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  • 場效應管發熱的原因與解決辦法介紹
    • 發布時間:2024-07-11 15:01:57
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    場效應管發熱的原因與解決辦法介紹
    1、電路設計的問題,就是讓MOS管工作在線性的工作狀態,而不是在開關狀態。這也是導致MOS管發熱的一個原因。如果N-MOS做開關,G級電壓要比電源高幾V,才能完全導通,P-MOS則相反。沒有完全打開而壓降過大造成功率消耗,等效直流阻抗比較大,壓降增大,所以U*I也增大,損耗就意味著發熱。這是設計電路的最忌諱的錯誤;
    2、頻率太高,主要是有時過分追求體積,導致頻率提高,MOS管上的損耗增大了,所以發熱也加大了;
    3、沒有做好足夠的散熱設計,電流太高,MOS管標稱的電流值,一般需要良好的散熱才能達到。所以ID小于最大電流,也可能發熱嚴重,需要足夠的輔助散熱片;
    4、MOS管的選型有誤,對功率判斷有誤,MOS管內阻沒有充分考慮,導致開關阻抗增大。
    如何解決場效應管發熱問題?
    如果發現MOS管發熱很嚴重,為了解決MOS管發熱問題,要準確判斷是否是這些原因造成,最重要的是進行正確的測試,才能發現問題所在。通過這次解決這個MOS發熱問題,發現正確選擇關鍵點的測試,是否和分析的一致,才是解決問題之關鍵。
    在進行開關電源測試中,除了用三用表測量控制電路其他器件的引腳電壓,比較重要的是用示波器測量相關的電壓波形。當判斷開關電源是否工作正常,測試什么地方才能反映出電源的工作狀態,變壓器原邊和次級以及輸出反饋是否合理,開關MOS管是否工作正常,PWM控制器輸出端是否正常,包括脈沖的幅度和占空比是否正常,等等。
    測試點的合理選擇非常重要,正確選擇既安全可靠測量,又能反映故障的原因所在,迅速查找出原因。
    分析這次MOS管故障的原因,根據開關電源以前的所了解的,一般引起MOS管發熱的原因是:
    1:驅動頻率過高。
    2:G極驅動電壓不夠。
    3:通過漏極和源極的Id電流太高。
    因此測試重點放在MOS管上,準確測試它的工作狀況,才是問題的根本。選擇測試點如圖:
    場效應管發熱
    Q1為功率開關MOS管,A點為漏極,B點為源極,R為電流取樣電阻,C點為接地端。把雙蹤示波器的兩個探頭分別接到A和B點,兩個探頭接地端同時卡住電阻R的接地端C處。
    場效應管發熱
    MOS管漏極測試A點波形
    而從B點的波形可以看出,MOS管的源極電壓波形,這個波形是取樣電阻R上的電壓波形,能夠反映出漏極電流極其導通和截止時間等信息,如下圖分析:
    可以看出,每個周期中,開關MOS管導通時,漏極電流從起始到峰值電流的過程。
    場效應管發熱
    取樣電阻R的B測試點電壓波形
    A和B點,這就是兩個關鍵的測試點,基本上反映了開關電源的工作狀態和故障所在,導通的時候的尖峰電壓和尖峰電流非常大,如果能夠將導通的尖峰電壓和尖峰電流消除,那么損耗能降一大半,MOS發熱的問題就能解決。當然也是發現MOS管工作正常與否的最直接反映。
    通過測試結果分析后,改變柵極驅動電阻阻值,選擇合適的頻率,給MOS管完全導通創造條件,MOS工作后有效的降低了尖峰電壓,又選擇了內阻更小的MOS管,使在開關過程中管子本身的壓降降低。同時合理選擇的散熱器。經過這樣處理后,重新實驗,讓整個電源正常工作后,加大負載到滿負荷工作,MOS管發熱始終沒有超過50°,應該是比較理想。
    在用示波器測試過程中,要特別注意這兩個測試點的波形,在逐步升高輸入電壓的時候,如果發現峰值電壓或者峰值電流超過設計范圍,并注意MOS管發熱情況,如果異常,應該立刻關閉電源,查找原因所在,防止MOS管損壞。
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