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【討論】MOS管也可以自己保護

最近在選大功率線性穩(wěn)壓功率調(diào)整管時發(fā)現(xiàn)一個非常奇葩的問題。

測試過英飛凌的IGBT模塊,英飛凌的IGBT單管,中科君芯的IGBT單管,ST的MOS,F(xiàn)SC的MOS,英飛凌的MOS。。。。。

卻發(fā)現(xiàn)英飛凌的MOS居然可以自動保護,而且是可恢復(fù)式的。

先上測試波形:

TEK00021

輸入為15V,輸出為5V

這是輸出空載時的波形。

黃色為輸出電壓波形。

藍色為MOS的VGS波形。

粉色為輸出電流波形。

TEK00022

帶載到16A時還是非常穩(wěn)定的。

繼續(xù)加大電流:

TEK00023

電流到17A左右時,奇葩出現(xiàn)了。。。。。。。

VGS電壓開始慢慢上升,上升到13V左右,

而輸出電壓慢慢下降,下降到接近0V了,

而此時的電流卻還有有17A左右。

此時測得MOS的VDS電壓等于15V,也就是輸入電壓,把輸入電壓提高到25V,VDS也等于25V。

如果說MOS關(guān)斷了,那為什么輸出電流還有?

更奇葩的是MOS居然沒有壞,這個現(xiàn)象可以反復(fù)測試。

測試的是一顆英飛凌的IPW60R190C6 看其規(guī)格書中ID為20A左右,其Ptot為150W,

難道是說當MOS的Ptot超過其標稱值時會這樣保護,而且不會損壞MOS?

思索良久還是不解,特發(fā)帖上來請高手賜教。。。。

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2014-01-23 11:17
我是來頂帖子的
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zhenxiang
LV.10
3
2014-01-23 11:21
@電源網(wǎng)-源源
[圖片]我是來頂帖子的
沒見過這樣的MOS,我的理解管子上的功耗引起溫升超過極限值然后就擊穿了不可恢復(fù)。
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2014-01-23 11:22
@zhenxiang
沒見過這樣的MOS,我的理解管子上的功耗引起溫升超過極限值然后就擊穿了不可恢復(fù)。
我測試其他品牌的MOS和IGBT單管,不斷加大電流會擊穿熱死,但英飛凌的這顆卻會保護,很是不解。
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zhenxiang
LV.10
5
2014-01-23 11:31
@javike
我測試其他品牌的MOS和IGBT單管,不斷加大電流會擊穿熱死,但英飛凌的這顆卻會保護,很是不解。
那會做有刷電機驅(qū)動PWM調(diào)速,最大D=1 多只并聯(lián)的大MOS經(jīng)常有因為過熱擊穿的 沒一個能恢復(fù)的。 正品的FSC 
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2014-01-23 11:44
@zhenxiang
那會做有刷電機驅(qū)動PWM調(diào)速,最大D=1多只并聯(lián)的大MOS經(jīng)常有因為過熱擊穿的沒一個能恢復(fù)的。正品的FSC 

這個不像是過熱保護。

16A時長時間帶載都可以,一到17A就這樣了。

而且冷態(tài)18度環(huán)境下,突然帶載17A也會這樣,突然帶載25A也不會擊穿,還是這樣。

如果是過熱導(dǎo)致的,16A長時間帶載也應(yīng)該會過熱,但不會出現(xiàn)這個情況,

而且過熱在短時間內(nèi)反復(fù)測試時因為有熱積累不應(yīng)該總是17A出現(xiàn)這個情況。

另外,過熱一般的表現(xiàn)會是擊穿不可恢復(fù),而這個是可以反復(fù)測試不擊穿,

仔細一點看最后那個波形的后部分,MOS的VGS和輸出波形是有尖峰的,說明MOS試圖恢復(fù)正常工作的狀態(tài),

但因為輸出電流一直維持著,所以一直處于保護狀態(tài),類似于開關(guān)電源的過流打嗝保護。

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zvszcs
LV.12
7
2014-01-23 12:22
@javike
這個不像是過熱保護。16A時長時間帶載都可以,一到17A就這樣了。而且冷態(tài)18度環(huán)境下,突然帶載17A也會這樣,突然帶載25A也不會擊穿,還是這樣。如果是過熱導(dǎo)致的,16A長時間帶載也應(yīng)該會過熱,但不會出現(xiàn)這個情況,而且過熱在短時間內(nèi)反復(fù)測試時因為有熱積累不應(yīng)該總是17A出現(xiàn)這個情況。另外,過熱一般的表現(xiàn)會是擊穿不可恢復(fù),而這個是可以反復(fù)測試不擊穿,仔細一點看最后那個波形的后部分,MOS的VGS和輸出波形是有尖峰的,說明MOS試圖恢復(fù)正常工作的狀態(tài),但因為輸出電流一直維持著,所以一直處于保護狀態(tài),類似于開關(guān)電源的過流打嗝保護。
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2014-01-23 12:29
@zvszcs
[圖片]
這個帖子目測要火,留名在此
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2014-01-23 14:18
@SKY丶輝煌
這個帖子目測要火,留名在此
坐等高人解答
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2014-01-23 16:08

這個是IPW60R190C6 datasheet上面的截圖,也許從這個圖片上能找到答案

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jianyedin
LV.9
11
2014-01-23 17:13
很詫異
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jianyedin
LV.9
12
2014-01-23 17:20
是不是輸入電源限流了
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2014-01-23 17:54
@心中有冰
[圖片]這個是IPW60R190C6datasheet上面的截圖,也許從這個圖片上能找到答案[圖片]
很明顯,當驅(qū)動是6V時,電流在17A那個地方RDS(on)趨向于無窮大
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2014-01-23 17:55
@心中有冰
很明顯,當驅(qū)動是6V時,電流在17A那個地方RDS(on)趨向于無窮大
冰冰都出動了 亭亭果然面子大大的~
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2014-01-23 17:58
@電源網(wǎng)-源源
冰冰都出動了亭亭果然面子大大的~
你的出現(xiàn),才讓這個帖子蓬蓽生輝……
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老梁頭
LV.10
16
2014-01-23 18:20
@心中有冰
很明顯,當驅(qū)動是6V時,電流在17A那個地方RDS(on)趨向于無窮大

我也感覺像是驅(qū)動的問題,可能是驅(qū)動能力不足造成的

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2014-01-23 18:22
@心中有冰
很明顯,當驅(qū)動是6V時,電流在17A那個地方RDS(on)趨向于無窮大

RDS無窮大看起來是對的,相對于電子負載的帶載模式下的內(nèi)阻是非常大,

所以輸入電壓分壓后MOS的VDS接近輸入電壓,那為什么輸出電流還有?

而且我測量的電流是MOS的S級與輸出電容之間的,不是輸出電容與電子負載之間的。

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2014-01-23 18:48
@javike
RDS無窮大看起來是對的,相對于電子負載的帶載模式下的內(nèi)阻是非常大,所以輸入電壓分壓后MOS的VDS接近輸入電壓,那為什么輸出電流還有?而且我測量的電流是MOS的S級與輸出電容之間的,不是輸出電容與電子負載之間的。

既然MOSFET的內(nèi)阻非常大,那么從理論上來說其本身肯定基本沒有什么電流流過了,即使是流過電流都是MOSFET的Cds電容形成的漏電流,應(yīng)該很小才對

而且MOSFET的S到輸出電容基本沒有壓降了,電流是怎么形成的?是不是測量錯誤,還是拾取的干擾信號?請再次確認。

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2014-01-23 19:10
@心中有冰
既然MOSFET的內(nèi)阻非常大,那么從理論上來說其本身肯定基本沒有什么電流流過了,即使是流過電流都是MOSFET的Cds電容形成的漏電流,應(yīng)該很小才對而且MOSFET的S到輸出電容基本沒有壓降了,電流是怎么形成的?是不是測量錯誤,還是拾取的干擾信號?請再次確認。

電流的確是很大,17A左右,這個我反復(fù)驗證過,同時也用鉗表確認過。

明天發(fā)一張放大后的波形,

在進入“保護”模式后,輸出的電壓和驅(qū)動的電壓對應(yīng)的尖峰縱坐標上電流也是有一個很小的下尖峰的,

但下尖峰低谷也有16A以上(示波器是100M全開帶寬的)。之前我沒測電流波形時也是很認同MOS保護使DS開路了,但測了電流以后發(fā)現(xiàn)不應(yīng)該是這樣的,

所以也對電流進行過反復(fù)驗證。

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2014-01-23 19:12
@老梁頭
我也感覺像是驅(qū)動的問題,可能是驅(qū)動能力不足造成的

驅(qū)動不足時不會是這樣的,驅(qū)動不足應(yīng)該是VGS會被拉低,而這個VGS是不低反而更高。

同時線性調(diào)整也不存在驅(qū)動不足。

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2014-01-23 19:15
@jianyedin
是不是輸入電源限流了

輸入電流源限流了輸入的電壓會降低,這里是沒有降的。

而且輸入電源是40A的線性電源。

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2014-01-23 19:21
@javike
驅(qū)動不足時不會是這樣的,驅(qū)動不足應(yīng)該是VGS會被拉低,而這個VGS是不低反而更高。同時線性調(diào)整也不存在驅(qū)動不足。

是的,線性調(diào)整,不存在驅(qū)動不足的問題

而且MOSFET不像三極管驅(qū)動需要較大電流,MOSFET是電壓型驅(qū)動器件

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2014-01-23 19:29
@zvszcs
[圖片]
周董發(fā)表下高見呀
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358858518
LV.7
24
2014-01-23 20:48
**此帖已被管理員刪除**
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2014-01-23 22:14
@358858518
**此帖已被管理員刪除**
換同型號的?
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2014-01-23 22:20
@心中有冰
[圖片]這個是IPW60R190C6datasheet上面的截圖,也許從這個圖片上能找到答案[圖片]

再看了一遍這個圖,的確在6V時RDS變得很大了,此時的ID也剛好就在17A左右,

但是,同時此時的驅(qū)動也因為內(nèi)阻變大而使得環(huán)路控制加大VGS,

所以看到的波形此時的VGS是上升的,

這樣就有2個問題了:

1. 為什么環(huán)路讓VGS加大,根據(jù)曲線中的來看,VGS加大后,ID可以再大些(超過17A),為什么此時不會ID不會再大,而且輸出也為0了?

2. 環(huán)路控制導(dǎo)致VGS電壓上升,說明環(huán)路檢測到了輸出電壓降低了,為什么輸出的電流仍有那么大,輸出電壓還會降低?

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SKY丶輝煌
LV.10
27
2014-01-23 22:25
@javike
再看了一遍這個圖,的確在6V時RDS變得很大了,此時的ID也剛好就在17A左右,但是,同時此時的驅(qū)動也因為內(nèi)阻變大而使得環(huán)路控制加大VGS,所以看到的波形此時的VGS是上升的,這樣就有2個問題了:1.為什么環(huán)路讓VGS加大,根據(jù)曲線中的來看,VGS加大后,ID可以再大些(超過17A),為什么此時不會ID不會再大,而且輸出也為0了?2.環(huán)路控制導(dǎo)致VGS電壓上升,說明環(huán)路檢測到了輸出電壓降低了,為什么輸出的電流仍有那么大,輸出電壓還會降低?
每一個奇怪的現(xiàn)象,背后都有一個我們還沒有了解的原因,期待在大家的努力下,解決問題。
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358858518
LV.7
28
2014-01-23 22:48
@javike
換同型號的?
**此帖已被管理員刪除**
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2014-01-24 09:22
@358858518
**此帖已被管理員刪除**
批號相同嗎?我等下?lián)Q一顆試試,不過我這里批號都是相同的
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2014-01-24 09:23
@SKY丶輝煌
每一個奇怪的現(xiàn)象,背后都有一個我們還沒有了解的原因,期待在大家的努力下,解決問題。
只有大家都發(fā)表下意見才能討論出真知
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2014-01-24 09:27
@javike
電流的確是很大,17A左右,這個我反復(fù)驗證過,同時也用鉗表確認過。明天發(fā)一張放大后的波形,在進入“保護”模式后,輸出的電壓和驅(qū)動的電壓對應(yīng)的尖峰縱坐標上電流也是有一個很小的下尖峰的,但下尖峰低谷也有16A以上(示波器是100M全開帶寬的)。之前我沒測電流波形時也是很認同MOS保護使DS開路了,但測了電流以后發(fā)現(xiàn)不應(yīng)該是這樣的,所以也對電流進行過反復(fù)驗證。

補圖:

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