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未解决

推挽驱动芯片总烧是怎么回事?

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ericjackson05
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LV6
高级工程师
  • 2016-11-29 22:04:10
10问答币
电路图如下:
推挽.jpg
就是这个推挽芯片:2EDN7524F
有时候上电待一会就烧,有时候上电立刻就烧。
我在驱动电阻10欧上反向并联了二极管1N4148,并在MOS管gs两端并联了10k欧电阻,无用,该烧还是烧。
只烧驱动,不烧MOS管。
ericjackson05
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LV6
高级工程师
  • 2016-11-30 11:14:40
 
刚才把snubber电路完全去掉,空载可以不烧驱动,稍微带点载立刻又烧
st.you
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LV10
总工程师
  • 2016-11-30 12:16:33
 
QQ图片20161130121617.png
xkw1cn
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  • 2016-11-30 13:12:22
 
建议换成IR4427或将Vcc降到12V试试。
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-11-30 17:10:49
 
买了IR4427,没用,照样烧
井底蛙
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副总工程师
  • 2016-11-30 14:21:55
 
VDD与GND之间有去耦电容CVDD吗?
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-11-30 14:58:18
 
接了个47UF的电解,没用,照样烧
井底蛙
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LV8
副总工程师
  • 2016-11-30 15:05:33
 
再并联一只104高频电容。电解对高频干扰不起作用的。
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-11-30 17:10:23
 
我之前就是并联的一个10UF的电解和一个100NF的贴片电容
电不死的小强
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LV8
副总工程师
  • 2016-11-30 14:36:04
 
是不是买到假货了,这类片子很耐搞的
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-11-30 14:56:45
 
申请的样片
电不死的小强
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LV8
副总工程师
  • 2016-11-30 15:06:03
 
你在供电和驱动上并稳压管试试,看烧不烧
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-11-30 17:16:13
 
供电采用的是直流稳压电源,好几万块钱,这个不会出问题。
12V的供电,MOS管的Vgs和推挽驱动的供电都是20V以上,我觉得这也不是问题所在
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-11-30 17:53:21
 
到现在为止,总结一下我调试和修改过的项:1、将驱动芯片由2EDN7524F换成了IR4427S;
2、以前电源和地之间并联的一个10UF电解和一个100NF贴片,换成了47UF电解,100NF不变;
3、RCD吸收电路全部去除;
4、死区时间分别试过了500ns,1us和2us,死区时间够大了,因为我的推挽频率是60kHz(周期16.67us);
5、在10欧的驱动电阻上反向并联了1N4148;
6、在MOS管的gs之间并联了10k电阻;
7、MOSFET由IRFB7430换成了IRF3710.
至今烧了快10个驱动了,MOSFET一个也没烧过。
驱动前面接的高速光耦,光耦一点事没有。驱动烧掉的表现是:Vgs波形不正常,大概25ms就有一个窄脉冲!并且恒压电源的输出电流异常的高,1.5A以上,MOS管发热(不算烫)。推挽变压器嘎吱嘎吱响声。
晚上上Vgs的波形图。
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-11-30 19:54:05
 
现在上Vgs的波形
宏观:

scope_2.png

微观:
scope_3.png

井底蛙
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LV8
副总工程师
  • 2016-11-30 20:56:47
 
两个驱动波形怎么是同相的?
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-12-1 13:55:29
 
是的,我也纳闷儿,驱动波形是互补百分之五十带死区
井底蛙
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LV8
副总工程师
  • 2016-12-2 09:17:28
 
这可是个大问题
放电大王
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高级工程师
  • 2016-12-2 10:15:42
 
波形确实奇怪,没遇到过类似问题
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-11-30 20:06:17
 
下面这个是完整的前级的电路图:
dlt.jpg
其中U1就是一个双路高速光耦;
U2是推挽驱动。
蓄电池输出分别是VIN和FGND,VIN为12V,试验阶段用直流恒压源产生。
光耦前级用DSP控制,EPWM2A和EPWM2B为互补60kHz带死区50%占空比方波。
可能不是推挽驱动的问题,刚才测试的实验现象是这样的:
1、推挽驱动拆掉,测光耦输出正常;
2、焊上推挽驱动,光耦前级、光耦后级、推挽波形全部拉变形。变形成了刚才我发的Vgs那种波形。
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-11-30 20:33:10
 
我分析了一下,有可能是推挽变压器偏磁了,初级线圈成为一根导线,导致VIN电压跌落。
而U1和U2都是VIN供电的,VIN一跌落,导致U1和U2工作不正常。
从而导致应该工作在导通区的MOS管,工作在线性区甚至关断区。
而工作在关断区的MOS管,切断了短路的回路,跌落的VIN恢复正常,从而U1、U2又恢复正常。
偏磁->短路->VIN跌落->芯片工作失常->MOS关断->不短路->VIN恢复正常->芯片工作正常->偏磁
周而复始,Vgs的波形就开始了不规则的震荡。
那么解决这个问题的方法就是解决偏磁。
那么问题来了,如何解决偏磁?
felix-zll
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高级工程师
  • 2016-11-30 21:34:51
 
常规方法,加防磁偏电容,网上搜得到。
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-12-1 14:16:29
 
嗯,防磁偏我知道有三种方法。分别是串联电容、加气隙和用电流的控制方法。前两种方法对电路的改动较少且易实现。那么请问您对于加电容方案,加什么材质、多大容量的电容?加在什么位置?
对于磨气隙方案,应该磨多大的气隙?气隙大了漏感大,气隙小了不能防止偏磁。
long609689209
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副总工程师
  • 2016-12-1 09:24:45
 
做个标记,看看楼主有没有解决
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-12-1 20:29:35
 
仍然没有解决,各位大神们提出的解决方案我都试了,什么用都没有
xkw1cn
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  • 2016-12-1 10:23:54
 
波形上看;还是地线搅扰了;导致输入信号自激。建议理下地线单点连接。
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-12-1 13:54:18
 
地线我还特别注意了,就是星型单点接地。
我觉得不是接地问题,这个波形不是正确的,我的驱动波形是50%占空比的方波,但是到Vgs成了窄脉冲了而且不互补
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-12-1 13:59:34
 
今天上午又试了试,我直接把变压器拆了,只留下了光耦、推挽驱动芯片和两个MOS管。上电以后连光耦带推挽芯片都冒烟了。也就是说推挽电路不加变压器,推挽芯片会烧,这种现象正常吗?

xieyuanfu
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高级工程师
  • 2016-12-1 19:16:33
 
你试一下  带电阻 看看  看驱动MOS管的波形正常不
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-12-1 20:28:50
 
我什么都不带都烧,就甭提带电阻了...我觉得不是带什么的问题。
按理来说后面甭管多乱的波形只会影响ds之间,跟驱动波形Vgs有什么关系呢
xieyuanfu
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LV6
高级工程师
  • 2016-12-4 20:45:53
 
没说清楚   我的意思是说  你把那变压器的两节 替换为电阻  大一点的   不可能烧的。
就是像我下图红色圈住的那样 测试一下  驱动正常不, 红色圈住的地方  改电阻  先测试一下 。
保证驱动电路没有问题先

无标题.png
真武阁
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LV8
副总工程师
  • 2016-12-1 19:24:51
 
你不会是把2个使能端悬空了吧MOS不死芯片死,如果是带载死那有可能是布线不好被电压尖峰干掉的(除了vcc,其他端口窜入也是会死的),但是把变压器拿掉也是照样死那就很诡异了。
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-12-1 20:27:10
 
对于2EDN752x这个推挽芯片来讲,使能端是可以悬空的,因为芯片内部有上拉电阻,如图所示: 推挽驱动芯片.jpg

况且我还怕是这个芯片问题,重新换了个芯片:IR4427,跟那个芯片类似,无使能端,如图所示:
推挽2_4427.jpg

关键问题是这俩芯片都烧啊!
st.you
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LV10
总工程师
  • 2016-12-2 11:02:26
 
驱动芯片输出被短路了,可以把芯片拆了,万用表测量一下MOS的GS之间的电阻.
nc965
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  • 2016-12-1 22:02:32
 
建议你先测试一下芯片的失效模式。
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-12-2 10:37:59
 
先讨论一个问题:假设真是推挽变压器偏磁造成的磁饱和。
那么在现在的电路上上我只能做到:
1、加入串联电容;
2、变压器加入气隙。

第一种情况,串联电容我认为应该加两个,分别串在两个MOS管的漏极和变压器磁芯之间。
假设VIN=12V。
那么我的问题来了,不串电容时,上管把变压器线圈驱动至:0V至12V方波;下管把变压器线圈驱动至0V至负12V方波,组合起来就是±12V。
如果加上电容,隔直通交,那么把直流分量去掉了,上管驱动波形不就成了±6V,下管同理也成了±6V。那不就不对了?

第二种情况,加气隙,我认为并不能减小偏磁,因为变压器的安秒积又不会改变。
只是靠增加磁阻减小磁滞回线的斜率,从而使变压器流过更大电流时不饱和。
但是偏磁终究是累加的,经过一段时间以后,终究会达到饱和,只是需要的时间比不加气隙更长而已,从根本上能解决偏磁问题吗?
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-12-2 11:31:33
 
关于磁饱和,我分享一些资料,虽然短小,但是精悍。(1)正、负电压对称、无直流分量的变压器,其磁路不需要气隙。

(2)转换器中,初级与隔离电容串联的变压器磁路中不需要气隙。
(3)反激式转换器的变压器初级绕组电流是储能电流,全部是励磁电流。为了不使磁通饱和,磁路中应加入适当气隙。如果忽略磁心材料所需的励磁安匝数,则可以用式(6-51)计算沿磁力线长度上气隙的总长度lb(mm),即气隙中垫纸的总厚度为:
1.jpg
式中
Ipm——次级绕组电流幅值;
Bm——最大磁通密度(T):初、次级绕组磁动势连续时,Bm>Bw(磁通波形与初级绕组电流相似);初、次级绕组磁动势不连续(或临界)时,Bm=Bw(有气隙时,剩磁可以忽略)。
当磁力线穿过两处气隙时,可以取每处气隙垫纸(非磁性材料)厚度为0.5*lb。
(4)正激式转换器通常无反向磁动势(初级有有源钳位例外),为了减少剩磁,可以加小的气隙。
(5)对于推挽式转换器,为了防止两个开关管的电流不平衡时产生过大的直流偏磁,应加适当的气隙。当采用电流型控制时,电流的不平衡可以得到限制。
以上两种情况,在设置气隙后,如果允许将励磁电流的值增大为初级绕组电流幅值Ipm的20%~30%,则可以用式(6-52)计算气隙的总长度lb(mm)

2.jpg



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nc965
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  • 2016-12-2 12:36:16
 
原来你是来秀肌肉的?
世纪电源网雪花
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超级版主
  • 2016-12-2 13:13:27
 
不是的,李工,是设计真出问题了,卡住了
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-12-2 14:05:15
 
卡住了之后就上网找了很多资料,觉得有用的就贴过来
nc965
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  • 2016-12-4 22:05:32
 
建议你先测试一下芯片的失效模式。哪个PIN烧了?
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-12-6 15:55:43
 
问题基本上是找到了,但不知如何解决,如下:
逆变器的控制器采用DSP,TMS320F28027,控制器需要隔离供电,所以我就搭建了12V转5V再转3.3V的隔离辅助电源。
辅助电源的原理图如下:
辅助电源.jpg

那么实验现象如下:
1、采用上图的辅助电源给DSP供电,驱动波形不正常,时而烧推挽芯片;
2、采用外接适配器给DSP供电,一切正常,没有任何毛病。

那么我猜想,是不是由于辅助电源和推挽供电用的都是VIN,即12V的蓄电池输出,导致互相干扰?
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-12-6 15:58:56
 
我后来在输入端并了一个470uF的电解电容,在空载的时候没问题,前级电流稍微升高之后还是出现工作不正常、烧驱动芯片的现象。
然后我又并联了一个470uF的电容,总共940uF,这回可好,空载就不工作烧芯片。
所以问题的所在应该不是加不加输入电容。
ericjackson05
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  • 2016-12-6 15:59:43
 
大家做逆变器的时候,控制器的隔离供电是用什么实现的呢?
井底蛙
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  • 2016-12-6 16:09:44
 
3.3V的地和驱动的地的分布情况?
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-12-6 17:11:04
 
整个系统有3组电源和地,分别是:
1、控制电源3V3 和 控制地GND;(用于DSP、运放)
2、前级电源VIN 和 前级地FGND;(来自蓄电池,用于前级光耦输出级供电、推挽驱动芯片、推挽变压器的输入)
3、后级电源R12V 和 后级地RGND;(用于后级全桥驱动芯片供电)

其中
控制组 与 前级组光耦隔离;
控制组 与 后级组光耦隔离;
前级组 和 后级组通过推挽变压器隔离。
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-12-6 17:16:51
 
如果您说的是在板子上的分布情况,如下:FGND:

FGND.jpg


GND:
GND.jpg

RGND:
RGND.jpg
井底蛙
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LV8
副总工程师
  • 2016-12-7 08:58:06
 
1. U1的EPWM2A和EPWM2B信号来自于哪个元件?U1的地和这个元件的地之间的距离远吗?远的话,不妨直接拉一根线过去。
2. U1和U2之间的PWM信号线,由于U2高阻,易受干扰,不妨在两个连接线之间各串联一只不大于100欧姆的小电阻,且在U2端对地各接一只不小于10k的电阻。
xkw1cn
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  • 2016-12-6 17:16:15
 
从波形看;烧的原因是输入端有高频信号。过高的驱动频率导致大的驱动电流,最后因电流发热而坏IC。
建议查一下波形前端的高频信号来源;频率多高;幅值多大。
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-12-6 17:20:52
 
高频信号来源只能是我的推挽驱动信号,之前是60kHz,现在改成40kHz,降低频率后无效
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-12-6 17:24:10
 
不过仔细一想,您说的在理,给DSP供电采用TOP224搭建的隔离反激电路,从12V降到5V,而TOP224的工作频率就是100kHz左右。
即使是100kHz也不算高呀
xkw1cn
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  • 2016-12-7 14:53:53
 
建议测下波形。一切以波形为依据。
ericjackson05
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LV6
高级工程师
  • 2016-12-7 18:16:24
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还没等测波形,就烧了
xkw1cn
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版主
  • 2016-12-8 10:36:53
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?用正常或单次触发就可以抓到波形。
楚潇
  • 楚潇
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LV6
高级工程师
  • 2016-12-8 08:20:30
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你好,MOS管没有拆掉试下吗
tq3101955
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LV3
助理工程师
  • 2018-1-8 10:17:17
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问题怎样啊?   每次都是这种,看到后面也不知怎么解决的。。
liguanghui2588
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版主
  • 2018-1-8 11:01:27
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烧了以后,是VDD和地短路了,还是OUT引脚和地短路了
紫色的童年
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LV6
高级工程师
  • 2019-5-17 11:44:46
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如果是OUT引脚和地短路了,是什么原因造成的?
bingxiin8
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本网技师
  • 2019-5-26 18:02:31
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版主的驱动半桥上下管是用一组电源?
erlong2020
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LV6
高级工程师
  • 2022-3-8 14:29:44
  • 倒数3
 
这个问题最后解决了吗,是什么原因导致的,我也是同样的问题,目前没解决
erlong2020
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LV6
高级工程师
  • 2022-3-8 14:32:00
  • 倒数2
 
这个问题最后解决了吗,是什么原因导致的,我也是驱动烧坏,没找到原因
ericjackson05
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LV6
高级工程师
最新回复
  • 2022-3-17 17:16:19
  • 倒数1
 
好几年没做这个了,我回忆了一下,当时应该是没加软启动,导致上电瞬间直接把DSP的电压拉低了,从而DSP没有正常工作,产生的波形不正确。后来加了软启动程序,就解决了
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