luolj 发表于 2021-6-17 09:21:16

求助,这个MOS管驱动电路功率不能提高的瓶颈在哪里?

本帖最后由 luolj 于 2021-6-17 09:33 编辑

关于MOS管的驱动的问题已经是月经贴了,这不我也遇上一个。

最近接了个项目,是开发一款抽真空的泵的电源,要求是功率60W,非隔离电源,BOM成本要求较低。
纯硬件项目本来不接的,主要是开始以为简单的,做着做着发现问题了,这电源超过60W 5分钟就爆掉了,50W以下倒是没事。
电路的原理图和PCB布局图以及MOS管gs之间的信号测试图如下,芯片型号暂不能公布,跟委托方有协议。
各位大拿看看,这个电路功率不能提高的原因是哪一个:PCB布局有问题,还是芯片驱动能力不够,亦或着电路参数没调好?


实际电路的电容EC2用了50V270uF,因为电机的输出电压已经达到了30V。



补充下,芯片的参数:


哈哈,通过这个项目,自己的硬件设计能力终于看清了,亲戚推荐的,脸面都没处放了,好好的写单片机程序吧。

chunjiu 发表于 2021-6-17 09:42:31

不太懂电源,帮顶。

哪里爆了应该要说清楚吧 ?

ccstc 发表于 2021-6-17 09:42:37

看看你的电感,可能饱和了

luolj 发表于 2021-6-17 09:49:28

chunjiu 发表于 2021-6-17 09:42
不太懂电源,帮顶。

哪里爆了应该要说清楚吧 ?

MOS管爆掉了,看那个GS波形,关断后一段时间是振荡的,这个时候MOS管工作在放大区了,发热特别厉害。

luolj 发表于 2021-6-17 09:51:12

ccstc 发表于 2021-6-17 09:42
看看你的电感,可能饱和了

有可能哦。

jxnclff 发表于 2021-6-17 13:38:27

过热损坏多是驱动振荡,波形不陡。
R9下端接地才较好,gate输出电流大于3安吗?

sanjue 发表于 2021-6-17 14:07:08

本帖最后由 sanjue 于 2021-6-17 14:20 编辑

浮动BUCK,这个芯片可以不用充电电容嘛?
修改:原来是不是自举驱动,是芯片电源浮动,这个驱动电流太弱了吧

luolj 发表于 2021-6-17 14:07:23

jxnclff 发表于 2021-6-17 13:38
过热损坏多是驱动振荡,波形不陡。
R9下端接地才较好,gate输出电流大于3安吗? ...

感谢回复,驱动波形大概是32K左右,1/10占空比,60W时MOS管瞬时电流4A;
这时两颗并联的限流电阻之间有0.12×4=0.48V的电压差了。
我回去试一下R9接地,能不能改善波形。

luolj 发表于 2021-6-17 14:14:43

sanjue 发表于 2021-6-17 14:07
浮动BUCK,这个芯片可以不用充电电容嘛?

不用充电电容,推荐的官方布线图就是如此的。

lb0857 发表于 2021-6-17 14:22:17

软件和机械工程师画的原理图要脖子左右移动 思维需要调整线路   {:lol:} 才看的明白

sanjue 发表于 2021-6-17 14:26:50

本帖最后由 sanjue 于 2021-6-17 14:30 编辑

luolj 发表于 2021-6-17 14:14
不用充电电容,推荐的官方布线图就是如此的。

从供电上看,芯片驱动能力很低,给Qg充电可能比较吃力
一个buck,让你画的生生脑补了一分钟才看懂大概!
尝试降低驱动频率试一下啦?

luolj 发表于 2021-6-17 14:38:21

sanjue 发表于 2021-6-17 14:26
从供电上看,芯片驱动能力很低,给Qg充电可能比较吃力
一个buck,让你画的生生脑补了一分钟才看懂大概!
...

见笑了,搞硬件我只是业余的,原理图画得不好,回头整理一下。
芯片的驱动能力原厂说很强的,100W的电源都能做。

luolj 发表于 2021-6-17 14:38:59

lb0857 发表于 2021-6-17 14:22
软件和机械工程师画的原理图要脖子左右移动 思维需要调整线路    才看的明白 ...

呵呵,班门弄斧了。

peteryzm 发表于 2021-6-17 15:18:34

R4是不是应该减小些?

luolj 发表于 2021-6-17 15:38:21

peteryzm 发表于 2021-6-17 15:18
R4是不是应该减小些?

R4减小到4.7K试过,成效不大。

OOXX110 发表于 2021-6-17 18:22:07

R8反向并个4148,C3用10uF看看。

hd12 发表于 2021-6-18 10:04:33

来计算一遍吧,
MOSFET的导通电阻1.5R,60W , 30V,则平均电流2A,
MOSFET的导通功率损耗W=2*2*1.5=6W,实际峰值损耗肯定大于这个值,MOSFET规格书里写的最大耗散功率2.5W,远超
另外你可以观察过流采样电阻的上的电压波形,如果不是线性直线上升而是先线性后指数上升,说明电感饱和了,特别是电感发热后磁芯就容易饱和

luolj 发表于 2021-6-18 10:09:29

OOXX110 发表于 2021-6-17 18:22
R8反向并个4148,C3用10uF看看。

感谢回复,4148已经并过了,C3倒是还没有加到10uF,可以试一试。

luolj 发表于 2021-6-18 10:11:56

hd12 发表于 2021-6-18 10:04
来计算一遍吧,
MOSFET的导通电阻1.5R,60W , 30V,则平均电流2A,
MOSFET的导通功率损耗W=2*2*1.5=6W,实 ...

谢谢分析,我记得测过采样电阻上的波形,确实不是方波,而是指数上升的,应该是电感饱和了。

luolj 发表于 2021-6-18 10:33:38

本帖最后由 luolj 于 2021-6-18 10:39 编辑

hd12 发表于 2021-6-18 10:04
来计算一遍吧,
MOSFET的导通电阻1.5R,60W , 30V,则平均电流2A,
MOSFET的导通功率损耗W=2*2*1.5=6W,实 ...

不过,对MOS管的平均功率的计算我持不同意见,这个是BUCK电路,AC220V降到30V,60W功率;
功率因素实测=0.63;P=U*Imos*cosΦ=220×Imos×0.63=60;Imos=0.43A。实际测试平均电流也是400mA左右。
瞬时电流确实是4A,但是MOS管开通关断的占空比大概是1/10左右。
所以平均损耗W=0.4×0.4×1.5=0.24W,如果驱动波形正常,加上开关损耗,也不会很大。

R88 发表于 2021-6-18 11:04:45

你这原理图都画错了,50w能够工作见鬼了。

locky_z 发表于 2021-6-18 11:10:45

自举升压部分,二极管串联着10K电阻(R4)?这么大?

hd12 发表于 2021-6-18 11:17:00

luolj 发表于 2021-6-18 10:33
不过,对MOS管的平均功率的计算我持不同意见,这个是BUCK电路,AC220V降到30V,60W功率;
功率因素实测=0 ...

是的,我弄错了

luolj 发表于 2021-6-18 12:39:59

R88 发表于 2021-6-18 11:04
你这原理图都画错了,50w能够工作见鬼了。

兄台,50W能工作的,官方推荐的电路。

luolj 发表于 2021-6-18 12:40:27

locky_z 发表于 2021-6-18 11:10
自举升压部分,二极管串联着10K电阻(R4)?这么大?

用5.1K应该更好。

hd12 发表于 2021-6-18 13:34:10

luolj 发表于 2021-6-18 10:33
不过,对MOS管的平均功率的计算我持不同意见,这个是BUCK电路,AC220V降到30V,60W功率;
功率因素实测=0 ...

很大可能电感饱和,峰值电流太大,损耗高引起的,你抓轻载和重载时采样电阻上的波形发出来,另外采样电阻多大阻值

R88 发表于 2021-6-18 13:40:36

luolj 发表于 2021-6-18 12:39
兄台,50W能工作的,官方推荐的电路。

50W的时候你这输出电压能稳定?官方电路就这样么?那就不知道了,我觉得你可以补个GS波形,时间轴长点,可能一会密一会疏。或者输出电压波形可能一下大一下小。建议你把官方的图上传看看。

luolj 发表于 2021-6-18 14:53:36

R88 发表于 2021-6-18 13:40
50W的时候你这输出电压能稳定?官方电路就这样么?那就不知道了,我觉得你可以补个GS波形,时间轴长点, ...

电压输出是平稳的,但是长时间运行可能还是会爆管的。

我的原理图与官方图的区别在于续流二极管的输出点不同,
它是输出到ISP,我的是输出到AGND。
两种方式都试过,都能正常工作的。

luolj 发表于 2021-6-18 15:17:06

hd12 发表于 2021-6-18 13:34
很大可能电感饱和,峰值电流太大,损耗高引起的,你抓轻载和重载时采样电阻上的波形发出来,另外采样电阻 ...

电感确实因为峰值电流过大饱和了,之前拍的图找不到了,现在我让他们把电感的电流做大了。

R88 发表于 2021-6-21 14:13:09

luolj 发表于 2021-6-18 14:53
电压输出是平稳的,但是长时间运行可能还是会爆管的。

我的原理图与官方图的区别在于续流二极管的输出点 ...

原装的图也错了,是不是国产芯片,图纸都错了,那个反馈点应该从芯片的vcc取,你看下这个原理图就知道了https://www.amobbs.com/thread-5678430-1-1.html。

你可以分析下开关on/off期间反馈点的电压状态就知道了,芯片地浮动,反馈电压也要跟着。

luolj 发表于 2021-6-21 15:39:40

R88 发表于 2021-6-21 14:13
原装的图也错了,是不是国产芯片,图纸都错了,那个反馈点应该从芯片的vcc取,你看下这个原理图就知道了h ...

给你看一个类似的国产芯片,BP2519,在某创商城里有数据手册。
它的应用原理图也是这样的。
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