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
. S( y' {3 D1 V% ?# \" R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 ...

/ l, a$ c' p4 g: \& `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
    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；
: s' |# T8 t9 a7 ~                            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；
* l$ }' X! p! q 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
6 y  d7 w6 u+ g% Z2 H, ?. \* g0 q非常感谢 你的回答
  你描述的很对！
4 d: W7 H6 q( m: ?0 N; W: x   我描述一下我的实现的功能：用PWM控制DIM调光端，其实驱动 ...

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。
* I  a( s' h' G9 n2 “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。
3 可以尝试以下方法，看是否能减小干扰
2 E8 a8 `! |2 G9 B2 v（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
2 P" M/ _. Y0 o- x0 I2 E（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
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。
...

  非常感谢 你的回答
4 P+ J1 g' v1 Q$ H+ j  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
   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？
# G  I" J' z1 d  这个如何解决呢?


1 h  {! P. h2 |3 t* j4 x 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？
2 功率的GND本来就有很强的干扰，需要隔离或者远离。
0 i6 W0 T3 G& R9 b4 H4 W2 T6 l7 R3 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

# l, a* A% ~$ D0 J

fallen 发表于 2014-7-31 16:28
$ k5 S' D( o4 I" u# R% |" w2 X1 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？
. T1 y8 p' a, a+ V2 功率的GND本来就有很强的干 ...

   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
3 D) B5 C& ]4 G0 ^6 H- J! F4 H   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
$ V* b- F& A% d/ P: \$ t: D3 q   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？
, O/ q& z3 x, k0 G% n: f: ^1 h2、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 ...

) f8 I! I+ l2 K0 E3 Q2 N0 [5 [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
) I7 }* K0 Z( U  a, B主板与外壳的GND不连接。看下是否可行。

8 q+ f! H4 e; q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
0 n7 u  c, a/ `6 r( B. f0 N1、PWM信号直接上拉，是否OK？
2、电感改小是否OK

% L& K: a2 l9 ~) ^" E8 X  l' Q" BPWM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。
) [2 I, l" B6 v1 W4 D! o1 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。
3 h4 x! m$ C. ~$ f! c2 镁铝外壳就是主板的外壳，主板的GND跟镁铝外壳没有连接。
! ?7 f: p6 g% y3 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。
  E( G( Q! U* l" r8 ?9 z8 [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。
以上是否跟你的实际情况一致，请确认。
/ n# Y% |+ U2 c- }5 A1 {
问题，
1 你如何确定铝基板的信号？示波器是如何测量的？
, q/ X9 t; Y6 _8 \. u0 W2 串口通讯的干扰波形实测是如何？
$ U3 A" E1 K9 b9 H3 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。

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
- }* L+ B  d1 a' ?) R你好，很感谢您的答复   
5 b0 l( G* \0 F" d6 A; r' i  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
9 D) Z. L# r- N8 t    我的 ...

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
+ p( O8 U% S% ~" \2   我的意思是铝基板跟LED端的GND连接在一起。
4 k1 S( h! J! _' {3 V3  C10改成10uF的陶瓷电容，降低输入端的电源干扰。

' _0 O/ }' }0 h  e7 \/ ^方案公司说的可能性不大。
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
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