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未解决

半桥电源空载启动有时炸MOS管,有时正常。

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邹姜一郎
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副总工程师
  • 2019-11-14 09:22:10
10问答币
各位前辈:
      最近参考TI的LM5035样板做了一个100W的半桥电源,电路原理图和手册推荐电路雷同。
       LM5035.JPG
        生产了50只样机,出现一个怪的现象。有25只电路正常,有25只一空载上电就烧MOS管,大部分是烧次级整流MOS管,也有烧初级MOS管。
        将25只样机更换烧坏的MOS管后,电源正常。
        电源正常后,我测试了样机启动时,MOS管的驱动波形和DS端电压,都是正常的。
        后来产品做高温实验。实验过程中,原先25只好的中有4只MOS管损坏,2只是高温工作一天后损坏,2只是空载上电瞬间损坏。次级整流MOS管坏了3个,初级MOS坏了1个。
        我现在很疑惑。管子买的是正品的,电源稳定时,波形也都是正常的。坏了MOS管后换了新的就行了,但是我找不到原因,不知道到底是哪里的问题?现在心里很没底,说不定哪天样机又炸MOS管。
        还请前辈们指点迷津,我i该如何排查找到原因?还有哪些因素可能导致这种时好时坏的现象?
Thaddeus
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高级工程师
  • 2019-11-14 09:49:09
 
整幾臺樣機做POWERON/OFF測試;抓取炸鷄之前的數據,

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邹姜一郎
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副总工程师
  • 2019-11-14 10:35:59
 
谢谢,主要观测哪些波形?
Thaddeus
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高级工程师
  • 2019-11-16 10:05:00
 
GS有沒有胡來的信號?
你説輕載就炸,滿載上電炸不炸???
看您描述,炸鷄都是出現在上電瞬間吧!!
邹姜一郎
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LV8
副总工程师
  • 2019-11-27 09:28:09
 
是的,大部分是上电瞬间炸。大部分在次级mos管,小部分在初级mos管。大部分是空载上电瞬间炸,小部分满载工作一段时间炸。
邹姜一郎
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LV8
副总工程师
  • 2019-11-14 10:35:24
 
网上有说死区不合理可能导致。我测试了初次级驱动波形。
f8e6cca56f885727e8fe5d6de29561cd.jpg 6bc7bbe90042022b4af0b3c3dc720268.jpg
左图是初级关,次级开,死区时间约10ns。右图是次级关,初级开,死区时间约20ns。
死区时间是不是有点短?



Thaddeus
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高级工程师
  • 2019-11-16 10:02:36
 
這個都是MOS的GS電壓波形麽???
GS兩點之間沒整個電阻,上電瞬間會不會???
邹姜一郎
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副总工程师
  • 2019-11-27 09:25:54
 
是次级同步整流mos管的gs驱动波形,为了提效率,没有串电阻。
邹姜一郎
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副总工程师
  • 2019-12-5 14:06:52
  • 倒数8
 
全图.jpg 您好,上图是空载启动时的波形。黄色是输入电压波形,蓝色是输出电压波形,绿色是输出电流波形,粉红色是次级MOS管上的DS波形。
刚启动时,输入电压会有一个跌落,此时,蓝色的输出电压有一个尖峰,绿色的输出电流会有一个反向的电流尖峰。下图是细节展开图:
细节图.jpg
输出电压尖峰会冲到8V,正常输出电压是5V,绿色的反向电流尖峰约为15A,100us宽度。
我知道这个波形是异常的,但是我不知道这个反向的电流尖峰会不会是打坏次级MOS管的原因。
我用的是vishay的管子,80V耐压,60A通流。但是我在芯片手册上找不到其承受反向电流的数据。
我后来加大了软启动时间,这个尖尖就消失了。



邹姜一郎
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LV8
副总工程师
  • 2019-12-5 14:10:54
  • 倒数5
 
还有那个15A的反向电流尖尖的流通路径是L2-T1次级绕组-Q4Q5Q6Q7的DS寄生电容-输出电容吗?
邹姜一郎
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LV8
副总工程师
  • 2019-12-5 14:13:20
  • 倒数2
 
这个15A反向电流会把MOS管打坏吗?我测试了这批产品,启动时都有这个反向尖峰,但有的MOS会坏,有的不会。
nc965
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版主
  • 2019-11-14 11:10:19
 
你这失效率,绝对不能交货。
邹姜一郎
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LV8
副总工程师
  • 2019-11-27 09:26:20
 
是的,现在不敢交货。
邹姜一郎
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副总工程师
  • 2019-12-5 14:08:21
  • 倒数6
 
您好,上图是空载启动时的波形。黄色是输入电压波形,蓝色是输出电压波形,绿色是输出电流波形,粉红色是次级MOS管上的DS波形。
刚启动时,输入电压会有一个跌落,此时,蓝色的输出电压有一个尖峰,绿色的输出电流会有一个反向的电流尖峰。下图是细节展开图:

输出电压尖峰会冲到8V,正常输出电压是5V,绿色的反向电流尖峰约为15A,100us宽度。
我知道这个波形是异常的,但是我不知道这个反向的电流尖峰会不会是打坏次级MOS管的原因。
我用的是vishay的管子,80V耐压,60A通流。但是我在芯片手册上找不到其承受反向电流的数据。
我后来加大了软启动时间,这个尖尖就消失了。

邹姜一郎
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副总工程师
  • 2019-12-5 14:11:36
  • 倒数4
 
还有那个15A的反向电流尖尖的流通路径是输出电感L2-T1次级绕组-Q4Q5Q6Q7的DS寄生电容-输出电容C8~C14吗?
邹姜一郎
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LV8
副总工程师
  • 2019-12-5 14:12:49
  • 倒数3
 
这个15A反向电流会把MOS管打坏吗?我测试了这批产品,启动时都有这个反向尖峰,但有的MOS会坏,有的不会。
能源消耗
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总工程师
  • 2019-11-14 11:42:18
 
首先要注意,死区时间(稍长点), 软启稍放大点,, 和MOS尖峰。处理完后。
根据次级同步整流管烧坏的多情况,   那就用肖特基代替分开判断,这样就可以判断初级的工作情况,然后同步整流的时间波形与原边对比,再换上MOS管,注意尖峰。




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邹姜一郎
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副总工程师
  • 2019-11-27 09:30:24
 
谢谢,我来试试。
邹姜一郎
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副总工程师
  • 2019-12-5 14:07:38
  • 倒数7
 
您好,上图是空载启动时的波形。黄色是输入电压波形,蓝色是输出电压波形,绿色是输出电流波形,粉红色是次级MOS管上的DS波形。
刚启动时,输入电压会有一个跌落,此时,蓝色的输出电压有一个尖峰,绿色的输出电流会有一个反向的电流尖峰。下图是细节展开图:

输出电压尖峰会冲到8V,正常输出电压是5V,绿色的反向电流尖峰约为15A,100us宽度。
我知道这个波形是异常的,但是我不知道这个反向的电流尖峰会不会是打坏次级MOS管的原因。
我用的是vishay的管子,80V耐压,60A通流。但是我在芯片手册上找不到其承受反向电流的数据。
我后来加大了软启动时间,这个尖尖就消失了。

st.you
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LV10
总工程师
  • 2019-11-14 12:08:50
 
也可能是芯片被干扰了,导致死区出错。分析下PCB,控制芯片6脚的电位,能不能保证处于一个比较稳定的电位。

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qlhuang
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高级工程师
  • 2019-11-15 21:51:14
 
次级整流有点怪, 普通半桥输出应该要加电感吧?
邹姜一郎
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副总工程师
  • 2019-11-27 09:31:45
  • 倒数10
 
次级全波整流,有储能滤波电感L2.
邹姜一郎
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LV8
副总工程师
  • 2019-11-27 09:32:31
  • 倒数9
 
好的,我来看看。
tanhonglin120
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本网技师
最新回复
  • 2021-7-9 22:00:08
  • 倒数1
 
同步整流电路,需要优化,在关机时可能会出现同歩整流管同时导通。
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