BUCK降压电路，MOS和电感发热严重

2018-7-16 17:26

因为项目需要输出电压动态可调，所以考虑自己输出PWM波+BUCK降压电路来实现调压

电路图如下图，电感L2是12*12的全包围电感，Q3是AO4606 N+P双MOS

现在PWM调整电压没有问题，可是负载超过500mA，MOS就开始发烫，电感也发热（手指无法忍受），两个滤波电容C6，C7也发热（手指可以忍受）

将AO4606的6号脚翘起，接了0.02欧电阻，再接回电路，示波仪检测电阻两端，尖波峰值有1.04V（等效52A），占空比极低

MOS的工作电阻如下图，应该不是工作电流损耗，应该是开关管损耗，可是无从下手，希望路过大佬给与建议~谢谢

TIM截图20180716172518.jpg

2018-7-16 23:48

本帖最后由 tianxj01 于 2018-7-17 00:06 编辑

P mos管做BACK，不需要悬浮驱动，但是你这样是不行的。
上管栅极居然是10K放电，设想一下，P mos管栅极电容为接近1nf，不算等效Qg，你下面N mos关断时候，上面栅极的-12V需要18uS, 才能放电到-2V截止电压。这样的关断速度，做开关电源，你不发烫才是不正常的。
模电基础没学好，得回去补课了。
顺便说一下，驱动的单反相器，能力只有20ma，驱动一个700P电容的方波负载完全不科学，用在这里就是**肋。长期工作损坏的可能很大。不信你可以用示波器测量一下N mos管栅极波形，肯定也是软的不行，而且波形严重失真。

2018-7-17 14:00

tianxj01 发表于 2018-7-16 23:48
P mos管做BACK，不需要悬浮驱动，但是你这样是不行的。
上管栅极居然是10K放电，设想一下，P mos管栅极电 ...

实在是太感谢您了，您说的没错，就是因为关断时间太长导致发热，现在使用500欧的电阻，关断上升时间是2us，发热的情况已经改善非常多，十分感谢您

我还想问您一下，我尝试了100欧的电阻，上升时间能提升到400ns，可以说效果非常好了，可是，这个电阻本身损耗已经达到将近1W，0603热的冒烟，猜想应该Pmos驱动不是这样设计的，所以想问问您，在Pmos驱动电路上有没有别的建议~实在是感谢

2018-7-17 14:43

使用推挽式的电路

2018-7-17 15:06

airwill 发表于 2018-7-17 14:43
使用推挽式的电路

谢谢版主大佬~

2018-7-17 16:07

本帖最后由 tianxj01 于 2018-7-17 16:11 编辑

tanzhi963 发表于 2018-7-17 14:00
实在是太感谢您了，您说的没错，就是因为关断时间太长导致发热，现在使用500欧的电阻，关断上升时间是2us ...

这样就可以了，本来这里Q1不需要用N-MOS管，一个8050就够了，至少驱动可以直接接单片机就OK了。
这里考虑到你芯片用的是N-P互补mos管，才修改成这样的。
为什么加一个8050和4148到2K电阻，就可以既提高了速度并且降低R3功耗，自己自己去分析吧。

2018-7-17 16:37

tianxj01 发表于 2018-7-17 16:07
这样就可以了，本来这里Q1不需要用N-MOS管，一个8050就够了，至少驱动可以直接接单片机就OK了。
这里考虑 ...

真的学到了

单片机给高电平的时候，Q4导通，Q2的栅极通过二极管迅速拉低
单片机给低电平的时候，Q4截止，Q3导通，Q2栅极通过Q3迅速拉高

明白了明白了，谢谢老师~~

2018-7-17 17:08

tanzhi963 发表于 2018-7-17 16:37
真的学到了

单片机给高电平的时候，Q4导通，Q2的栅极通过二极管迅速拉低

但是这样的话开关频率就上不去了吧

2018-7-17 21:41

pleee 发表于 2018-7-17 17:08
但是这样的话开关频率就上不去了吧

您是说，频率的瓶颈是三极管还是二极管导致的？

**@aprilis999** · 2018-7-18 09:01

tanzhi963 发表于 2018-7-17 21:41
您是说，频率的瓶颈是三极管还是二极管导致的？

任何器件都有速度限制，这里4148速度非常快，不需要顾忌，最大的限制是和单片机相连的8050，由于有NPN管子的饱和效应，会产生一定的关闭延迟，这个在线路里面也很容易解决，在R4并联一个几百p电容，就可以做到基本无延迟关闭，至于Q3，只工作在截止和线性区，速度完全不是问题。
这个线路优化好了，做几百KHz PWM驱动完全不是问题，毕竟其开关沿都是在百纳秒档次的。
我也不明白8楼所谓的速度上不去是什么概念。

2018-7-18 11:20

tianxj01 发表于 2018-7-18 09:01
任何器件都有速度限制，这里4148速度非常快，不需要顾忌，最大的限制是和单片机相连的8050，由于有NPN管 ...

我这两天就会画一个板子，就是参考您的建议，实践一下效果如何，到时候再发到这里

2018-7-18 11:25

楼主解决了吗？

2018-7-18 12:27

6688hyc 发表于 2018-7-18 11:25
楼主解决了吗？

解决了，你这边什么问题，我看能不能帮帮你

2018-7-19 08:07

要测量 MOS管 VG VS的波形更好分析 , 我上次是因为调整了输出电感没改所以很热. 10UH 要有那么多

2018-7-20 17:56

tianxj01回答的真好。请楼主上最新修改的原理图谢谢啦

2018-7-20 20:26

楼主的C6的作用是什么啊，有没有遇到过mos管关断延迟很多的情况啊

2018-7-21 17:21

本帖最后由 tanzhi963 于 2018-7-21 17:29 编辑

6688hyc 发表于 2018-7-20 17:56
tianxj01回答的真好。请楼主上最新修改的原理图谢谢啦

现在的原理图还是根据tianxj01给的建议修改的，并没有发出去做，明天才会完工，我先发上来
TIM截图20180721171406.jpg

现在只是上了仿真，效果不错，如下图
TIM截图20180721171642.jpg

老师后来补充的控制脚电阻并联的电容的方案，从仿真的结果来看，影响不大，我还是为这个电容留了焊盘，实际做出板子，看波形决定要不要这个电容

如果需要看仿真的话
网址：http://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html
仿真文件：

circuit-20180721-1728.circuitjs.rar (722 Bytes)

2018-7-21 17:33

linwing 发表于 2018-7-20 20:26
楼主的C6的作用是什么啊，有没有遇到过mos管关断延迟很多的情况啊

C6的作用是为了稳定输入的电压
MOS管关断很慢，不就是我这个帖子问的问题嘛，MOS管有寄生电容，需要快速放掉，不然就会出现管子关不断的情况。

2018-7-22 09:15

tanzhi963 发表于 2018-7-21 17:21
现在的原理图还是根据tianxj01给的建议修改的，并没有发出去做，明天才会完工，我先发上来

加不加那个1n，不会改变波形速度，波形不会变难看，但是不加的话，会导致后面的占空比被展宽，最后导致输出最小占空比受影响。由于是倒相驱动，所以到输出开关管看，其实是最大占空比受影响，如果最大占空比稍微受影响並不敏感，那么完全可以不要这个电容。

2018-7-22 09:22

tanzhi963 发表于 2018-7-21 17:21
现在的原理图还是根据tianxj01给的建议修改的，并没有发出去做，明天才会完工，我先发上来

考虑到你芯片上面还有一个N MOS，更进一步的，为深刻理解和实验，其实你可以用N MOS管来代替D3，单片机另外一路同步的PWM，经过死区延时校正，直接驱动该MOS管，做一个同步整流的BUCK系统，前提是单片机或者驱动芯片能够有另外一路可控的同步PWM输出，注意驱动的相位。
不是单片机驱动的，或者端口硬件不够的，那就免了。

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