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未解决

PFC MOSFET+二极管 over

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milestone
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LV8
副总工程师
  • 2017-6-27 21:46:01
10问答币
前两天接到客户的电话,说我司3个月前提供的一套1KW直流电源样机出现了问题,客户说正准备使用但是一上电发现了跳闸现象,样机寄回来一查看,PFC的MOSFET蹦管了,DS之间短路在一起,(与之反并联的TVS则没问题),二极管也崩了,PN结短接,客户说这三个月里面每隔一天使用一次(和另外一个厂家的样机轮换使用),每次5小时左右,输入电源为220VAC。
电源基本情况如下:
输入90~264VAC,输出48V20A,PFC+半桥LLC架构,PFC用的英飞凌ICE1PCS01单周期控制芯片,频率55KHZ,输出385VDC,LLC用的谐振频率125KHZ。客户要求保证在输入110VAC下能输出800W,故PFC的MOSFET用到了较新的IXYS X2系列管子,其主要特性为Rdson相对较低(0.069欧姆),反向恢复时间较快(180ns),MOSFET反并联了一个TVS管进行保护,TVS管型号为1.5KW440CA,其Vrwm为376V,Vbr为418~462V,Vc为602V,Ipp为2.5A。
样机出厂之前做了比较严格的测试:客户所需要的各类电气特性指标、打耐压、48小时老化、高低温等,当然EMC暂时没做。请大家帮忙分析一下发生这种穿管的最大可能性会是什么?电压尖峰击穿?还是瞬间冲击电流导致的磁芯饱和?但是为什么是用了三个月才发生?压力好大。
PS:PFC部分的驱动波形算比较理想,以及管子的DS电压波形都有测试过的,DS电压波形前沿有那么一点点尖刺,峰值大概550V,时间是ns级别,总体上无明显的电压振铃,输入电压电流跟随性比较理想,220VAC下功率因数0.99,THD 7.8%。







收藏收藏2
aa20897
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LV7
实习版主
  • 2017-6-27 23:40:15
 
1.问一下,为啥600V的MOS管并一个440V的TVS?
2.三个月没两天用一次也就是45次开关机,试一下开关机会不会复现问题,监测一下MOS的电流电压波形;
3.输出短路是怎么保护的?下面的那个电阻能保护到吗?
4.输出短路开关机试一下,监测一下MOS的电流电压波形;
aa20897
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LV7
实习版主
  • 2017-6-27 23:41:05
 
1.问一下,为啥600V的MOS管并一个440V的TVS?
2.三个月没两天用一次也就是45次开关机,试一下开关机一晚上会不会复现问题,监测一下MOS的电流电压波形;
3.输出短路是怎么保护的?下面的那个电阻能保护到吗?
4.输出短路开关机试一下,监测一下MOS的电流电压波形;
milestone
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LV8
副总工程师
  • 2017-6-28 12:51:55
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1.这个TVS是厂家的FAE推荐的,我当时看到这个Vrwm才376V,也纳闷了一下,说会不会偏小了,但是FAE
说够用了,这个TVS可以承受的峰值功率大概1500W左右。
2.PFC输入的电流波形倒是有监测过,MOS的DS两端电压也监测过,至于高频率重复性的开关机说真的就没试过了。
3.这个PFC是不带短路保护的,个人觉得若PFC功率级真的发生短路,估计即使有短路保护也是白搭,很难保护MOS.
一般情况下PFC发生短路的概率和中***差不多吧,个人更关心的后端DCDC变换器的短路保护,后端搞好了,即使
输出发生短路,也不会对PFC带来影响。
4.由于不带短路保护,这个就没法试了。

YTDFWANGWEI
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  • 2017-6-28 08:27:03
 
这种情况,基本可以确定是二极管首先损坏然后造成的MOS管损害,而不是MOS管损坏造成的二极管损坏,所以查找问题的方向应该定位于二极管。
milestone
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LV8
副总工程师
  • 2017-6-28 12:54:56
  • 倒数9
 
王版说的可是这个PFC二极管BYC30W-600P?因为这个先挂导致了崩盘?
我也是很奇怪为什么这个二极管都会挂,供应商推荐的新东西,说如何如何的性价比好,在别的厂家也是大批量使用,说的似模似样,于是就大胆的用上了。
YTDFWANGWEI
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版主
  • 2017-6-28 13:01:01
  • 倒数6
 
是的,因为MOS管先挂的话,二极管是不会出问题的,只有二极管先挂,无论是输出电容的能量,还是输入通过与电感并联二极管的能量,在MOS管开通时刻,都会讲MOS管烧掉。这个基本可以肯定。
qq80644864
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  • 2017-6-28 09:00:29
 
升压为380V左右,然后VDS有550V???这尖峰不算小,考虑下特殊情况下,此尖峰是否会更大?
milestone
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LV8
副总工程师
  • 2017-6-28 12:58:10
  • 倒数8
 
是的,用的是高压探头观察的DS电压波形,前沿有一条非常小的电压尖刺,但是峰值较高,都不知道这个是真实的信号还是假的?
qq80644864
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版主
  • 2017-6-28 14:09:13
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当无法判定真假的时候,都应该把此尖峰当作真实存在的波形来处理,而不是选择避而不见

不知道满载开关机的时候,此尖峰的状态是怎样?会否更高?这个有待确认

另外看到MOS有并了TVS管,这个的作用到底有多少?TVS管没有足够的通流量,限制不了过大的电流冲击

若想保护MOS,应该在桥堆前就把过高的能量限制住。
st.you
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LV10
总工程师
  • 2017-6-28 09:40:06
 
取样电阻的参数看,峰值电流保护点比较高,开关机多次可能运气好就挂了.
milestone
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LV8
副总工程师
  • 2017-6-28 12:59:38
  • 倒数7
 
考虑到这个取样电阻的功耗问题,所以采用了较小的两个电阻并联,确实是峰值保护点基本失效了。
deep_thought
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LV8
副总工程师
  • 2017-6-28 11:35:40
 
C1这么小,这是真的吗???
h8f10
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LV8
副总工程师
  • 2017-6-28 11:54:51
 
电网跌落时是什么情况,有没有测试过? 另外你EMC没做的话,需要重点考虑雷击冲击电流的情况。

milestone
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LV8
副总工程师
  • 2017-6-28 13:01:40
  • 倒数5
 
是呀,前段时间客户还准备让我们去做UL了,那就是准备要货的节奏了,还以为基本有戏了,那知道还来这一出,shit
chuxuezhe
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LV8
副总工程师
  • 2017-6-28 23:41:49
  • 倒数3
 
个人觉得这个TVS不是很合适, Vrwm偏小了,你的PFC输出都380多V,选择的这个TVS Vrwm才376V,那岂不是这个TVS一直处于工作状态?不太对头吧
cuiruifeng
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LV4
初级工程师
  • 2017-6-29 08:03:12
  • 倒数2
 
可以检测电源上电时,流过pfc二极管的瞬间电流,上电瞬间会有一个大电流给pfc电容充电。
bpyanyu
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LV6
高级工程师
最新回复
  • 2017-6-29 09:18:55
  • 倒数1
 
1,我使用COOLMOSFET的时候发现驱动电阻小了容易坏,没用英飞凌的测试过,不知道他们的会不会有这种问题。
2,TVS用于保护的话串联一个电阻是不合适的,本身TVS要反应快才能保护,你现在串联一个电阻后无法快速响应,有问题也保护不了。

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