Deshabilite la salida del regulador reductor en el inicio y mantenga el pin de activación alto durante 1.5-2ms

Tengo una oportunidad de aprendizaje con la que necesito ayuda :)

Tengo un diseño de regulador actual que armé usando el IC LED2001 para conducir diodos láser. Está montado encima de un módulo disipador de calor que está montado en una máquina CNC de estructura abierta.

Aquí están los archivos fuente de Kicad. Fuente Kicad

Aquí hay una imagen de eso en mi máquina.ingrese la descripción de la imagen aquí

El problema que tengo es que cuando se aplica energía por primera vez a la placa, el pin de atenuación/habilitación debe mantenerse alto durante un breve período antes de que la salida del LED2001 opere en anchos de pulso de 1-99% (0 % siendo 0vdc y 100% siendo 5vdc).

Si no aplico esta técnica cuando lo enciendo por primera vez, la salida no se activará hasta que supere el 25 % del ancho de pulso. Al cortar cosas, esto no es un problema, ya que la potencia generalmente está configurada al 100% para la operación de corte, pero cuando estoy grabando una imagen y el comienzo del grabado está en un área clara de la imagen, no se enciende. el láser hasta llegar a una parte oscura de la imagen.

Al principio pensé que podría ser un problema con mi diseño, pero desde entonces encontré referencias a diseños similares que parecen indicar que esto tiene algo que ver con el LED2001 IC.

Me sugirieron que deshabilitara la salida mientras mantenía el pin de atenuación alto durante un breve período al inicio (para dejar que las tapas se carguen) y luego baje el pin de atenuación y luego habilite la salida, permitiendo que la señal PWM controle el salida después de eso.

Podría colocar un microcontrolador en la placa para hacer esto, pero pensé que sería una buena oportunidad para aprender cómo lograrlo sin usar un micro. He estado buscando ideas en Google, pero no creo que esté usando las palabras clave correctas.

Si esto es trivial y desea publicar un esquema, está bien. Lo tomaré y trataré de aprender cómo funciona. O, si no le importa indicarme la dirección correcta o ayudarme a aprender las partes que harían que esto funcione, ciertamente puedo hacer la investigación.

gracias juan

Editar: Aquí hay algunas capturas de pantalla de mi O'scope.

  1. 16% PWM después de aplicar energía a la placa.

http://i.stack.imgur.com/cs93p.png

  1. 97.3% PWM, aún no del todo activado.

http://i.stack.imgur.com/h5fqn.png

  1. 97.7% PWM, el controlador está encendido y el rango PWM completo está disponible.

http://i.stack.imgur.com/HhGkI.png

  1. volver al 16% PWM.

http://i.stack.imgur.com/oV1Kc.png

Editar: dado que LTSpice no tenía puertas NOR integradas, encontré un ejemplo usando algunos BJT BC817 económicos. Esto es lo que se me ocurrió que parece funcionar bien según los comentarios proporcionados en los comentarios.

Terminé con dos puertas NOR y una puerta NO que parece hacer lo que necesito que haga. Cuando el dispositivo está encendido, debe mantener alto el pin DIM durante aproximadamente 1,5 ms y luego volver a 0 V y permanecer allí hasta que esté presente la señal PWM, momento en el que controlará el pin DIM.

La salida de la primera puerta NOR también se usa para compensar el voltaje del pin de retroalimentación al inicio, lo que debería limitar la corriente de salida y básicamente apagar la salida sin agregar un mosfet como un interruptor en línea con la salida.

Aquí hay algunas capturas de pantalla de LTSpice.

http://i.stack.imgur.com/h9JQs.png

http://i.stack.imgur.com/l7kD8.png

http://i.stack.imgur.com/AxG5p.png

Defina el tiempo para "mantenerse alto durante un breve período". Esto se puede hacer fácilmente en software o hardware con una puerta de un solo disparo controlada por RC ... sin quemar el láser por exceso de ancho de pulso, pero suficiente para comenzar con PWM bajo sin histéresis. 1 nosotros? 1 ms?
Gracias, buscaré en Google puertas de un solo disparo controladas por RC. El tiempo de pulso necesario es de aproximadamente 1,5 a 2 ms.
¿Necesita apagar la salida mientras esto sucede también?
Sí, la salida debe estar apagada para que el láser no se encienda. :)
Eché un vistazo a la hoja de datos. La Sección 5.3 Arranque suave explica el problema. Durante el período inicial de DIM alto, una forma posible de engañar al dispositivo para que no funcione puede ser aumentar el voltaje del pin FB. Eso se puede lograr con un par de resistencias de suma y un transistor para inyectar algo de corriente. De esa manera, no necesita insertar un dispositivo adicional (por ejemplo, MOSFET) en la ruta de alimentación.
Supongo que lo leí mal entonces. Gracias por el dato sobre la idea del pin de comentarios. Eso suena como una buena opción.

Respuestas (2)

ingrese la descripción de la imagen aquí

Aquí hay un ejemplo que invierte su PWM dos veces y le da un disparo de 600us a EN

Eso es definitivamente un movimiento en la dirección correcta. Permítanme agregar un poco más de detalle sobre cómo se usa.
La máquina se enciende y luego el usuario se sienta en su computadora y se conecta a la máquina a través de un puerto de comunicación virtual USB. Cuando el usuario esté listo para iniciar el proceso de grabado/corte, hará clic en un botón que comenzará a transmitir el GCODE a la máquina. La señal PWM solo se enviará al láser cuando esté en proceso de grabado. Dado que la señal PWM enciende y apaga el láser, cualquier retraso se verá en el grabado. Es por eso que estaba pensando que debía suceder al inicio para que cuando comience el proceso de grabado, no haya impacto en el trabajo.
Entonces, en pocas palabras, este ciclo especial de encendido debe ocurrir mucho antes de que se vea cualquier señal PWM en el pin de atenuación. Gracias por el ejemplo. Tengo tarea que hacer ahora :)
El circuito de arriba hará lo que usted pidió usando 2 compuertas NOR (1 compuerta NOR como inversor) No necesita el interruptor o el menú desplegable R.. Ese es solo su interruptor de software virtual. Simplemente aumente C para el ms requerido. Me pregunto si realmente ha medido esta característica en un alcance y entiende por qué es necesario.
Entonces algo como esto? enlace Jugaré con esto en ltspice esta noche y veré si puedo resolverlo :)
sí, cualquier puerta CMOS NOR servirá, lo que solicitó, suponiendo que lo que solicitó sea correcto.
¡Gracias por su ayuda! Entre la puerta de un disparo y la aplicación de un voltaje al pin FB, creo que esto funcionará muy bien. Lo estoy modelando en LTSpice ahora.
Lo siento, me perdí tu comentario sobre ver este comportamiento en el osciloscopio. Aquí hay algunas imágenes de mi alcance que deberían ayudar a explicar lo que está sucediendo.
agregue fotos a la pregunta por favor.
Acabo de intentar pero dice que no puedo agregar más de 2 enlaces :(
Aquí están los enlaces a las imágenes ya que parece que no puedo publicarlas en la pregunta. 1. 16% PWM después de aplicar energía a la placa. i.stack.imgur.com/cs93p.png 2. 97,3 % de PWM, aún no completamente activado... i.stack.imgur.com/h5fqn.png 3. 97,7 % de PWM, el controlador está activado y el rango completo de PWM disponible. i.stack.imgur.com/HhGkI.png 4. volver al 16 % de PWM. i.stack.imgur.com/oV1Kc.png
se pueden agregar enlaces sin el prefijo ... ¿así que esto es DIM in, & I out? Todavía no entiendo la causa/efecto de lo que 1 ms DIM hará internamente, pero vea los efectos de la constante de tiempo de almacenamiento aquí. Tal vez hay dos comienzos suaves. Encender y apagar por primera vez por alguna razón, no lo entiendo... Sospecho que es un límite de impulso lateral alto en alguna parte... no./. tal vez compensación de adelanto de fase de bucle
Sí, las imágenes son DIM in y I out. Según la hoja de datos, esto es lo que dice sobre el arranque suave. "La fase de inicio se implementa incrementando la referencia del amplificador de error incorporado en un tiempo típico de 1 ms. Minimiza la corriente de entrada y disminuye la tensión de los componentes de potencia en el encendido. Durante el funcionamiento normal, se lleva a cabo un nuevo ciclo de arranque suave. en caso de: • evento de apagado térmico • evento UVLO El arranque suave se deshabilita cuando la entrada DIM sube para maximizar el rendimiento de atenuación.
Es la última oración. si DIM=hi, el inicio suave deshabilitar y maximizar el rendimiento de atenuación parece contradictorio, y cómo evita esto la histéresis que ve por debajo del 30% al iniciar PWM. ¿Por qué están vinculados el inicio suave y la histéresis cuando dice que esto ocurre mucho después del encendido? No hay evento térmico o UVLO.
sin embargo, la hoja de datos no muestra ningún efecto de histéresis, solo una respuesta normal de asentamiento de segundo orden con sobreimpulso de corriente cero (solo subimpulso)
si necesita el pulso de 1 ms al comienzo de PWM, también puedo hacerlo
Sí, esa línea sobre deshabilitar el arranque suave es lo que también me confundió. Agregué algunas capturas de pantalla de lo que se me ocurrió en LTSpice usando algunos BJT económicos. Esto solo debería agregar alrededor de 20 centavos a la lista de materiales. Cuando el dispositivo está encendido, no hay señal PWM y el pin DIM se baja con una resistencia de 10K (actualmente). Se aplican 12V a la placa y lo único que funciona es el ventilador del láser. Cuando comienza el grabado/corte, es cuando está presente la señal PWM. Esto puede ser de segundos a minutos después de que se haya encendido. Entonces, el circuito de inicio no puede afectar la señal PWM después.
se ve bien, espero que todas las secuencias de encendido estén bien
Gracias, me aseguraré y probaré eso. Me imagino que puedo cambiar los valores del componente RC si necesito mantenerlo alto por más tiempo. Por ejemplo, en caso de que la corriente de arranque del ventilador cause algún problema.

Si entiendo su problema correctamente, también podría resolverlo solo en software. Simplemente haga que el primer comando siempre envíe una señal de intensidad muy muy corta del 30%, ya sea en el costado o en la ubicación del primer lugar de grabado.

Para mi uso personal, tengo una configuración macro en uno de los paquetes de software que uso con el láser que hace eso por mí. Está bien para las pruebas y mi uso personal, pero tendré que resolver esto antes del lanzamiento final, ya que no tendré control sobre qué software usa la gente y, en mi opinión, solo necesita funcionar para ellos. Gracias
@ iceman1979 ¿es el primer pulso el que debe estirarse o el pulso EN de potencia puede tener algo de inactividad entre 1 disparo EN y PWM?
Por lo general, no debería haber una señal PWM cuando el dispositivo está encendido, por lo que el estado predeterminado de ese pin sería bajo debido a la resistencia desplegable de 10K. Necesito proporcionar un pulso "fabricado" inicial al pin de habilitación durante un breve período de tiempo y luego liberarlo a su estado predeterminado y permitir que el PWM normal controle el pin de habilitación.
Busqué en Google puertas de un disparo y encontré un artículo sobre un circuito de un disparo no reactivable. Esto podría hacer lo que necesito. Luego, para la salida, creo que podría invertir la salida de un disparo y usarla para mantener la salida desactivada con un mosfet que pueda manejar los requisitos actuales de 4A de este diseño. ¿Pensamientos?
Deshabilite la salida del regulador reductor en el inicio y mantenga el pin de activación alto durante 1.5-2ms
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