(求助)關於N通道MOSFET燒毀原因

winrar070

這是小弟使用的電路架構，PWM IC為TL494
在燒毀之前經過無數次開機測試，都無異狀
直到整個系統裝箱起來後，才發生MOS燒毀

MOS溫度約35~40度，輸出端直接對電池充電
第一次燒毀，未加1K電阻與ZD
燒毀狀態GDS全導通，但只有一顆MOS掛掉
另一顆卻沒事，輸出電流限制3~6安培
MOS型號:K812   2SK812.pdf (178.34 KB)

2013-7-24 01:15 AM 上傳

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第二次燒毀，有加電阻與ZD
是25V ZD直接導通，MOS沒事
MOS型號:CEP 76139    datasheet.pdf (99.89 KB)

2013-7-24 01:15 AM 上傳

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詳細電路請参考TL494充電電路

antlu

電路我不熟!!但是"異常"也就是 "異於平常"起因在裝箱之後,那麼裝箱和沒裝箱差異?

scottwang

你的電路有許多的疑問點存在.
1. PWM的佔空比(duty cycle 10%?),idea那裡來的?
2. 若PWM的頻率是8.9Khz,那麼duty cycle 10%,就等於脈波的頻率達到89Khz,或者說duty cycle 10%所計算出的是8.9Khz?
3. PWM的輸出,你加4.7K的的目的是什麼?
4. 12V的zener並聯1K的的目的是什麼?
5. 為何裝兩個2SK812?
6. 25V的來源是什麼?
7. Bat的V,I各為多少(12V/7AH?),還有是那類的Bat?
8. 25v,Bat與MOSFET的回路接法?
9. >輸出電流限制3~6安培.
   是3A,6A? (一般Imax只有一個數據而已,沒有模糊的範圍,要嘛3A,或者6A.)

winrar070

antlu 發表於 2013-7-24 01:44 AM static/image/common/back.gif
電路我不熟!!但是"異常"也就是 "異於平常"起因在裝箱之後,那麼裝箱和沒裝箱差異? ...

沒裝箱前是放在平台上測試，裝箱後用銅柱架高在變壓器上面

winrar070

scottwang 發表於 2013-7-24 07:28 AM static/image/common/back.gif
你的電路有許多的疑問點存在.
1. PWM的佔空比(duty cycle 10%?),idea那裡來的?
2. 若PWM的頻率是8.9Khz,那 ...

1.電路預設占空比是TL494的最小值
2.頻率是直接RT*CT而來
3.4K7當"下拉電阻"
4.12V ZD是防止VGS過大損壞MOS，並連1K是當洩放電阻
5.分散MOS工作量
6.25V由18V變壓器橋式整流而來，濾波容量34mF
7.電池為汽車電池45ah，電壓穩定在14V，電流小於3安培
8.變壓器整流濾波直接供應25V
BAT由BAT+接出
MOS與驅動電路安置於PCB上面
9.第一次燒毀時，電流限制在6安培
第二次燒毀時，電流限制在3安培
第二次燒毀之前，電壓值穩定13.5V
電流值小於1安培

ciko.ciko

winrar070 發表於 2013-7-24 10:51 AM static/image/common/back.gif
1.電路預設占空比是TL494的最小值
2.頻率是直接RT*CT而來
3.4K7當"下拉電阻"

V1的12V地線接到K812的S級,是正常的嗎?

winrar070

正常狀態
那組電源是獨立的

maxcar

bat-也獨立嗎
對另外一個你所謂的多數的共通點當穩壓點----------------------------------------------------------------真沒看過這樣設計
電路我也不懂------------------------只是覺奇怪

scottwang

winrar070 發表於 2013-7-24 10:51 AM static/image/common/back.gif
1.電路預設占空比是TL494的最小值
2.頻率是直接RT*CT而來
3.4K7當"下拉電阻"

>4K7當"下拉電阻"

若是當Vgs下拉用的,那已有1K了,還需要這個嗎?

>8.變壓器整流濾波直接供應25V
>BAT由BAT+接出
>MOS與驅動電路安置於PCB上面

這樣看不出迴路接法如何.

V1 12V的實際電壓值是多少? (12V?)

建議大電流的MOSFET,做並聯時每個MOSFET要在S端串聯一個電阻,6A的話可以串0.1Ω/10W,要不然你就再換別的MOSFET選較低Rds在20mΩ以下的,烏骨雞學姐那裡應該還有在賣.

你在#2(http://bbs.pigoo.com/forum.php?m ... 4618&pid=545292)的輸出波形看起來好像有不正常的振盪,要從後面往前推去抓看看.

你是否有測過2SC1815和2SA1015的輸出端之波形?

popcorn

我會依照2樓阿乾師的指引，從散熱方向去改善

winrar070

接地採星型接法
12v電壓有穩壓過，電壓值11.9左右

第二次燒毀時，是25v zd燒掉
有看到銅箔直接變成黑黑的一點
理論上vds應該是等於電源電壓才對
也就是25v，怎麼會燒zd哩

接線圖

電壓回授點與系統接地點是分開的
目的要取的較正確的電池電壓

ysc

大約猜了問題點如下：

1. PWM脈衝用PC817做隔離不太洽當，PC817反應速度很慢，從494送出來的PWM脈衝送到MOSFET已嚴重失真，脈寬比、即時性已大幅偏離，這種地方必須使用高速光耦合，如PC900，也有MOSFET GATE DRIVER專用的光耦合。
建議用示波器觀測經PC817傳遞之後的波型。

2. 充電電源25V，保護MOSFET的ZENER也用25V，當電池為低電位時是有可能在ZENER兩端出現25V，極有可能讓ZENER崩潰，崩潰之後無適當限流導致燒毀。

winrar070

第二點小弟大概也猜到
但當時電池電壓13.5伏特，所以理論上vds應該低於25伏

maxcar

10R兩端都接地--------------------這電阻有何用

winrar070

maxcar 發表於 2013-7-25 02:13 PM static/image/common/back.gif
10R兩端都接地--------------------這電阻有何用

實際上是兩條獨立的線，接至電池端子
一條跑電壓信號，一條跑電流
避免壓降影響，如果10R去掉
跑電壓信號那條線萬一斷掉
就無電壓回授，將導致電壓持續飆高直到電池爆掉

maxcar

何不用在一起就好了----------------------沒幾安培壓降沒多少

winrar070

maxcar 發表於 2013-7-25 06:22 PM static/image/common/back.gif
何不用在一起就好了----------------------沒幾安培壓降沒多少

是降沒多少啦，不過線都拉好了
就接上去囉

目前要找時間測試一下PC817與VDS

winrar070

目前測試的圖片
空載用電源供應器去啟動充電電路
帶載接上汽車電池12V 80AH 電壓12.5V 電流1.3安培
圖A-1:TL494輸出給PC817的空載訊號


圖A-2:TL494輸出給PC817的帶載訊號


圖B-1:VGS-空載

圖B-2:VGS-帶載

圖C-1:VDS-空載

圖C-2:VDS-帶載

圖E:圖B.C所使用的週期


MOSFET會燒毀原因因該是VDS過高
裝箱前輸出電流都壓在1安培內
裝箱後輸出電流調到6安培

VDS空載時，電壓約1X伏特
帶載時，有看到40伏特
而且28V ZD有發熱現象

想請教各為痞友，如何解決VDS問題

剛剛在vds加了10R與104沒用
看波形怎麼感覺有負電壓產生

winrar070

剛剛用單顆k812輸出一安培，溫度頗高
如果輸出端接成black降壓模式
則mos溫度很低

ysc

winrar070 發表於 2013-7-28 12:55 PM static/image/common/back.gif
剛剛用單顆k812輸出一安培，溫度頗高
如果輸出端接成black降壓模式
則mos溫度很低 ...

用817傳遞又沒整形電路，導致ON-OFF上升下降時間太長，這也是MOS發熱因素之一。

winrar070

ysc 發表於 2013-7-28 01:01 PM
用817傳遞又沒整形電路，導致ON-OFF上升下降時間太長，這也是MOS發熱因素之一。 ...

指817後端需作波形重整？
有方向可供參考嗎？
謝謝

ysc

winrar070 發表於 2013-7-28 03:25 PM static/image/common/back.gif
指817後端需作波形重整？
有方向可供參考嗎？
謝謝

MOSFET ON-OFF時間越短表示動作在線性過渡區也越短，可減少發熱，經817傳遞之後的波型爬升率會變很慢，若經疏密特整形會改善很多，這也是之所以會有GATE DRIVER專用光耦合出現的原因，將隔離、整形、驅動都整合在一起。

817不適合用來傳遞高頻脈波，有時輸入1uS脈波輸出可能是10幾uS，而且每顆817特性都還不太一樣，並不式817不能用，而是要看用在哪裡。

winrar070

ysc 發表於 2013-7-28 03:39 PM static/image/common/back.gif
MOSFET ON-OFF時間越短表示動作在線性過渡區也越短，可減少發熱，經817傳遞之後的波型爬升率會變很慢，若 ...

ysc大這跟VDS有關西嗎?
小弟先朝改善驅動電路方面著手

ysc

winrar070 發表於 2013-7-28 04:06 PM static/image/common/back.gif
ysc大這跟VDS有關西嗎?
小弟先朝改善驅動電路方面著手

跟VDS沒有直接關係，但跟開關速度有關係。

winrar070

ysc 發表於 2013-7-28 04:09 PM static/image/common/back.gif
跟VDS沒有直接關係，但跟開關速度有關係。

剛剛查到PC817 速度要大於100us
跟開關速度?
ON-OFF之間的DELAY?

imcrazy

ysc 發表於 2013-7-28 01:01 PM static/image/common/back.gif
用817傳遞又沒整形電路，導致ON-OFF上升下降時間太長，這也是MOS發熱因素之一。 ...

先不管光偶速度.......上升下降時間應該還好....
因他的下一級還有電晶體.......導通0.6~0.7V..........就有類似整形的效果.....

不過它的最後一級驅動...單電源的話.....要將G的電荷拉掉是弱了一點.....但若頻率不高...MOSFET G電容不是很大....應該還算堪用...

單純的分析而已......實際上要再看看...

winrar070

imcrazy 發表於 2013-7-28 04:15 PM static/image/common/back.gif
先不管光偶速度.......上升下降時間應該還好....
因他的下一級還有電晶體.......導通0.6~0.7V.......... ...

頻率應該有50KHZ以上
TL494基本頻率為8.9K，占空比算下去應該會超過
如果不經過PC817，狀況應該會好一點吧?

ysc

winrar070 發表於 2013-7-28 04:19 PM static/image/common/back.gif
如果不經過PC817，狀況應該會好一點 ...

那是當然，不過要另外克服隔離問題。

依個人習慣，只要頻率大於2～3KHz就不採用817，
實驗慢慢調整都沒問題，量產時每台狀況都不一樣就頭大了。

winrar070

ysc 發表於 2013-7-28 04:26 PM static/image/common/back.gif
那是當然，不過要另外克服隔離問題。

隔離問題較頭痛，必須重新設計電路
高速光耦合 YSC大有推薦的嗎?

ysc

winrar070 發表於 2013-7-28 04:28 PM static/image/common/back.gif
隔離問題較頭痛，必須重新設計電路
高速光耦合 YSC大有推薦的嗎?

類似HP3120之類的東西。