 2014-8-1 17:01
! t/ S% q: @, P. c# ]( n1  个人觉得，3串27并，按照N=3计算，dV=VSNSHI-VSHSLO用典型值去计算，具体数值我就不惨和了
3 ^( k* P: s4 G* P, _$ X2   我的 ...

  现在是如果我不开启灯条，供电端是12v波形 很规整，一旦我用pwm来调，12v电压上就会叠加这样的信号，而且无处不在，这个主板上就会叠加上这种干扰信号