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。
   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。
. p& S3 C( R; `' B. z1 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 ...

0 [4 @8 l- k& y你好，很感谢您的答复   
. _; e3 v+ e5 A! ?2 m9 _  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：
7 Q! h& S1 Y/ C7 T7 L6 `$ C                             2）如果可能，把铝基板接GND
- }" {% o7 i  x/ C- p# g" l. o     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。
    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；
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
  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 ...

- o2 j) [+ Y! a8 ]你的功能我了解了。
+ ~( x& W: Q3 u$ F) \* W1 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。
) W6 W% h2 m  z% }# r- b3 可以尝试以下方法，看是否能减小干扰
0 W7 S* N" p, s  o8 S  t( O* @3 R5 k（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
8 S7 y! h# l: ^- E, A* U7 s9 b（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
- y8 I" h) [9 }+ Q  }9 ~4 J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。
! I4 D% |2 k+ D7 F  u1 v" a ...

7 B) ?- {4 G1 K. `- f; O  非常感谢 你的回答
3 X! J8 c% o. P$ y) b2 \+ 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
. f- Q: G' z4 e3 n, S& K: @   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？
  这个如何解决呢?
! w/ k( E# P& \7 g- j" [  ~* z* E

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

kobeismygod

最好定位下干扰具体是哪里产生的？开关MOS的driver端有震荡还是MOS本身寄生diode？

wangshilei

提高一点PWM的频率（尽量提到IC能接受的最高频率上。），若不行，改成FB调光的方法，这样输出是平坦的了。        在LED驱动电源的前端并联个很大的电容1000UF左右，先实验下找方向。

sunpeng7801567

fallen 发表于 2014-8-5 10:08
楼主加油，之前说的方法都尝试过了吗？

! z0 ~' w; E4 \  尝试了 ，还不行呀

fallen

sunpeng7801567 发表于 2014-8-4 20:34
是的12v跟主板连接到一起了，串口是由12v通过一个转接芯片转出3。3v的电压

楼主加油，之前说的方法都尝试过了吗？

sunpeng7801567

fallen 发表于 2014-8-4 16:13
+ o! }2 {' b# e- t楼主，你的问题解决了没有？

" o( x( ]& N0 Q7 G: n) Y  是的12v跟主板连接到一起了，串口是由12v通过一个转接芯片转出3。3v的电压

sunpeng7801567

fallen 发表于 2014-8-4 16:13
楼主，你的问题解决了没有？

! W6 U& |) r9 z, ^2 x. }  没有，整个机箱上都带一定频率的波形，愁死我了

fallen

楼主，你的问题解决了没有？

fallen

sunpeng7801567 发表于 2014-8-4 09:36
我12v提供给芯片的，当芯片用pwm控制的时候，12v也被污染了 叠加上了这种信号，跟滤波有关系吗？   ...

2 v# ^) i2 R" V8 U12V跟主板也连接在一起了？通讯部分也是使用了这个12V吗？
如果是的话，就跟这个地方有一定的关系。
那你就把这个地方滤波就好了，参考方法，使用大容量的陶瓷电容，根据效果看是否要并联多个来降低ESR。

sunpeng7801567

fallen 发表于 2014-8-1 18:00
12V输入端是这个信号，很正常的，你的滤波没有做好。
5 z: a4 J7 c! w% E+ ^, i0 m你的12V跟主板的关系？

   我12v提供给芯片的，当芯片用pwm控制的时候，12v也被污染了 叠加上了这种信号，跟滤波有关系吗？  还是说 我画的PCB有问题呢 ？
8 _0 C$ ^+ f0 H; F

fallen

sunpeng7801567 发表于 2014-8-1 17:21
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 ...

12V输入端是这个信号，很正常的，你的滤波没有做好。
* f; A& O. _% X+ A你的12V跟主板的关系？

风吹摇摆

楼主你先把PWM拉高，测下开关频率是多少，是否在通信的范围内加上呢？另外楼主最好对这个电路的原理了解下，当MOS管导通时电源给电感充电，并使LED电流增加，当电流增加到设定值时，MOS管断开；电感L相当于电池通过二极管D2对LED放电维持电流，当电流减小时导通MOS依次循环； 如果开关频率在通信频率内，调整开关频率避开

sunpeng7801567

fallen 发表于 2014-8-1 17:01
1  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 ...

  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

fallen

sunpeng7801567 发表于 2014-8-1 16:35
$ s5 l0 c# U" N0 R你好，很感谢您的答复   
8 s0 y  K1 E3 y5 E( ?# m  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 ...

4 B' T$ B8 y# L# g' v3 F6 G1  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
* a6 w. U# V  h% t2 K2   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。
" n+ q. {5 Q2 V
4 x" I+ X6 b# X3 Z0 k' L; M方案公司说的可能性不大。
2 v; w( ^8 Q5 n- ~2 m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。