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通过测量找出MOS管发热的关键原因

发布日期:2019-11-25 浏览:871
                                                                                合芯半导体通过测量找出MOS管发热的关键原因

我们先将MOS管(MOSFET)的降低发热的要点列在这里,设计人员着重注意下。
一、驱动频率过高。二、G极驱动电压不够。三、通过漏极和源极的Id电流太高。四、选择合适的内阻参数。五、散热的合理布置。

最近,在进行测试一款小功率开关电源的时候,发现MOS管发热严重,为了解决MOS管发热问题,要准确判断是否是以上五种原因造成,更重要的是进行正确的测试,才能发现问题所在。
在进行开关电源测试中,除了用万用表测量控制电路其他器件的引脚电压,比较重要的是用示波器测量MOS管的电压波形。当判断开关电源是否工作正常,测试什么地方才能反映出电源的工作状态,变压器原边和次级以及输出反馈是否合理,开关MOSFET是否工作正常,PWM控制器输出端是否正常,包括脉冲的幅度和占空比是否正常,等等。
测试点的合理选择非常重要,正确选择既安全可靠测量,又能反映故障的原因所在,迅速查找出原因。
分析这款电源MOS管发热的原因,首先要分析的是:
驱动频率过高。G极驱动电压不够。通过漏极和源极的Id电流太高。
因此测试重点放在MOSFET上,准确测试它的工作状况。选择测试点如图:
深聊MOS一.jpg
Q1为功率MOS管,A点为漏极,B点为源极,R为电流取样电阻,C点为接地端。把双踪示波器的两个探头分别接到A和B点,两个探头接地端同时卡住电阻R的接地端C处。

MOS管漏极测试A点波形
二.jpg
而从B点的波形可以看出,MOS管的源极电压波形,这个波形是取样电阻R上的电压波形,能够反映出漏极电流极其导通和截止时间等信息,如下图分析:
可以看出,每个周期中,开关MOS管导通时,漏极电流从起始到峰值电流的过程。

取样电阻R的B测试点电压波形
三.jpg
A和B点,这就是两个关键的测试点,基本上反映了开关电源的工作状态和故障所在,导通的时候的尖峰电压和尖峰电流非常大,如果能够将导通的尖峰电压和尖峰电流消除,那么损耗能降一大半,MOS发热的问题就能解决。这也是发现MOSFET工作正常与否的最直接反映。
通过测试结果分析后,我们改变栅极驱动电阻阻值,选择合适的频率,给MOS管完全导通创造条件,MOS工作后有效的降低了尖峰电压,又选择了内阻更小的MOS管,使在开关过程中管子本身的压降降低。同时合理选择的散热器。经过这样处理后,重新实验,让整个电源正常工作后,加大负载到满负荷工作,MOS管发热始终没有超过50°,应该是比较理想。
在用示波器测试过程中,要特别注意这两个测试点的波形,在逐步升高输入电压的时候,如果发现峰值电压或者峰值电流超过设计范围,并注意MOS管发热情况,如果异常,应该立刻关闭电源,查找原因所在,防止MOS管损坏。

合芯半导体开关电源产品使用的MOSFET型号为:2N65,4N65,7N65(以上三种用TO-220F,TO-220,TO-252三种封装外形),10N65,12N65,20N65(主要是TO-220F,TO-220封装),欢迎大家选购。

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