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我的半桥LLC炸鸡--钳位二极管+MOSFET

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milestone
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副总工程师
  • 2017-3-22 21:36:55
10问答币
      最近的案子,输入220VAC,不带PFC,输出48V/40A,用半桥LLC,谐振频率按照125KHZ计算,芯片最低频率设置为75KHZ,开机高频启动频率350KHZ,实际满载运行时开关频率只有100KHZ左右,拓扑采用了如图V14、V15的原边钳位方式来限制功率最终实现短路保护(钳位的目的是为执行短路保护动作的MCU赢得时间),钳位二极管采用了IXYS DSEI12-10A(VRRM=1000V,If=12A,Ifsm=75A,trr=50ns),之前做半桥1KW的钳位采用的600V/6A的仙童二极管,现在感觉到功率大了这么多,所以采用了这个稍微高一点等级的二极管。
    机器满载运行了4个小时,各个功率器件的温升都比较理想,并测试了原边电压波形以及电流波形,如图,谐振电流有那么一点点小平台,见红色圈圈部分。然后在满载运行情况下试着做一下拉偏,将调压器从220VAC缓慢的下调,期待在187VAC时依然能满功率输出,但是当降压到195VAC时候,钳位二极管便开始起作用钳制功率输出,输出电压48V下跌到46V左右,观察此时谐振电流波形平台处出现了一定的振铃,继续往下调压,还没到187VAC便听到“啪”的一声,不是很大声,心想完了。一看V14都炸得裂开了,再量量MOSFET,挂了一个(具体是哪个忘记了),一下子回到了解放前。
    现在从现象看来是由于输入电压过低,导致谐振电流过大,谐振频率下跌使得谐振腔进入了容性区导致炸管,但是这两个钳位二极管应该能在谐振电流增大的时候能够钳制谐振电容电压不至于过大进入容性区呀,会不会是由于增大的谐振电流较长时间的从这两个二极管流过,二极管过流不足,内部结温飙升所以挂掉,这二极管一挂,没有了钳位机制,谐振腔立即进入容性区导致MOSFET也跟着遭殃???
     请各位高手们指教指教!谢谢!

一.基本原理图:

原理图.JPG

二.波形图:

波形图.JPG


milestone
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LV8
副总工程师
  • 2017-3-23 11:49:52
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请各位指教指教!现在都不敢带载拉偏了
能源消耗
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LV10
总工程师
  • 2017-3-23 15:26:06
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用什么型号MOS管,和整流管,输出整流管好的吗/
milestone
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LV8
副总工程师
  • 2017-3-23 15:46:37
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MOS管是IXYS最近力推的X2超结系列,IXFH60N65X2,输出整流管是NXP的,还可以,之前也观察过副边电压波形,基本没有什么振铃,副边ZCS情况良好。
也是第一次碰到钳位二极管都挂掉的情况!我觉得应该是输入电压过低的时候,谐振电流过大,导致钳位二极管过流不足挂了,二极管一挂,失去了钳位作用,原边ZCS发生,MOS也跟着挂掉。但是我有些奇怪,之前在1KW的机器里面也是这种钳位方式,用的是8A/600V的管子,trr也差不多,随便怎么满载拉偏,低压时候最多就是输出功率不足电压下跌而已,二极管还是死死的钳住,也不会导致蹦管呀!莫非里面还有什么玄机?请教请教!
huhan0609
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副总工程师
  • 2017-3-23 19:32:33
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应该是箝位二极管过流失效导致,以前仿真过,一旦进入2区箝位二极管电流应力较大。
milestone
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副总工程师
  • 2017-3-23 15:48:30
  • 倒数7
 
输出整流管完好无损!
能源消耗
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总工程师
  • 2017-3-24 11:29:31
  • 倒数4
 
总感觉这样的钳位不平衡。电路接法不一样。这MOS管做2KW应该没有问题。
milestone
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副总工程师
  • 2017-3-24 15:57:42
  • 倒数3
 
为什么说钳位不平衡?
bake_ql
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LV8
副总工程师
  • 2017-3-23 21:48:40
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你的拓扑有些奇怪,与我看到的有点不同;

将谐振电容分成两个串起来,一端接地一端接正中间接电容;
yahoo816
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高级工程师
  • 2017-4-6 10:46:57
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我们也是这种接法,叫做对称半桥
yuyan
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副总工程师
最新回复
  • 2017-4-12 13:47:37
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