这个BUCK中的二极管和场效应管很容易挂掉，原因？

hetao7241 · 发表于 2014-7-29 13:05:47

本帖最后由 hetao7241 于 2014-7-29 13:47 编辑

如图：

市电整流后电压有310V-350V,整流后加了电容2200uF/450V,二极管和场效应管耐压都在1000，只要一给PWM信号，,二极管和场效应管挂掉，

一般先挂二极管，为啥很容易坏掉？

谢谢交流！

mii · 发表于 2014-7-29 13:10:30

有没有算过输出时峰值电流到多少？数据文件应该会给出外围元件的选取计算

lcw_swust · 发表于 2014-7-29 13:22:08

VDD没电容？

hetao7241 · 发表于 2014-7-29 13:25:46

lcw_swust 发表于 2014-7-29 13:22
VDD没电容？

加了，整流后加了电容2200uF/450V

lcw_swust · 发表于 2014-7-29 13:27:34

hetao7241 发表于 2014-7-29 13:25
加了，整流后加了电容2200uF/450V

我是说芯片的VDD引脚

hetao7241 · 发表于 2014-7-29 13:35:06

lcw_swust 发表于 2014-7-29 13:27
我是说芯片的VDD引脚

这个接了的。谢谢！

hetao7241 · 发表于 2014-7-29 13:35:52

本帖最后由 hetao7241 于 2014-7-29 13:55 编辑

mii 发表于 2014-7-29 13:10
有没有算过输出时峰值电流到多少？数据文件应该会给出外围元件的选取计算 ...

你的意思我的二极管电流选小了吗？二极管电流选取一般在LED电流的3倍，我的0.75A，3倍也就2.1A，选取3A差不多嘛

而且我接上120V直流，这个电路没有问题的，当然市电整流后的300多V直流电压跟120比，差得太多了。

lcw_swust · 发表于 2014-7-29 13:50:00

hetao7241 发表于 2014-7-29 13:35
这个接了的。谢谢！

哦，可能是电感饱和了

hetao7241 · 发表于 2014-7-29 13:58:09

lcw_swust 发表于 2014-7-29 13:50
哦，可能是电感饱和了

这个电路，我接上120V直流，这个电路没有问题的，当然市电整流后的300多V直流电压跟120比，输入电压高多了，

那我得重新计算电感，可这个值我是按理论计算来的。

hetao7241 · 发表于 2014-7-29 14:13:10

lcw_swust 发表于 2014-7-29 13:50
哦，可能是电感饱和了

电感饱和，不应该烧东西吧

horsema · 发表于 2014-7-29 14:18:30

看起来很高深的样子.

R88 · 发表于 2014-7-29 14:25:44

这么高的电压用buck，不危险么？你的灯没烧啊？

hetao7241 · 发表于 2014-7-29 14:32:25

本帖最后由 hetao7241 于 2014-7-29 14:34 编辑

R88 发表于 2014-7-29 14:25
这么高的电压用buck，不危险么？你的灯没烧啊？

这个没办法，老板要求这样搞，为了省恒压电源的成本，这个事情我跟老板讲过，可靠性稳定性我不能保证，居然老板欣然接受了。

二极管烧了或二极管和场效应管烧了，我的LED没有烧，啥原因？

R88 · 发表于 2014-7-29 14:41:14

hetao7241 发表于 2014-7-29 14:32
这个没办法，老板要求这样搞，为了省恒压电源的成本，这个事情我跟老板讲过，可靠性稳定性我不能保证，居 ...

你这是横流吧？二极管烧了，限流起作用了，所以mos和led没烧。

hetao7241 · 发表于 2014-7-29 14:49:33

R88 发表于 2014-7-29 14:41
你这是横流吧？二极管烧了，限流起作用了，所以mos和led没烧。

晕死哦，那有这种恒流的哦，恒流靠9910吧，二极管挂掉是通的，接下来场管就挂掉了，场管挂掉就有鞭炮声了。

wye11083 · 发表于 2014-7-29 15:08:20

mii 发表于 2014-7-29 13:10 有没有算过输出时峰值电流到多少？数据文件应该会给出外围元件的选取计算 ...

反向恢复时间太长击穿，然后mos一通，啪啪。还有这种结构不稳定，没法检测灯电流。

hetao7241 · 发表于 2014-7-29 15:38:50

wye11083 发表于 2014-7-29 15:08
反向恢复时间太长击穿，然后mos一通，啪啪。还有这种结构不稳定，没法检测灯电流。 ...

估计是你说的这原因；但是我采用直流120V供电为啥又没有问题呢？

另外有一套电路检测LED灯两端的电压及LED灯的电流，问这问题没发这电路，否则搞复杂了，

用可以检测电压电流的现成恒流芯片一般电流好像都不大，这种芯片一般好像都集成了驱动场管，集成了的东西，可靠性不好说，二来自己不好灵活使用。

hetao7241 · 发表于 2014-7-29 16:16:02

wye11083 发表于 2014-7-29 15:08
反向恢复时间太长击穿，然后mos一通，啪啪。还有这种结构不稳定，没法检测灯电流。 ...

Trr=75ns还长哇，应该比较短了吧，控制频率也是uS级。

mitchell · 发表于 2014-7-29 16:38:15

HARD COMMUTATION

qinxg · 发表于 2014-7-29 18:15:27

我以前测试这个电路的时候，也是被炸的一塌糊涂。二极管，MOS一起烧。后来发现是电感不行，饱和了。试了几个5mH的棒状电感，发现还是不稳定就放弃了。
最近看到一个商品化的bulk恒流，其电感用的EE型磁芯绕制，电线也够粗。

鸠摩智 · 发表于 2014-7-29 18:33:54

LED几串？电感饱和了没？输入整流电容怎么会那么大，2200uF/450V，要死人的XD···

鸠摩智 · 发表于 2014-7-29 18:36:11

晶丰明源的BP2822或者其他的大把非隔离驱动器，比这个简单多了

mitchell · 发表于 2014-7-29 18:48:22

qinxg 发表于 2014-7-29 18:15
我以前测试这个电路的时候，也是被炸的一塌糊涂。二极管，MOS一起烧。后来发现是电感不行，饱和了。试了几 ...

所以你其实到最后也没有找到问题的根本原因。

电感饱和无论如何都不会烧二极管。二极管和开光同时烧毁，显然是二极管先短路失效，进而开关管炸毁。发生这种故障99.9%是因为CCM下，二极管硬关断损耗过大。解决的办法: 降低开关频率、减慢开关管开通速度、改为DCM或者BCM、增加开关管或者二极管回路的串联电感(可用走线代替，或额外串接电感)、二极管换超快恢复的或者SiC的。

mitchell · 发表于 2014-7-29 18:54:42

hetao7241 发表于 2014-7-29 14:32
这个没办法，老板要求这样搞，为了省恒压电源的成本，这个事情我跟老板讲过，可靠性稳定性我不能保证，居 ...

二极管必定是短路失效，一短路就把LED保护起来了，怎么会烧LED。

wye11083 · 发表于 2014-7-29 21:28:29

hetao7241 发表于 2014-7-29 15:38
估计是你说的这原因；但是我采用直流120V供电为啥又没有问题呢？

另外有一套电路检测LED灯两端的电压及L ...

人家是高端驱动，带恒流控制，你这，控制芯片一死，立马放鞭炮。

wye11083 · 发表于 2014-7-29 21:30:35

qinxg 发表于 2014-7-29 18:15
我以前测试这个电路的时候，也是被炸的一塌糊涂。二极管，MOS一起烧。后来发现是电感不行，饱和了。试了几 ...

我就前几天测试24V输入的同样电路，结果FPGA失效，PWM无法控制，结果体二极管击穿了。

hetao7241 · 发表于 2014-7-29 22:01:31

鸠摩智发表于 2014-7-29 18:33
LED几串？电感饱和了没？输入整流电容怎么会那么大，2200uF/450V，要死人的XD··· ...

我这个是用的40颗LED一起串起来的，一共有300多颗，算下来1000多W

hetao7241 · 发表于 2014-7-29 22:04:09

鸠摩智发表于 2014-7-29 18:36
晶丰明源的BP2822或者其他的大把非隔离驱动器，比这个简单多了

我这个控制复杂，还要调光，电压，电流检测，所以用现成的那些比如BP288可能更麻烦。

zhiwei · 发表于 2014-7-29 22:11:49

做做缓启动什么的。上电就炸一般是缓启动没有做好。

hetao7241 · 发表于 2014-7-29 22:13:32

本帖最后由 hetao7241 于 2014-7-29 22:14 编辑

mitchell 发表于 2014-7-29 18:48
所以你其实到最后也没有找到问题的根本原因。

电感饱和无论如何都不会烧二极管。二极管和开光同时烧毁， ...

谢谢你太专业了！sic你也知道。确实如你分析的那样，其实我的电感量都是按理论算出来的，准备再加大电感和换下续流二极管试试，二极管都是超快恢复的，70纳秒，30纳秒。

mitchell · 发表于 2014-7-29 22:25:22

hetao7241 发表于 2014-7-29 22:13
谢谢你太专业了！sic你也知道。确实如你分析的那样，其实我的电感量都是按理论算出来的，准备再加大电感 ...

其实你可以马上试试用2只以上的二极管串联，这样可以分散反向恢复损耗。如果立马见效，那就是这个问题。

其实这么高电压，这么小的功率，用CCM是很不合适的。HV9931这颗芯片设计的就是这么NC。

hetao7241 · 发表于 2014-7-29 22:32:48

mitchell 发表于 2014-7-29 22:25
其实你可以马上试试用2只以上的二极管串联，这样可以分散反向恢复损耗。如果立马见效，那就是这个问题。
...

谢谢！明天回单位试验试验，现在没有实物；做了之后第一时间跟大家分享实验的结果。

hetao7241 · 发表于 2014-7-30 11:29:28

mitchell 发表于 2014-7-29 22:25
其实你可以马上试试用2只以上的二极管串联，这样可以分散反向恢复损耗。如果立马见效，那就是这个问题。
...

确实如你所说。我将3颗STTH310S串起来，将2个电感串起来，电感量（1800）增加一倍，上电，我看电流达到了1.6A,原设计是0.75A，没炸器件了，

但是第二次开电，没给控制信号，好像场管不受控了，不给场管信号，LED也亮了，电流1.6A.

mii · 发表于 2014-7-30 17:07:33

hetao7241 发表于 2014-7-29 14:13
电感饱和，不应该烧东西吧

电感饱和容易烧MOS管

hetao7241 · 发表于 2014-7-30 17:18:28

本帖最后由 hetao7241 于 2014-7-30 17:24 编辑

mitchell 发表于 2014-7-29 22:25
其实你可以马上试试用2只以上的二极管串联，这样可以分散反向恢复损耗。如果立马见效，那就是这个问题。
...

原来的开关频率370K左右，现在调到100KHZ,恢复成一个快恢复二极管，电感量增大3倍，没有烧及炸东西，但电流始终只有300多毫安，最大375，设计是750mA.

电感量增大3倍左右是计算出来的，我要调到设计电流750mA，我还应该调啥？

mitchell · 发表于 2014-7-30 17:28:38

hetao7241 发表于 2014-7-30 17:18
原来的开关频率370K左右，现在调到100KHZ,恢复成一个快恢复二极管，电感量增大3倍，没有烧及炸东西，但电 ...

调整采样电阻吧。
370KHz跑CCM你不是作死嘛。。

hetao7241 · 发表于 2014-7-31 09:57:09

本帖最后由 hetao7241 于 2014-7-31 10:02 编辑

mitchell 发表于 2014-7-30 17:28
调整采样电阻吧。
370KHz跑CCM你不是作死嘛。。

采样电阻是根据公式计算出来的，这个不能随便改的。

电流380mA左右，把频率调到100K,150K都如此，增加电感量还是如此，我加上120V直流电源就没有问题，电流750mA;

我现在做实验模拟的是120W的功率，采用这种简易方式，连PFC都没做，是不是有问题哦？对电源不太懂。

hetao7241 · 发表于 2014-7-31 16:10:45

mitchell 发表于 2014-7-30 17:28
调整采样电阻吧。
370KHz跑CCM你不是作死嘛。。

为啥CCM下不能跑300多K?

开关频率后来定在了100K.今天做了些实验，发现了一些问题。其实一切问题都来自于高电压，电压高后，选器件耐压就高，二极管耐压高后快恢复时间变长，正向压降变大，电压高后电感值也变大了；

二极管耐压高后快恢复时间变长，正向压降变大，对恒流的电流影响很大的，比如参数VF (max) 1.42 V，trr (max) 75 ns和VF (max) 1V，trr (max) 35 ns两种管子，后者比前者电流大近200mA;

准备换成SIC二极管试试，但是SIC二极管压降是1.7V,不晓得影响大不？

hetao7241 · 发表于 2014-7-31 16:13:11

wye11083 发表于 2014-7-29 21:28
人家是高端驱动，带恒流控制，你这，控制芯片一死，立马放鞭炮。

控制芯片死了还是不会放鞭炮，只要散热满足足够条件；

mitchell · 发表于 2014-7-31 16:21:51

hetao7241 发表于 2014-7-31 16:10
为啥CCM下不能跑300多K?

开关频率后来定在了100K.今天做了些实验，发现了一些问题。其实一切问题都来自 ...

反向恢复损耗 = 0.5*Qrr*V*Fs。和频率、电压都是线性关系。
不同的电压、管子影响电流大小，最有可能是反向恢复电流影响到电流采样了。

hetao7241 · 发表于 2014-7-31 16:45:34

本帖最后由 hetao7241 于 2014-7-31 16:49 编辑

mitchell 发表于 2014-7-31 16:21
反向恢复损耗 = 0.5*Qrr*V*Fs。和频率、电压都是线性关系。
不同的电压、管子影响电流大小，最有可能是反 ...

感谢分享经验了。

你说我同样的电路，同样的器件，为啥交流直接整流后310直流（当然不稳定）供电不行，而供电120V（3个48V电源串起来的）直流没有问题（我的负载仅需120V电源），

原因何在？器件达不到要求，那供电120V，恒流电流也应该上不去才对。太迷茫了。

不稳定的直流输入电压有影响吗

mitchell · 发表于 2014-7-31 17:46:40

hetao7241 发表于 2014-7-31 16:45
感谢分享经验了。

你说我同样的电路，同样的器件，为啥交流直接整流后310直流（当然不稳定）供电不行， ...

上面不是说了吗，电压和反向恢复损耗是线性关系。
其他问题你描述得也不清楚，给的信息量太少，不好分析。

DOER · 发表于 2014-8-1 07:51:48

看过波形吗

rainbow · 发表于 2014-8-1 15:56:03

MOS管的RDS（on）太大了吧，7N65应该可以，确认一下你的电感是否正确，频率办法降到40-60K试试看。

hetao7241 · 发表于 2014-8-2 06:01:05

DOER 发表于 2014-8-1 07:51
看过波形吗

昨天测了一下检测电流电阻上的波形：

yyj6798 · 发表于 2014-8-2 06:19:16

缺少基本的钳位和保护

hetao7241 · 发表于 2014-8-2 07:11:25

本帖最后由 hetao7241 于 2014-8-2 07:13 编辑

rainbow 发表于 2014-8-1 15:56
MOS管的RDS（on）太大了吧，7N65应该可以，确认一下你的电感是否正确，频率办法降到40-60K试试看。 ...

确实RDS（on）太大，后来把场效应管换成了STD6NK50Z,快恢复二极管换成了STTH3L06，参数如下图，HB9910的频率设定在50K，STD6NK50Z在上电30秒后会烧掉；

后来把HB9910的频率设定在了10K,不烧场效应管了，说明频率太高，场管发热厉害，

不烧器件了，但是电流上不去，我设定的电流是750mA（平均电流）,实际电流只有500（平均电流）多mA,设定电流的电阻是有一个公式计算的，不是可以随意调的；

电感我是按照理论公式计算来的，我尝试过在理论值基础上加大1.5倍，2倍都没有作用。

是什么原因？难道是输入电压不稳定吗？

这个HB9910核心器件的外围就这么几个元器件，续流二极管，场管，电感。

谢谢！

rainbow · 发表于 2014-8-2 09:13:58

10K的频率太低了，不适合。
电感计算的正确吗？

mitchell · 发表于 2014-8-2 11:18:24

看来反向恢复损耗的问题已经解决了。有示波器还调不好电路么。电流采样信号和驱动信号，拉出来看啊。

hetao7241 · 发表于 2014-8-2 12:42:19

本帖最后由 hetao7241 于 2014-8-2 12:50 编辑

rainbow 发表于 2014-8-2 09:13
10K的频率太低了，不适合。
电感计算的正确吗？

为啥10K频率低了？好像这个9910支持几十HZ到几百KHZ频率，电感计算应该正确，下面我上了有图和计算过程。谢谢！

hetao7241 · 发表于 2014-8-2 12:44:47

本帖最后由 hetao7241 于 2014-8-2 12:49 编辑

mitchell 发表于 2014-8-2 11:18
看来反向恢复损耗的问题已经解决了。有示波器还调不好电路么。电流采样信号和驱动信号，拉出来看啊。 ...

感谢rainbow 继续关注。

线路图：

计算的公式：

计算过程：
设定频率10KHZ,

周期T=100us

toff=(1-60/310)*100=80.65us

设定电阻R=1994K=2M

L1=60*80.65/(0.3*0.75)=21mH

我观察过9910的4端输出波形跟设定电阻的要求频率是一致的。

rainbow · 发表于 2014-8-2 14:47:07

hetao7241 发表于 2014-8-2 12:44
感谢rainbow 继续关注。

线路图：

Ra49-43欧大了，你看一下G极的波形，应该斜率比较大，所以MOS管的功耗就大。

hetao7241 · 发表于 2014-8-2 15:36:14

rainbow 发表于 2014-8-2 14:47
Ra49-43欧大了，你看一下G极的波形，应该斜率比较大，所以MOS管的功耗就大。 ...

非常规则的脉冲波形，没有斜率的，这个我看过很多次；不过下周我可以调小一下

rainbow · 发表于 2014-8-2 15:41:37

hetao7241 发表于 2014-8-2 15:36
非常规则的脉冲波形，没有斜率的，这个我看过很多次；不过下周我可以调小一下 ...

好像还没有你所说的那个“没有斜率”的波形吧，得测一下上长时间，1ns也好，总得有个时间吧。

gzhuli · 发表于 2014-8-2 16:58:09

hetao7241 发表于 2014-8-2 06:01
昨天测了一下检测电流电阻上的波形：

如果你觉得这个波形是正常的、值得贴上来的话，只能说你对这个电路的工作原理完全不懂，或者你的布线太差电路根本没法正常工作。

hetao7241 · 发表于 2014-8-2 17:22:18

gzhuli 发表于 2014-8-2 16:58
如果你觉得这个波形是正常的、值得贴上来的话，只能说你对这个电路的工作原理完全不懂，或者你的布线太差 ...

接受gzhuli大侠的批评，确实对原理是懂非懂，其实完全不懂，浮在表面；所以在这里跟大家学习。

那个波形我觉得不对的，在用直流120V供电时，不像这个波形。但找不到原因。

hetao7241 · 发表于 2014-8-2 21:49:36

rainbow 发表于 2014-8-2 14:47
Ra49-43欧大了，你看一下G极的波形，应该斜率比较大，所以MOS管的功耗就大。 ...

确实，都忘了场管的特性。谢谢！

hetao7241 · 发表于 2014-8-4 11:20:51

本帖最后由 hetao7241 于 2014-8-4 11:22 编辑

rainbow 发表于 2014-8-2 14:47
Ra49-43欧大了，你看一下G极的波形，应该斜率比较大，所以MOS管的功耗就大。 ...

非常感谢rainbow的细致帮助！

今天做了实验，把栅极的43欧电阻降到20欧，10欧，5欧，3欧，发现电流还是上不去，后来把频率提升到40K，上电几秒钟就听到场管“嗤嗤的哦声音”，赶忙降低频率；

然后在电源正负极间加了4.7uF的电容（原来只有大电容，没有小容量电容，本想加1uF的或0.1uF电容，没有），电流一下子稳定在了680mA（还差70mA）,看来电压高频噪声影响很大，准备在LED正负间也加一只，

下一步准备用你提供的8N60做下试验，提高一下频率到50KHZ;

谢谢！

rainbow · 发表于 2014-8-4 11:30:20

本帖最后由 rainbow 于 2014-8-4 11:33 编辑

hetao7241 发表于 2014-8-4 11:20
非常感谢rainbow的细致帮助！

今天做了实验，把栅极的43欧电阻降到20欧，10欧，5欧，3欧，发现电流还是 ...

实践出真知。

前期优秀设计能少走或不走弯路。

llssr · 发表于 2014-8-4 12:39:30

你这个图的后半部分是ds第一页的吧，实际不能按照这么简化的使用，建议参考官网的DB应用。另外这个是固定关断时间控制的恒流，频率随负载电压的变化而变化

passage110 · 发表于 2014-8-4 12:51:44

楼主可以考虑用低压供电试试

passage110 · 发表于 2014-8-4 12:52:00

楼主可以考虑用低压供电试试

gzhuli · 发表于 2014-8-4 12:58:56

hetao7241 发表于 2014-8-2 17:22
接受gzhuli大侠的批评，确实对原理是懂非懂，其实完全不懂，浮在表面；所以在这里跟大家学习。

那个波形 ...

示波器探头去掉地线夹，直接测量电阻两端的波形。
看你后面的描述，90%可能性是布局布线太差，CS脚受到噪声干扰造成工作不正常。

linbo411 · 发表于 2014-8-4 16:54:25

你这个电路整流桥后面因该加瞬态电压抑制管

hetao7241 · 发表于 2014-8-4 19:44:50

本帖最后由 hetao7241 于 2014-8-4 19:46 编辑

llssr 发表于 2014-8-4 12:39
你这个图的后半部分是ds第一页的吧，实际不能按照这么简化的使用，建议参考官网的DB应用。另外这个是固定关 ...

带负载部分基本就这样，没啥复杂冗杂的设计，官方的DB有些一样，有些不一样；两种控制方式中，这种输出电压可能稍有一点变化，频率变化一点也不会很大影响。

hetao7241 · 发表于 2014-8-4 19:48:16

passage110 发表于 2014-8-4 12:51
楼主可以考虑用低压供电试试

低压供电或我高压直流120V或150V都没有问题。

hetao7241 · 发表于 2014-8-4 19:50:37

linbo411 发表于 2014-8-4 16:54
你这个电路整流桥后面因该加瞬态电压抑制管

整流桥前端加了共模电感，压敏电阻，热敏电阻，安规电容，该加的都加了，整流后就该加大电容和小电容了。

linbo411 · 发表于 2014-8-6 07:25:43

hetao7241 发表于 2014-8-4 19:50
整流桥前端加了共模电感，压敏电阻，热敏电阻，安规电容，该加的都加了，整流后就该加大电容和小电容了。 ...

L1电感气什么作用，能不能去掉，我怀疑二极管是正向被击穿然后MOS管才被击穿的

llssr · 发表于 2014-8-6 08:24:14

linbo411 发表于 2014-8-6 07:25
L1电感气什么作用，能不能去掉，我怀疑二极管是正向被击穿然后MOS管才被击穿的 ...

L1是续流电感呀去掉了烧的更厉害

这个BUCK中的二极管和场效应管很容易挂掉，原因？

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