[LED driver] Open Drain IC + Mosfet | Waar + hoe Pullup Res?

[johan2009]

Hoi!

Ik ben van plan om mijn Gledopto LED-drivers te vervangen met ESP8266 aangestuurde LED-drivers die ik zelf aan het knutselen ben. Ik heb een werkende driver die van de PCA9685 PWM module gebruik maakt. Werkt mooi met mooi kleur transities (12bit aka 4096 stappen), Maar PWM gaat t/m 1500Hz. Je kan het 'geknipper' niet zien maar wel horen. Geconfigureerd op 50Hz hoor je niet maar zie je wel. Boehhh. Dat gaat hem dus niet worden. Iets nodig dat boven de 20Khz functioneert. Voor PCA9685 had ik het volgende uitgewerk gezien PCA 5V max out heeft;


Werkt perfect geen component wordt warm met 9meter LED-strip. Nice!

Omdat ik gebruik wil maken van ESPHome heb ik een paar Texas Instrument TLC59208F's IC's aangeschaft. Deze kunnen tot 17V op output hebben. Ik maak gebruik van 12V LED-strips. Outputs zijn Open Drain. De Outs kunnen dus op 12V voeding hangen. LED IC gaat wederom IRLZ44N N-channel Mosfets aansturen.

In EasyEDA had ik een circuit van PCA9685 aansturing voor TLCTLC59208F en dacht dat dit zou gaan werken. Vergeet het maar. Hier komt mijn vraag aan jullie omdat hier zo'n beetje mijn kennis mbt electronics stopt. Als test stukje RGBWWW LED-strip rechtstreeks op Outs aansluiten werkt prima (+5V > Resistor > LED > Outx )

Vergeet het maar volgende;


Nu kan ik niet beredeneren hoe ik de Out's van TLC met Pull-up Resistors aan Vcc moet hangen. Datasheet geeft aan Io Max. = 50mA. Ik dacht dus aan een weerstand van rond de 480R (R= 12/0,025). Verschillende artikelen online doorgespit.


Welke schema is goed?
a) Red Channel
b) Green Channel
c) Nee dipstick! Geen van beiden, namelijk..........

[Damic]

C
https://www.microtype.io/designing-power-mosfet-circuits/

In principe zou je eerste schema moeten werken alleen zijn je waardes wrs veel tehoog


maar anders gewoon met 2 weerstanden

[johan2009]

@Damic Dacht ik al C

Nice ga die link fff lezen. Maarrrr welke eerste bedoel je? De schakeling voor PCA9685?

De schakeling met NPN is niet nodig gezien max. 17V TLC Outs. Ik kan ze op 12V aansluiten. De 2de heeft geen pull-up weerstand dan is Out nog steeds floating right? Of snap ik het niet?

[Damic]

ja ik had nog niet alles gelezen en ik dacht dat je bij je eerste schakeling met NPN tor, zei dat deze ook niet wertkte maar dat werkte wel.

De 100Ω is om de stroom te beperkten door de gate van de mosfet, omdat je een mosfet aanstuurt op spanning niveau. De 10kΩ is om de gate altijd op gnd niveau te trekken als er geen spanning aan de gate staat

[johan2009]

De video van https://www.microtype.io/designing-power-mosfet-circuits/ had ik eerder bekken. Nu nog een keer. thanks! Met m'n eerste schakeling heb ik nog geluk dat IC niet is doorgefikt, omdat in de video hij aangeeft dat Gate als een condenstor is. Inschakelen is geen weerstand. Daarom altijd Gate resistor. Aha! Die Pull-down voor inschakelen is wel mooier. Nu krijg ik idd. een lichtflits als ESP (re)boot.

Kom ik op het volgende;


Is dat wat? Straks een testen.

[johan2009]

En werkt stukken beter met wel de PWM-signaal in ESPHome output inverteren. Dat is niet zo'n ramp. maarrrr.... 100% brightness alleen Blue-channel;



0% brightness Blue-channel;



Alle kanalen gaan niet uit. Ik had wel verwacht dat bij TLC PWM naar 0 dat VCC via 2K weerstand en 300R weerstand de Gate naar 0 zou trekken. Dat gebeurt dus niet. Why? EDIT: Ik snap eigenlijk ook niet waarom ik output-signaal moet inverteren. Er zit 1 Mosfet gelijk op IC-driver.

[Voor 4% gewijzigd door johan2009 op 28-02-2021 17:07]

[Tom-Z]

Ik snap niet zo goed waarom je zowel een 10k pull-down als een 2k pull-up weerstand hebt. Je moet kiezen om ofwel een pull-up te hebben ofwel een pull-down, het is niet zinvol om beiden te doen. Die 10k is nergens goed voor en kan weg.

TLC59208F is open drain. De output gaat naar 0V als je hem "aan" zet (daarom is het dus inverterend; de bedoelde toepassing is dat je hem gebruikt als low-side switch, net zoals je de MOSFET nu gebruikt). Als je hem uit zet is de output floating, d.w.z. met niks verbonden. In dat geval trekt de 2k pull-up de gate van de MOSFET omhoog (naar ongeveer 80% van VCC omdat je ook nog die 10k pull-down hebt); de LED-strip is dus aan. In het andere geval (met de output van de TLC59208F aan en de LED strip dus "uit") gaat de output van de TLC naar 0V. In dat geval komt er ongeveer 12% van VCC op de gate van de MOSFET te staan omdat de 2k pull-up hem nog steeds omhoog trekt en de 300 Ohm weerstand hem omlaag trekt. Bij een VCC van 12V is dat dus 1.5V op de gate. Dat is kennelijk nét boven de threshold voltage van de MOSFET en dus gaat je LED strip zwak branden. Om zeker te weten dan de MOSFET uit is moet het gate voltage <1V zijn.

Die 2k weerstand moet dus hoger en/of de 300 Ohm weerstand lager. Die laatste optie is (zeker icm. de gewenste hoge PWM-frequentie) waarschijnlijk beter want als je de 2k hoger gaat maken zit de MOSFET langer in de lineaire regio en wordt hij warmer.

[Voor 4% gewijzigd door Tom-Z op 28-02-2021 17:51]

[septillion]

Omdat je open drain hebt en dus wilt sources door een pull up is het makkelijkste als je gewoon de pull down weg laat. Maar 100% uit ga je niet krijgen, de TLC59208F heeft een maximale duty cycle van 99,6%. Daar jij de boel invert heb je dus niet 0% maar 0,4% bij uit.

Maar waarom eigenlijk naar de TLC59208F over ipv de PCA9685? Alleen voor de frequentie? Want dan zou ik toch nog eens terug kijken. Zowel een mosfet als een led schakelen zonder geluid dus ik weet niet waar je geluid vandaan komt.

[johan2009]

Tom-Z schreef op zondag 28 februari 2021 @ 17:49:
Ik snap niet zo goed waarom je zowel een 10k pull-down als een 2k pull-up weerstand hebt. Je moet kiezen om ofwel een pull-up te hebben ofwel een pull-down, het is niet zinvol om beiden te doen. Die 10k is nergens goed voor en kan weg....

Ik wist dat ik sowieso een pull-up nodig had. Het was me niet duidelijk dat ON-state naar GND betekende. Dat verklaart idd inverted. Ik heb even rustig meegerekend wat je aangeeft. Kijk hier leer ik van. Top!

Vgs is volgens datasheet min 1V max 2V. 1.5V is aan. Dus moet het onder 1V zoals je aangeeft. Als ik jou nu goed begrijp (gelijk ff toetsen), kan ik de Pull-up naar 100R verlagen en staat er bij TLC On-state nog 0,57V ((100/2100) * 12V) op de Gate en is deze dus uit. Sink-current Out TLC mag max. 50mA. 12/2100 = 5,8mA dus veilig. Right?

[johan2009]

septillion schreef op zondag 28 februari 2021 @ 18:17:
Omdat je open drain hebt en dus wilt sources door een pull up is het makkelijkste als je gewoon de pull down weg laat. Maar 100% uit ga je niet krijgen, de TLC59208F heeft een maximale duty cycle van 99,6%. Daar jij de boel invert heb je dus niet 0% maar 0,4% bij uit.

Maar waarom eigenlijk naar de TLC59208F over ipv de PCA9685? Alleen voor de frequentie? Want dan zou ik toch nog eens terug kijken. Zowel een mosfet als een led schakelen zonder geluid dus ik weet niet waar je geluid vandaan komt.

De LED's gaan een zoemend geluid maken. Na wat Googlen werd mij duidelijk waarom dat gebeurd. PWM is in gehoorsband. Het vreemde is dat de PCA9685 op de ene site voor Servo's wordt aangeprezen. Op andere website lees ook over LED-aansturing prima kan. Die 12-bits resolutie zijn silky smooth transities.

Max. 1546Hz hoor je zoemen van LED's zodoende TLC59208F. De PCA9685 heb ik nu op 150Hz draaien. Minst irritant. Maar ik hoor het nog steeds als het stiller is.

Ook heb ik het broertje van 9685 binnen de PCA9635. Deze werkt ook op een hogere PWM frequentie. Hier zal ik mee moeten gaan hobbyen om deze Arduino Library in ESPHome aan de praat te krijgen. Dan ga ik kijken waar ik blijer mee ben.

[Voor 4% gewijzigd door johan2009 op 28-02-2021 19:46]

[septillion]

De PCA9685 was vooral gemaakt voor led. Later pas bedacht iemand dat de resolutie en de frequentie range van dat ding prima past bij wat een servo wilt. Met dank aan Adafruit dat er ook Arduino libraries zijn en zodoende wordt het met regelmaat als Servo controller aangeprezen.

Maar ik zou toch eens naar je ledjes kijken. Wat zijn dat voor dingen? En weet je zeker dat er niet extra elektronica in zit? Van zichzelf maakt een ledjes namelijk geen geluid, niets, nada, noppes. Dus aansturen in de hoorbare range is dan ook geen probleem. 99% van de commercieel verkrijgbare ledlampen zal het gewoon met PWM <20kHz doen.

johan2009 schreef op zondag 28 februari 2021 @ 19:31:
Vgs is volgens datasheet min 1V max 2V.

V_GS,th

1.5V is aan. Dus moet het onder 1V zoals je aangeeft. Als ik jou nu goed begrijp (gelijk ff toetsen), kan ik de Pull-up naar 100R verlagen en staat er bij TLC On-state nog 0,57V ((100/2100) * 12V) op de Gate en is deze dus uit. Sink-current Out TLC mag max. 50mA. 12/2100 = 5,8mA dus veilig. Right?

Zo simpel is het niet, immers zit die hele weerstand naar de TLC om de stroom te beperken wanneer je de gate capaciteit leeg wilt trekken. Nu is 100Ω waarschijnlijk nog prima daarvoor (ik ben vaak nauty en gebruik geen ).

En je blijft dus 0,4% houden bij "uit" en dit ga je bij led zien.

[roches]

Snap niet waarom je dit zelf wilt fabrieken, koop een H801 led controller en programmeer die opnieuw.
In de H801 zit nl. gewoon een ESP8266 en die kun je gewoon via een header (zelf solderen) programmeren.
Werkt op 500Hz en heeft 1024 stapjes voor de pwm.
Werkt van 12V tot 24V....

Ik gebruik ze zelf ook icm Domoticz.

<edit> Hier kun je alles over die controller vinden:
https://tinkerman.cat/pos...-h801-led-wifi-controller

[Voor 16% gewijzigd door roches op 28-02-2021 20:07]

[Tom-Z]

johan2009 schreef op zondag 28 februari 2021 @ 19:31:
[...]

Vgs is volgens datasheet min 1V max 2V. 1.5V is aan. Dus moet het onder 1V zoals je aangeeft. Als ik jou nu goed begrijp (gelijk ff toetsen), kan ik de Pull-up naar 100R verlagen en staat er bij TLC On-state nog 0,57V ((100/2100) * 12V) op de Gate en is deze dus uit. Sink-current Out TLC mag max. 50mA. 12/2100 = 5,8mA dus veilig. Right?

Je berekening klopt maar de terminologie niet "Pull-up" is de 2k weerstand. De 100/300 Ohm weerstand is een "gate resistor".

Die 5,8mA klopt. Er is alleen een kleine caveat: de gate van de MOSFET is in feite een kleine condensator waardoor de TLC bij het schakelen een piekstroom van 12/100=120mA te verwerken krijgt. Ik verwacht dat dit probleemloos goed zal gaan maar je kan het theoretisch gezien niet helemaal garanderen. In theorie zou je de weerstand niet lager mogen kiezen dan 240 Ohm.

@septillion merkt terecht op dat je de LEDs met deze opstelling nooit helemaal uit zal krijgen omdat de TLC altijd minimaal 0.4% "uit" staat. Dat lijkt me eerlijk gezegd een betere verklaring dan mijn verhaal over de gate threshold voltage (wat op zich wel theoretisch een kloppend verhaal is en iets waarbij je met de keuzes van de weerstanden rekening mee moet houden, maar op de foto branden de LEDs wel heel sterk dus ik denk dat dat eerder die 0.4% is dan de lekstroom door een iets te hoge gate voltage).

[johan2009]

Ook al heb ik ooit eens electrotechniek en digitale techniek gehad. Er is weinig van blijven hangen. Mijn gebrek aan kennis zie je hier het resultaat van. Waarom zelf knutselen?! Omdat dat dit leuk en leerzaam is. Moet wat he in Corona-tijd. Anders krijgt Rutte er nog een onghoorzame burger bij. Hij zal het vast prima vinden dat ik in China componenten koop. LED's zijn dan ook van Aliexpress.

Wat betreft geluid. Ik hoor, volgens mij, 's avonds de koelkast van beneden buren, hoor hoge toon een "duiven-verjaag-device", hoorde tijd geleden zelf externe harddisk die op zolder op de vloer stond te draaien. Denk ik hekel aan gezoem. Dit is dan het zekere voor het onzekere nemen.

In de datascheet van TLC staat het volgende;

3 Description
The TLC59208F is an I2C bus controlled 8-bit LED driver optimized for red/green/blue/amber (RGBA) color mixing applications. Each LED output has its own 8-bit resolution (256 steps) fixed frequency individual PWM controller that operates at 97 kHz with a duty cycle that is adjustable from 0% to 99.6% to allow the LED to be set to a specific brightness value.

Ik lees dat niet volledige brightness kan bereiken. omdat inverted is 99,6% aan 0,4% aan blijven? Die opmerkingen over optimized voor R/G/B en Amber snap ik niet. Ik denk PWM is toch PWM, maakt het uit welke kleur je erop hangt. Het zal RGBWW worden.

EDIT: Nu 270R Gate-resistor en 4K7 Pull-up. Draait prima! Ik zie niet dat de LED's 0,4% aan blijven.

[Voor 9% gewijzigd door johan2009 op 28-02-2021 21:56]

[Tom-Z]

johan2009 schreef op zondag 28 februari 2021 @ 21:00:
EDIT: Nu 270R Gate-resistor en 4K7 Pull-up. Draait prima! Ik zie niet dat de LED's 0,4% aan blijven.

De PWM-frequentie is 97kHz. 0.4% van 1 periode is dan 41 ns. De gate van de MOSFET is een soort condensator; laten we heel ruw schatten dat de capaciteit ongeveer 2 nF is. De gate wordt opgeladen door de 4k7 weerstand, de RC-constante is dan 9.4 us. Dat is veel langer dan de 41 ns dus dat verklaart mogelijk waarom je niets ziet van de 0.4%.

Het is wel zorgelijk want een hele PWM-periode is maar 10 us, ongeveer even lang als de RC-constante. Dat betekent dat de strip mogelijk lang in de lineaire regio zit.

Wordt de MOSFET niet erg heet als je op 50% helderheid een lange strip aanstuurt?

[johan2009]

Tom-Z schreef op zondag 28 februari 2021 @ 23:13:
[...]

De PWM-frequentie is 97kHz. 0.4% van 1 periode is dan 41 ns. De gate van de MOSFET is een soort condensator; laten we heel ruw schatten dat de capaciteit ongeveer 2 nF is. De gate wordt opgeladen door de 4k7 weerstand, de RC-constante is dan 9.4 us. Dat is veel langer dan de 41 ns dus dat verklaart mogelijk waarom je niets ziet van de 0.4%.

Het is wel zorgelijk want een hele PWM-periode is maar 10 us, ongeveer even lang als de RC-constante. Dat betekent dat de strip mogelijk lang in de lineaire regio zit.

Wordt de MOSFET niet erg heet als je op 50% helderheid een lange strip aanstuurt?

@Tom-Z Ik heb gisteren 1 meter strip 1.5uur aangehad op rond 50%. Mosfets 19.5 graden. Ik kan 9 meter erop zetten. Het is dan wel via een breadboard. Jouw berekening zal ik eens rustig met leermeester Google narekenen om het te begrijpen.

EDIT: Heb je links waar in Jip-en-Janneke-taal RC-constante, 'zorgelijk', lineaire regio kan vinden. Ik snap er weinig van.

Wat wel vaag is, dat is dan denk ik ook 0,4% aanblijven, is dat wanneer ik strip via Home Assistant uitschakel en ik raak een LED aan, dan gaan de omringende LED's oplichten. Lijkt wel magie. Ik denk er toch sterk aan om er weer een NPN-tranistor tussen te zetten die inverteert. 99,6% aan vind ik prima.

[Voor 4% gewijzigd door johan2009 op 01-03-2021 10:46]

[johan2009]

Kheb er 1 uur 5 meter RGBWW-strip op gehad. 50% brightness, Mosfets zo'n 3 graden boven kamertemp. Wat wel interessant is dat brightness naar 20% nagenoeg uit is.

[septillion]

johan2009 schreef op zondag 28 februari 2021 @ 21:00:
Wat betreft geluid. Ik hoor, volgens mij, 's avonds de koelkast van beneden buren, hoor hoge toon een "duiven-verjaag-device", hoorde tijd geleden zelf externe harddisk die op zolder op de vloer stond te draaien. Denk ik hekel aan gezoem. Dit is dan het zekere voor het onzekere nemen.

Ook ik hoor dat nog prima. Laatste keer spelen met een functiegenerator hoorde ik nog tot 19-20kHz. Maar normale ledjes zijn simpelweg niet akoestisch. Dus of je er nu 25Hz, 100Hz, 1kHz of 1MHz op zet, je zou ze niet moeten horen. Eerste ziet iedereen, tweede veel mensen nog wel, derde kan je nog zien bij snelle beweging.

Overigens ga je 9m strip nooit fatsoenlijk door een breadboard kunnen voeden. Grote kans dat je gewoon al enorme spanningsval hebt en daardoor niet zo veel stroom meer hebt dan je denkt. Ik las ook niets over gamma correctie ofzo, dus onder 20% uit kan eigenlijk alleen maar betekenen dat je dan de mosfet al niet meer aan krijgt ofwel dat hij altijd 20% van de tijd nodig heeft om aan te gaan... Dus doe eens een testje en meet de stroom via je schakeling op 100% en van een losse strip direct aan de voeding, denk dat er een aardig verschil is

[johan2009]

condensatoren op led-strip? https://www.analog.com/en...ith-pwm-led-dimming.html#

Wellicht komt het dat zo'n 9 meter LED-strip op aluminium profielen op houten platen zijn gemonteerd, een zwevende muur, wellicht als een klankkast gaan werken. Ik hoor echt een zoemend geluid. Zachtjes maar aanwezig. Die TLC met z'n 96,7Khz PWM brengt weer andere uitdagingen met zich mee ben ik al achter.

Als ik allemaal zo goed mogelijk probeer te begrijpen zit de crux in dat de Gate sneller met opladen en ontladen. Bij alle termen en formules begint het mij te duizelen.

[johan2009]

Tom-Z schreef op zondag 28 februari 2021 @ 23:13:
[...]

De PWM-frequentie is 97kHz. 0.4% van 1 periode is dan 41 ns. De gate van de MOSFET is een soort condensator; laten we heel ruw schatten dat de capaciteit ongeveer 2 nF is. De gate wordt opgeladen door de 4k7 weerstand, de RC-constante is dan 9.4 us. Dat is veel langer dan de 41 ns dus dat verklaart mogelijk waarom je niets ziet van de 0.4%.

Het is wel zorgelijk want een hele PWM-periode is maar 10 us, ongeveer even lang als de RC-constante. Dat betekent dat de strip mogelijk lang in de lineaire regio zit.

Wordt de MOSFET niet erg heet als je op 50% helderheid een lange strip aanstuurt?

Het volgende staat in datasheet. Ciss = 1700pF plaatje erbij (ander plaatje);


Mag ik dan zeggen T= RC = 4700 X 1700 X 10^-12 = 7,99uS

0.5T = 3,995uS/ 4,68V, 1,55mA
1T = 7,99uS/ 7,56V, 0,94mA
5T = 39,95uS/ 11.92V, 0,018mA

En verloop van charging loopt zo;



Als je dus gaat kijken wat voltage op Gate is na 40nS (oftewel 0,4% aan wegens inverted) dan zal spanning over Gate daarmate laag zijn dat deze nooit Vgs(th) gaat halen. Terwijl er grote stroom loopt. Kan ik het dan ook zo zien dat ergens lagere duty cycle er flink wat stroom loopt en Charge en Discharge fase, nog geknepen door Gat- en Pull-up resistors, terwijl de LED's gewoonweg niets doen. Mag ik daarom aannemen je vraag over of die Mosfets erg heet worden?

Maar goed met m'n beperkte electro verstand lijkt mij deze gehele schakeling kansloos omdat je een schakeling moet hebben die bij lage duty cycle ook z'n werk kan doen. Iets dat in 40nS kan chargen en dischargen. klopt deze beredenering? Of ik zou Gate resistor weg moeten halen en Pull-up factor 100 verlagen. Is dat efficient qua stromverbruik?

[SuperKris]

Ik heb hier geen ervaring mee, maar 100khz klinkt wel als een erg hoge frequentie voor het dimmen van een LED strip. Geen idee wat gangbaar is, maar ik zou het eerder in de enkele honderden hz of een paar khz zoeken.

Zoals je er zelf al achter komt zijn er goede redenen om de PWM niet al te hoog te willen maken. Afhankelijk van de gebruikte FET's en de stroom moet je er ook rekening mee houden dat je de FETs moet gaan koelen. Het schakelen van bijvoorbeeld 0 naar 12V gaat heel erg snel, maar niet oneindig snel. Als je hier heel ver op inzoomt zie je dat de deze transitie geleidelijk verloopt. In gedurende deze tijd heb je dus een spanning tussen de drain en source staan terwijl er ook stroom loopt. De FET gaat dan warmte dissiperen. Overigens geen idee of je dit bij jou al een rol gaat spelen hoor, maar dit effect bestaat dus naast de gate charge.

Om de gate toch goed op hoge frequenties te kunnen schakelen bestaan er zogenaamde mosfet drivers. Greatscott op youtube heeft dit een tijdje terug mooi uitgelegd in een video: YouTube: Here is why MOSFET drivers are sometimes essential! || MOSFET Driver...

Maar ik zou dus lekker op een lagere frequentie gaan zitten. Als je geluid hoort komt dit waarschijnlijk niet specifiek door de LED's zelf.

[septillion]

johan2009 schreef op dinsdag 2 maart 2021 @ 22:30:
Wellicht komt het dat zo'n 9 meter LED-strip op aluminium profielen op houten platen zijn gemonteerd, een zwevende muur, wellicht als een klankkast gaan werken. Ik hoor echt een zoemend geluid. Zachtjes maar aanwezig.

Zelf dus echt nog nooit een strip gehoord. Als je een strip met condensatoren hebt zou het meer kunnen maar die heb ik ook nog nooit gezien. Ik heb hier bijvoorbeeld ook 5m verlaagd/vals plafond in de gang met aan beide kanten strip.

Weet je zeker dat je de strip hoort en niet bijvoorbeeld de voeding die reageert op de PWM last? Ik heb namelijk wel één strip met een irritante Meanwell voeding (zowel eens van Conrad en niet een China ding) maar die gaat dus juist meefluiten

[johan2009]

septillion schreef op woensdag 3 maart 2021 @ 19:58:
[...]

Zelf dus echt nog nooit een strip gehoord. Als je een strip met condensatoren hebt zou het meer kunnen maar die heb ik ook nog nooit gezien. Ik heb hier bijvoorbeeld ook 5m verlaagd/vals plafond in de gang met aan beide kanten strip.

Weet je zeker dat je de strip hoort en niet bijvoorbeeld de voeding die reageert op de PWM last? Ik heb namelijk wel één strip met een irritante Meanwell voeding (zowel eens van Conrad en niet een China ding) maar die gaat dus juist meefluiten

Tja... het komt uit die hoek. De stepdown buck-convertor op LED-driver schakeling zoemt. Deze heb ik bij wijze van test met hotglue volgespoten. En printplaat van testopstelling op isolatiemateriaal gelegd. Scheelt al weer wat.

[johan2009]

Een paragraaf over Audio Noise LED's;

Some Suggestions to Avoid or Minimize Audio Noise for LED Driver Applications
2.1 Background
All electronic products have specifications regarding audible noises. As portable electronic products
become more and more prevalent, the noise specifications for their backlight modules are even stricter.
The audible noises usually arise when the LED drivers operate in PWM dimming mode. The noises mainly
result from the resonance, and are caused by the output capacitance (MLCC) and the output current
switch. In PWM dimming, the PWM LED current switches between heavy and zero loads. The abrupt load
changes increase the ripples of the output voltage. Such ripples are audible to human ears.
2.2 Suggestions
Here are some suggestions for avoiding or minimizing audio noise for LED driver applications.
• Increase output capacitance values to reduce the output ripples: This method is simple and
straightforward, but the drawback is the increase in cost.
• Change the PWM dimming frequency to avoid the audible frequency range, which is about 20 kHz.
However, the drawback is that the dimming linearity is compromised.
• Mixed Mode: At lower PWM duty ratios, just switch to Analog Dimming mode to reduce audible noises.
• Phase Shift PWM Mode: In multi-CH driver ICs, Phase Shift PWM Mode allows delaying the time when
each LED driver is active. When the LED drivers are not activated simultaneously, the peak load
current from the boost output is greatly decreased. This reduces the ripple seen on the boost output
and allows smaller output capacitors. Reduced ripple also reduces the output ceramic capacitor
audible ringing.
• Use larger OVP resistors: When the PWM is off, larger OVP resistors lower the load and the outp

Bron Texas Instruments