El controlador LED TPS61169 no funciona correctamente

Recientemente diseñé una PCB para el controlador LED TPS61169 . Utilicé el diseño de muestra de la hoja de datos, ya que es un paquete SMD pequeño y no pude incorporarlo. También seguí la aplicación típica en la sección 9.2.

Sin embargo, no funciona correctamente.

Con referencia a 9.2 figura 4,

  • El voltaje de suministro es 5.0V
  • CIN es 100uF de tantalio + 0,1uF de cerámica
  • L es un inductor de 6,8 uH
  • D es un diodo schottky SS24
  • COUT es 2x 1uF de cerámica
  • RSET es 2x resistencias 1.6R en paralelo (equivalente a 0.8R)

En las pruebas, he estado tratando de manejar 3 LED verdes de 3W en serie.

Usando la ecuación en 8.3.4, RSET = 204mV/250mA = 0.816R.

Calculé que la corriente pico a pico del inductor usando la ecuación 4 era 3.84A, y la corriente pico del inductor usando la ecuación 5 era 2.17A. Sin embargo, no creo que estos sean correctos, ya que parecen altos en comparación con los valores de la tabla 2 de la hoja de datos: Inductores recomendados.

Aquí hay un esquema de la placa:

EsquemáticoAlgunas notas: los dos inductores y los dos diodos son para diferentes componentes, a través del orificio y SMD, ya que no sabía qué componentes tenía o podía obtener en ese momento. Además, solo dos de las resistencias R2 - R5 están pobladas.

Aquí está el tablero hecho en Eagle. El diseño es según la hoja de datos.

Tablero de águila

Síntomas:

  • corriente inesperadamente alta: mi fuente de alimentación informa una corriente de cualquier límite establecido, y subirá tan alto como me atreva a establecerlo. La corriente medida por mi DMM en serie con los LED es aproximadamente 1/4 y se escala con la corriente de entrada. No tengo idea de a dónde va la corriente extra.
  • caída de voltaje: junto con la alta corriente, mi fuente de alimentación entra en modo CC y el voltaje cae a 4.2V a 250mA. A medida que aumento la corriente, el voltaje disminuye.
  • Pin CTRL: el pin CTRL se utiliza para atenuar los LED. Sin embargo, alimentarlo con una onda cuadrada de 20 KHz desde mi generador de funciones no tiene efecto en la corriente del LED. Si conecto a tierra el pin CTRL, le doy un voltaje inferior a 0,7 V o lo dejo flotando, los LED no se encenderán.

Aquí hay algunas capturas de pantalla de mi alcance...

Forma de onda entre el inductor y el diodo

Forma de onda entre el inductor y el diodo

Forma de onda entre el inductor y el diodo

Forma de onda de voltaje LED

Lo que creo que va mal:

  • Tuve problemas para soldar el TPS61169, ya que estúpidamente no puse térmicos en los planos de cobre conectados, por lo tanto, tuve que usar calor excesivo. No creo que haya destruido el TPS, ya que hice dos de los tableros y ambos muestran los mismos problemas. Es menos probable que destruya ambos.
  • lo más probable es que mi inductor se esté saturando. Desafortunadamente, todavía no tengo uno diferente, y el que usé era de aliexpress y no tenía especificaciones sobre el manejo actual o la corriente de saturación.

Tan pronto como obtenga un inductor del tamaño adecuado, lo intentaré.

¿Tengo razón al sospechar que el inductor se está saturando? ¿Son los síntomas consistentes con un inductor saturado? ¿Hay algo más que podría estar causando estos problemas que me estoy perdiendo?

Gracias por toda tu ayuda.

¿Qué corriente puede producir su suministro de 5 voltios?
Es un suministro de laboratorio de conmutación capaz de 30V, 3A.
Mire V a través de R2 con alcance. Esto debería aumentar linealmente a lo largo del período a medida que aumenta la corriente. Si el inductor se satura, la corriente cambiará la pendiente hacia arriba, generalmente a una tasa que aumenta exponencialmente a medida que aumenta la saturación. Menos carga debería reducir esto.

Respuestas (1)

Con una carga total de 9 watts, dado que la eficiencia del circuito boost podría ser del 80%, la potencia de entrada podría ser de unos 11 watts. Entonces eso sería una corriente continua de 2.2 amperios. Sin embargo, el circuito de refuerzo toma energía en ráfagas; posiblemente el 50% del tiempo extraiga energía del suministro y luego entregue esta energía a la carga durante el otro 50% del tiempo.

Entonces, la potencia promedio tomada del suministro puede ser de 11 watts, pero en realidad será de 22 watts el 50 % del tiempo y cero watts el otro 50 % del tiempo.

Entonces, la demanda máxima es de 22 vatios a 5 voltios. Esta es una corriente de más de 4 amperios y su fuente de alimentación no puede hackearla. Pruebe solo un LED para ver si esto funciona. También verifique que la corriente máxima en el inductor sea la que cree que es. Tengo mis dudas.

Debería haber mencionado que los LED son LED RGB de 3W. Solo estoy probando con un color, verde, a la vez, por lo que solo alrededor de 2.5W a través de los LED. Contabilización de la eficiencia, alrededor de 3W. Si solo está conduciendo la mitad del tiempo, eso es 6W. Mi suministro es capaz de manejar eso.
He estado limitando la corriente de mi fuente de alimentación a aproximadamente 400 mA como máximo. Ahora me doy cuenta de que esto es demasiado bajo. Estaba pensando en el límite de 250 mA a través de los LED y no en la conversión de energía. D'oh! Es cierto que también estaba nervioso por poner tanta corriente a través de un circuito tan pequeño. Intentaré aumentar el límite a 1.3A más o menos y veré qué sucede. Aunque sigo pensando que mi inductor está subestimado ...
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