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。
: v2 Q! a4 T4 J# @2 E0 S   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
6 J* l) v# h* g/ g0 b( X, J: X+ f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 ...

3 V" C, N  }5 c你好，很感谢您的答复   
! ]6 v" w/ v1 C0 k) U, X5 ^: V  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：
( Q- ?0 W) o: D/ A1 }8 i                             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；
                            3) 输入端使用10uF/16V的陶瓷电容滤波。
7 x8 v" W* H0 B7 D  S$ Y    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；
" Q+ ]: q+ ?- a* X 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
1 v% Z- h0 x; R2 f3 Z6 t& s- x  P  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 ...

- \1 M& O$ _& c: ^7 X6 L* l你的功能我了解了。
6 G" \, q6 |- h* ?- [9 i; K1 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。
3 可以尝试以下方法，看是否能减小干扰
（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
; Y1 b1 e/ b9 V$ }+ X8 l（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
4 g. K$ x& v* }8 x; W$ n- M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。
...

; k1 }+ E3 X! F  非常感谢 你的回答
  你描述的很对！
' q( K/ p* q% H6 f& V  \) ^% d   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？
  这个如何解决呢?


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？
" ~. {; s% k3 I. J1 @1 _7 `1 `2 功率的GND本来就有很强的干扰，需要隔离或者远离。
3 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

9 z* p* ]7 ^. ~) S+ _6 H

fallen 发表于 2014-7-31 16:28
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？
: U- X. A+ s" |& s$ J5 R2 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
- p: m3 M+ m/ l0 @5 z3 c, J   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
   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？
1 C1 y7 K1 Y( ^' k) S2、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 ...

' t$ u4 Z+ ]; N% f' x6 \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
主板与外壳的GND不连接。看下是否可行。

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
1、PWM信号直接上拉，是否OK？
9 {# R0 T/ [1 d; A) f2、电感改小是否OK

7 _) P9 _& w- a  H8 mPWM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

  U# s1 N4 H) R6 K: q2 z; \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。
/ v* q7 a9 e$ O/ Q7 }' t/ i8 A/ f- X2 镁铝外壳就是主板的外壳，主板的GND跟镁铝外壳没有连接。
3 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。
# ]; `4 x1 V! {5 Q% D/ N4 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。
& k# E! j8 y  q. X0 m: I5 你的PCB已经做了功率GND和主板GND的隔离。
: F+ R1 |, ~3 T9 S/ x: v/ k以上是否跟你的实际情况一致，请确认。
. D, ?  [' c  a0 u+ Y  u+ z
问题，
/ x( h: V8 i4 Y, P1 你如何确定铝基板的信号？示波器是如何测量的？
  y) ]+ E. a& r! E3 j% ?. P# p& Y2 串口通讯的干扰波形实测是如何？
6 p3 A  _3 S: v9 l5 I4 m3 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
, [5 {- I& E/ l# a" S% j3 s你好，很感谢您的答复   
: Q8 x& C* d! n5 r/ H+ b  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
, K* x6 L- G! l6 h    我的 ...

* f7 d& X5 O6 E7 S# s1  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
1 D# Q* Q; A) K1 H5 L& M2   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。

0 F  l2 U- @+ q/ t方案公司说的可能性不大。
) c+ Q+ D& l8 {( w/ W2 p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