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[技术讨论] 双管反激变压器MOS管发热

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tan314474991|  楼主 | 2021-5-16 16:13 | 显示全部楼层 |阅读模式
小弟目前这个双管反激电源是140V-420V输入,48V(0.83A)和15V(0.33A)输出,电流峰值反馈型,1.5:100的电流互感器做电流采样,使用美磁铁镍钼磁芯做反激变换器,外径大概在23mm,设计出来初级175T(1.28mH),48V路73T,15V路23T。目前出现的问题是反激变压器温升很快且很大,室温能到100℃+,其中一个MOS管温升大概在50℃,另一个正常20℃。目前贴出了初级电流的波形,在不同输入电压下。对了 目前测试用的电阻做假负载,满载功率是40W,现在带载约40%。
1621048067(1).png
1621048020(1).jpg
1621047983(1).jpg

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Siderlee| | 2021-5-16 18:48 | 显示全部楼层
测没有测试DS的电压波形?这样才有可能看损耗

从你的电流波形单独看不出什么问题。


怀疑以下:
1,主电路设计PCB不合理
2,吸收电路设计问题
3,变压器的温升主要就是铜损和铁损,你的40%负载温升已经很高,看样子无法满足你满载的需求

另外,如果是靠自然冷却,散热上更是要留有充足的裕量

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tan314474991|  楼主 | 2021-5-16 18:56 | 显示全部楼层
这是其中低端MOS管的Vgs波形
scope_21.png

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tan314474991|  楼主 | 2021-5-16 18:58 | 显示全部楼层
Siderlee 发表于 2021-5-16 18:48
测没有测试DS的电压波形?这样才有可能看损耗

从你的电流波形单独看不出什么问题。

我把低端MOS管的Vgs波形放下面了,我这个拓扑用的双管的反激,初级没有吸收回路,我现在不太确定的是变压器自身选型与绕制参数不合理造成的发热,还是初级器件的某些参数引起的发热

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king5555| | 2021-5-16 20:30 | 显示全部楼层
上臂MOS管出错的机率较高,不是良好的导通,Ron大了,检查驱动回路。

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tan314474991|  楼主 | 2021-5-16 21:42 | 显示全部楼层
king5555 发表于 2021-5-16 20:30
上臂MOS管出错的机率较高,不是良好的导通,Ron大了,检查驱动回路。

上下端用的MOS管都是IRFBC40A,Ron室温是1.2欧姆,结温100是小2欧姆,您说的驱动回路,是MOS管的选型问题还是栅极外接驱动回路的问题

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king5555| | 2021-5-16 21:55 | 显示全部楼层
本帖最后由 king5555 于 2021-5-16 22:02 编辑
tan314474991 发表于 2021-5-16 21:42
上下端用的MOS管都是IRFBC40A,Ron室温是1.2欧姆,结温100是小2欧姆,您说的驱动回路,是MOS管的选型问题 ...


最好电路贴出来,本坛有专家。双管反激中两管同时导通,导通电阻Ron较大的管,必定是发热较高的,因都用N通道的MOS管,而上臂的驱动没有下臂的单纯,因此我认为上臂驱动能力不足。包含驱动器和周边元件,是否合理。
其余由专家去解释。@tianxj01@不亦心

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tan314474991|  楼主 | 2021-5-17 09:07 | 显示全部楼层
king5555 发表于 2021-5-16 21:55
最好电路贴出来,本坛有专家。双管反激中两管同时导通,导通电阻Ron较大的管,必定是发热较高的,因都用N ...

有些原因电路图不能放出来   我把可能需要分析的部分简单画了一下   

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tan314474991|  楼主 | 2021-5-17 09:09 | 显示全部楼层
我把MOS管的栅极驱动画了一下
c21f440e5660fd07e269738d2c1a67e.jpg

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TT1000| | 2021-5-17 13:48 | 显示全部楼层
学习了

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king5555| | 2021-5-17 13:54 | 显示全部楼层
tan314474991 发表于 2021-5-17 09:09
我把MOS管的栅极驱动画了一下

你先确定哪一管发烧厳重。
绿线画掉(短路掉)的若不影响可保留,但阻值越大则驱动能力越差。
蓝色上臂的电容量要够大,否则电容之端电压会不足够以驱动。
Image_423.png

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tan314474991|  楼主 | 2021-5-17 15:07 | 显示全部楼层
king5555 发表于 2021-5-17 13:54
你先确定哪一管发烧厳重。
绿线画掉(短路掉)的若不影响可保留,但阻值越大则驱动能力越差。
蓝色上臂的电 ...

MOS管是高端的在发热,其自举电容是根据栅极驱动器的官方给的算法算的,应该是容值够用

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caojihui521| | 2021-5-17 15:27 | 显示全部楼层
磁芯变换器的比例是怎样的,这种大功率,还是加大散热片,加个大风扇,再看看
开关频率是多少
上面的老师给的,GS 接上电阻也试试
供参考!

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tan314474991|  楼主 | 2021-5-17 17:38 | 显示全部楼层
caojihui521 发表于 2021-5-17 15:27
磁芯变换器的比例是怎样的,这种大功率,还是加大散热片,加个大风扇,再看看
开关频率是多少
上面 ...

频率是95K,48V那一路匝比是2.35,上面有提到,那个在GS之间跨接电阻,是为了减小寄生参数吧,这个阻值是怎么算出来的,这样就等于一个RC滤波了,会增加功耗吧?

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tan314474991|  楼主 | 2021-5-17 17:44 | 显示全部楼层
tan314474991 发表于 2021-5-17 17:38
频率是95K,48V那一路匝比是2.35,上面有提到,那个在GS之间跨接电阻,是为了减小寄生参数吧,这个阻值是 ...

并且目前电路的应用场景,不适合加风扇,散热片都不是太好布置

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123654789| | 2021-5-17 19:20 | 显示全部楼层
为什么不是双管正激呢?

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king5555| | 2021-5-17 21:23 | 显示全部楼层
tan314474991 发表于 2021-5-17 15:07
MOS管是高端的在发热,其自举电容是根据栅极驱动器的官方给的算法算的,应该是容值够用 ...

自举电容放电路径经过两个电阻共20欧姆,应评估是否降低,计算或仿真。
驱动芯片的HO要比LO慢一个短暂时间(ton的几%,驱动芯片也有少许死区时间,自行斟酌)才出现高电平,好让自举电容有时间充电。可用数字三用表测量自举电容端电压(平均值再換算成峰值)。
反正我怀疑上术电阻可能过大,更怀疑是自举电容储电或放电容量不足够。
专家大概没空,最终以专家说法为准。并联47K电阻是防止驱动芯片异常或者其电源比MOS管电源还慢"到位"之时,MOS管会自行导通。通常电阻用10K或以下,这涉及到MOS管的Coss和Ciss,不过还好,现在是双管几乎同时导通,不像全桥丶半桥有直通的短路災害。

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tan314474991|  楼主 | 2021-5-17 21:58 | 显示全部楼层
king5555 发表于 2021-5-17 21:23
自举电容放电路径经过两个电阻共20欧姆,应评估是否降低,计算或仿真。
驱动芯片的HO要比LO慢一个短暂时 ...

大佬  我理解你的意思了  我明天再把自举这块的取值按照官方给的算法核对一下  测一下您说的几点点  看看现象

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tan314474991|  楼主 | 2021-5-17 22:06 | 显示全部楼层
123654789 发表于 2021-5-17 19:20
为什么不是双管正激呢?

反激更适合小功率,双管反激适合在小功率场合下高压转低压

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tan314474991|  楼主 | 2021-5-19 10:23 | 显示全部楼层
king5555 发表于 2021-5-17 21:23
自举电容放电路径经过两个电阻共20欧姆,应评估是否降低,计算或仿真。
驱动芯片的HO要比LO慢一个短暂时 ...

king老师,我把比较完整的电路图发到这里,您看一下

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