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  • MOS管發(fā)熱異常匯總-排查原因優(yōu)化設備運行
    • 發(fā)布時間:2020-05-13 16:22:45
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    MOS管發(fā)熱異常匯總-排查原因優(yōu)化設備運行
    在電路設計的時候常常會發(fā)生MOS管發(fā)熱的情況,而MOS管發(fā)熱說明了它正在錯誤運行。為了避免MOS管發(fā)熱危害到整體設備的運行,所以在再次運行之前需要先排查出MOS管發(fā)熱的原因。MOS管發(fā)熱無非是這幾種情況,本文主要是給大家分享一下MOS管發(fā)熱異常,排查原因來優(yōu)化設備運行。
    MOS管
    (一)電路設計
    讓MOS管工作在線性的工作狀態(tài),而不是在開關狀態(tài)。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(fā)熱。
    MOS管
    (二)工作頻率
    這是在調試過程中比較常見的現(xiàn)象,降頻主要由兩個方面導致。輸入電壓和負載電壓的比例小、系統(tǒng)干擾大。對于前者,注意不要將負載電壓設置的太高,雖然負載電壓高,效率會高點。對于后者,可以嘗試以下幾個方面:
    1、將最小電流設置的再小點
    2、布線干凈點,特別是sense這個關鍵路徑
    3、將電感選擇的小點或者選用閉合磁路的電感
    4、加RC低通濾波吧,這個影響有點不好,C的一致性不好,偏差有點大,不過對于照明來說應該夠了。無論如何降頻沒有好處,只有壞處,所以一定要解決。
    有些時候,MOS管頻率太高,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(fā)熱也加大。
    三、散熱設計
    電路板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(fā)熱嚴重,需要足夠的輔助散熱片。
    MOS管發(fā)熱異??偨Y
    總結一:MOS管發(fā)熱原因小結
    1、電路設計的問題,就是讓MOS管工作在線性的工作狀態(tài),而不是在開關狀態(tài)。這也是導致MOS管發(fā)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(fā)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(fā)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(fā)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。
    總結二:MOS管工作狀態(tài)分析
    MOS管工作狀態(tài)有四種,開通過程、導通狀態(tài)、關斷過程,截止狀態(tài);
    MOS管主要損耗:開關損耗,導通損耗,截止損耗,還有雪崩能量損耗,開關損耗往往大于后者;
    MOS管主要損壞原因:過流(持續(xù)大電流或瞬間超大電流),過壓(D-S,G-S被擊穿),靜電(個人認為可屬于過壓);
    總結三:MOS管工作過程分析
    MOS管工作過程非常復雜,里面變量很多,總之開關慢不容易導致米勒震蕩(介紹米勒電容,米勒效應等,很詳細),但開關損耗會加大,發(fā)熱大;開關的速度快,損耗會減低,但是米勒震蕩很厲害,反而會使損耗增加。驅動電路布線和主回路布線要求很高,最終就是尋找一個平衡點,一般開通過程不超過1us;
    總結四:MOS管的重要參數(shù)及選型
    Qgs:柵極從0V充電到對應電流米勒平臺時總充入電荷,這個時候給Cgs充電(相當于Ciss,輸入電容);
    Qgd:整個米勒平臺的總充電電荷(不一定比Qgs大,僅指米勒平臺);
    Qg:總的充電電荷,包含Qgs,Qgd,以及之外的其它;
    上述三個參數(shù)的單位是nc(納庫),一般為幾nc到幾十nc;
    Rds(on):導通內阻,這個耐壓一定情況下,越小損耗;
    總的選型規(guī)則:Qgs、Qgd、Qg較小,Rds(on)也較小的管。
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