El circuito LED dejó de funcionar cuando se expandió

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Construí un pequeño prototipo como se muestra en mi diagrama con la resistencia pull-up Si926 n-FET de 250 ohmios. En mi placa prototipo solo tengo 4 canales conectados (solo se muestran dos). Solo se enciende un LED a la vez. Cuando configuro 3 salidas desactivadas (tierra) y solo 1 activada, el FET se enciende y puedo suministrar corriente cercana a mi máximo de 100 mA para LED específicos. Puedo hacer esto para cualquiera de los 4 canales, uno a la vez con los otros canales apagados. Sin embargo, tenía una pcb hecha con 32 canales, 32 FETS y 32 LED (solo 16 pull ups) y 2 chips decodificadores. Ahora mi circuito se comporta de manera extraña. Si enciendo solo un canal y otros, como se describe, luego subo lentamente la fuente de corriente, el suministro de corriente cae a 1ma. Drop out, es cuando la fuente de corriente detecta un circuito abierto o una impedancia extremadamente alta y posteriormente desactiva su salida.

NOTA: No estoy usando el PWM de max6964. El brillo de los LEDS está controlado por la fuente de corriente. La fuente de corriente constante es parte de una restricción de diseño. Es alimentado por un suministro de corriente constante que se controla en otro lugar. Es una fuente de corriente de sobremesa. Una fuente para todos los LED.

Datos LED

Hoja de datos MAX6964

Hoja de datos de Si926dl

¿Es posible que tener 32 de estos circuitos de salida de alguna manera efectúe (baje) el voltaje de la compuerta FET con la salida del chip decodificador baja (tierra) y, por lo tanto, provoque que el FET no se encienda?

¿Necesito una resistencia pull up diferente? Quería mantenerlo pequeño para que la caída de voltaje estuviera en el rango de Vgs 1 a 2.5v.

¿Cambiar el FET a Toshiba SSM6N43FU con Vgs 0.35v a 1V sería suficiente? Toshiba SSM6N43FU

El MAX6964 tiene provisiones para conducir LED directamente, ¿no es esa una opción? Si sospecha que podría ser un voltaje de compuerta demasiado bajo, le sugiero encarecidamente que mida los voltajes de compuerta, configure algunos LED con brillo máximo (para que no tenga ninguna rareza de PWM que pueda confundir al medidor) y verifique el FET puertas Pero dado que el MAX6964 es básicamente un grupo de FET desplegables con capacidad de 50 mA y algo de lógica, sospecho que algo más está sucediendo aquí.
No estoy usando el PWM de max6964. La fuente de corriente constante es parte de una restricción de diseño. Es alimentado por un suministro de corriente constante que se controla en otro lugar. Tenía miedo de haber proporcionado demasiada información :-) El foco de mi pregunta: ¿por qué el circuito funcionó con 4 pares FET-LED pero ya no funciona con 32?
Ahora, cuando dice "Es suministrado por un suministro de corriente constante que se controla en otro lugar", ¿quiere decir que hay un gran suministro de CC en algún lugar que alimenta los LED o que cada LED tiene su propio suministro de CC externo? De cualquier manera, aún recomendaría configurar el MAX6964 en "ENCENDIDO" o cualquier configuración que se suponga que encienda todos los FET Si969 y verifique los voltajes de la puerta. Si ve voltajes de compuerta realmente bajos, lo primero que piensa no debería ser "Necesitaré un Vth FET más bajo", sino "¿Por qué no obtengo un controlador de compuerta?". Sus 32 resistencias pull-ups de 250 ohmios absorberán unos buenos 400 mA del riel de 3.3 V, ¿está bien?
Un gran suministro de CC que alimenta todos los LED. Solo se enciende un LED a la vez. Solo 16 resistencias, entonces ~ 200ma. Vg es ~2.3V en el canal que está encendido (salida del decodificador alta).
Ah, ya veo. Pero aún así, obtener solo ~ 2.3V de un suministro de 3.3V es bastante extraño. El MAX6964 tiene una salida de drenaje abierta, por lo que no debería estar cargando las puertas de los FET cuando sus salidas están apagadas, los pull-ups de 250 ohmios deberían arrastrarlos directamente a 3.3V. De su esquema, cada uno de los LED debe ser independiente de los demás (suponiendo que solo uno esté realmente encendido en un momento dado). Entonces, el bajo voltaje de la puerta indica que en algún lugar algo está bajando el riel de 3.3V (¿mide 3.3V?) O algo no está haciendo lo que se supone que debe hacer. ¿El MAX6964 está hundiendo la corriente (no debería serlo)?
SSM6N43FU es <1Ω, lo cual está bien para LED de 3Ω
@Sam, disculpas, tenías razón. Hay 32 dominadas.
Al menos tener todos esos pull-ups es solo un problema si intenta encender todos los LED a la vez, si solo se habilita un solo LED en un momento dado, entonces la carga en el riel de 3.3V debería ser <20mA. Pero a menos que realmente necesite tiempos de apagado de nanosegundos, hacer que los pull-ups sean de unos pocos k (o unas pocas decenas de k ohmios) probablemente sea una buena idea.

Respuestas (2)

Cuando tenga 31 LED apagados, su consumo actual del riel de 3.3V será:

I = 31 3.3 V 250 Ω = 409.2 metro A

Mientras que con solo 3 LED apagados (eso es lo que sucedió cuando solo tenía 4 canales):

I = 3 3.3 V 250 Ω = 39.6 metro A

Debido a que está levantando los MOSFET de canal N con resistencias de bajo valor, tener que apagar 28 LED adicionales agrega 360 mA a sus requisitos actuales. Si su fuente de alimentación no puede hacer eso, comenzará a reducir el voltaje y luego el MAX6964 no podrá generar 3.3 V para impulsar las puertas (porque no las obtendrá en su pin Vcc primero lugar).

Esto se suma al hecho de que Si969 es solo marginalmente capaz de cambiar a 3.3V. El RdsON en VGS=4.5V es de 3 ohmios. A 3,3 V, puede esperar que sea más alto, pero aún puede dejar suficiente corriente para encender el LED. Sin embargo, si la fuente de alimentación se reduce, digamos 2,5 V, RdsON puede ser demasiado alto (posiblemente más alto que la resistencia de 10 ohmios de cada canal LED) o es posible que no pueda cambiar en absoluto.

¿Qué puedes hacer al respecto?

  1. Rediseñe su circuito utilizando MOSFET de canal P y salidas ALTAS activas de MAX6964. Esto reducirá los consumos de sus pull-ups casi a cero (solo los pull-ups de los canales encendidos tomarán corriente). Esto puede ser traumático para ti, así que puedes hacer otra cosa en su lugar...

  2. Aumente el valor de sus resistencias pull-up . 10x, incluso 100x. 250 ohmios es demasiado bajo. A menos que necesite un cambio increíblemente rápido, un pull-up 4K7, 10K o incluso 22K está perfectamente bien.

  3. Como último recurso, aumente la calificación actual de la fuente de alimentación (= compre una más capaz). ¡No recomendado!

Agregué datos LED a mi publicación. Re sugerencia 1: tenga en cuenta que las placas ya están hechas, por lo tanto, esta pregunta: suponga que podría encontrar un FET de canal P con VGS más bajo, el mismo tamaño de paquete y pin-out, ¿funcionaría el circuito con el LED y la resistencia limitadora en el lado alto? ? Este foro generalmente muestra P-FET con carga en el lado bajo. Sugerencia 2: ¿Aumentar el valor de elevación no reducirá el voltaje visto en la base del FET?
Si las placas ya están hechas, olvídese de la sugerencia n. ° 1 porque implica rediseñar la placa ya que los MOSFET de canal P deben estar en el lado alto. OTOH, con respecto a la sugerencia n. ° 2: NO , aumentar el valor de pull-up no reducirá el voltaje en la puerta del MOSFET, porque a) la puerta es de alta impedancia y b) es la salida del MAX6964 lo que realmente conduce la puerta, el pull-up solo sirve como una forma de forzar un estado "predeterminado" cuando el MAX6964 está apagado y no proporciona ninguna salida. Realmente: no te preocupes por debilitar el pull-up, incluso 22k estará bien.
Ya que estoy tan cerca del umbral Vgs del si926, ¿horas cambio el FET por el SSM6N43FU con Vgs 0.35v a 1V?
Probablemente sería una buena idea, sí. Su menor RdsON también ayudará a reducir el estrés térmico en el MOSFET, ya que la disipación de energía será menor.

estoy de acuerdo con enric

  • Vgs debe ser del tipo de nivel lógico bajo <1,5, no de 1,5 a 2,5 para un suministro de 3,3 V para lograr un RdsOn bajo
  • Sé que los LED de 100 mA están clasificados para ~ 300 mW y esto significa que ESR ~ 3 ohmios y MOSFET RdsOn deberían tener en cuenta una caída de voltaje más baja. Típicamente << carga ESR o es decir <1Ω
  • El pullup de 250 Ω es ridículamente bajo para esta capacitancia de puerta. No necesita 250Ω*20pF= 5ns de tiempo de subida (Ciss~18,5pF típico)
  • mejore su atención a los detalles sobre los cálculos de la Ley de Ohm, la resistencia incremental (ESR) y las mediciones de voltaje en cada pin pertinente para resolver problemas más rápido.

Eche un vistazo al punto de funcionamiento típico en la hoja de datos. Debería ser obvio que este interruptor es insuficiente para el suministro o viceversa. Con un interruptor mejor, solo necesita 3 V y sin limitador de corriente, solo 0 ~ 3 ohmios en serie.

Si desea un diseño de precisión, tome medidas o cálculos precisos.

  • y arregle su suministro de CC o su problema de caída de voltaje. No debería cortarse. Establece el voltaje, sin carga y eleva el CC a voltaje máximo.

Puede verificar mis valores nominales en la respuesta. Habrá un rango de tolerancia.

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SSM6N43FU es <1Ω, lo cual está bien para LED de 3Ω, es una opción más inteligente.

Pero, ¿cómo planea mejorar su fuente de alimentación sin especificaciones?

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