求助，这个MOS管驱动电路功率不能提高的瓶颈在哪里？

luolj · 发表于 2021-6-17 09:21:16

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

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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