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重要检查点:MOSFET的VDS和IDS、输出整流二极管的耐压

工程师
2022-04-16 19:43:25     打赏

前项介绍了从绝缘型反激式转换器的机上设计开始,接着试作并进入评估,评估是否符合设计目标,也就是输出电压和效率等电源规格的话题。从这里,将就确认关于规格以外其他重要检查点进行说明。以下为预定说明项目。

・MOSFET的漏极电压和电流及输出整流二极管的耐压

・变压器的饱和

・Vcc电压

・输出瞬态响应和输出电压上升波形

・温度测量和损耗测量

・电解电容器

首先,说明通常规格的评估,并说明检查要点的区别。下表作为范例所使用电路的设计目标,经过多次测试后才达到。

参数MinTyp.Max単位条件输入电压无负载时输入功率输出电压输出电流输出纹波电压效率
90264VAC
50mW输入:100VAC/230VAC
11.41212.6V
1.5A
100mV带宽20MHz
80%输出:12V/1.5A

评估电路示例

表格的项目或数值作为一般电源规格,其测量方法等已经说明。例如,输出电压设定条件后,先用电压表测量电压,测量值是设定上限和下限之内侧,就能判定符合规格。

然而,实际测量必须再详细一些,或是采用其他方式进行评估,事前确认潜在的问题或余量,对顺利进行量产非常重要。这个水平的评估需要“看什么、如何看”的经验和诀窍。

MOSFET的漏极电压和电流
右的图是例题所使用的内置MOSFET电源IC BM2P014输出段的内部模块以及一部分反激式转换器构造的外置电路。

内置MOSFET是让IC的DRAIN引脚接漏极、SOURCE引脚接源极。本MOSFET具有将变压器的1次侧进行开关向2次侧传送电能的作用,担负着产生作为电源输出的重要功能。

当然的,这里的开关工作或波形如果奇怪,也无法得到正常输出。

以下所示为本MOSFET(IC)的VDS和IDS

评估波形图

左边是启动时的波形,右边是常态工作下的波形。启动时,输入电压会在达到工作电压后开始开关,VDS基本上会出现VIN+VOR和GND电位的开关波形。IDS则是和其连动。本波形,是大致上良好的示例。就其理由而言,启动后不易散乱且顺利转移至常态工作,也未因为开关产生相关峰波,未发现特殊状况,MOSFET也在额定值(650V)内。

右边常态工作时的波形放大了时间轴,能了解开关时的VDS和IDS的关系。在这里,确认各波形是可由电路构造设想的波形,以及未发生异常的峰波、振铃和振荡等。(电路工作或波形的详细内容,请参照“绝缘型反激式转换器的基础”。)

基本上确认VDS和IDS包含峰波或振铃在内,并未超过额定值。作为条件包括输入电压、负载电流、温度相关、上限和下限的测量矩阵。因而,可观察针对各条件的特性变动趋势,接着进一步根据电路工作和部件的特性加以证明,并将结果转化成以后的诀窍。

MOSFET的检查要点、检查时的条件设点

输出整流二极管Vr的波形的示例

输出整流二极管的耐压
确认施加于先前所示的电路图2次侧上的输出整流二极管的Vr、反向电压是否有问题。本二极管中,以VIN×匝数比+VOUT的最大值作为反向电压。观察实际施加的电压未超过Vr额定值、未出现异常波形。(电路工作或波形的详细内容,请参照“绝缘型反激式转换器的基础”。)

右边的波形是输出整流二极管Vr的波形的示例。


输出整流二极管的检查要点、检查时的条件设点

实际观察的波形和电压、电流,完成和计算数值一样,但和教科书所教导的理想数值不同。特别是关于波形,存在着杂散的寄生电容值或电感值等外在妨碍因素,同时影响到测量方法。如果未具备足够的经验,根本无法判断观察结果是好是坏。不过,这时候厂商提供的评估板就能派上用场了。电路多少有些不同,但基本上工作仍然接近理想中的状态,将其和自己设计的基板相互比较,是较为现实的方法。





关键词: 重要     检查点     MOSFET     VDS IDS      输出    

工程师
2022-04-16 20:21:00     打赏
2楼

学习


工程师
2022-04-16 23:31:50     打赏
3楼

文章写的不错的


工程师
2022-04-16 23:42:46     打赏
4楼

感谢您的分享


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