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做了一款小功率的开关电源,在进行调试的时候,发现MOS管发热很严重,为了解决MOS管发热问题,要准确判断是否是这些原因造成,最重要的 是进行正确的测试,才能发现问题所在。通过这次解决这个MOS发热问题,发现正确选择关键点的测试,是否和分析的一致,才是解决问题之关键。: T: v7 T+ S3 U% b3 r. C% u4 q! h! K( m" s
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在进行开关电源测试中,除了用三用表测量控制电路其他器件的引脚电压,比较重要的是用示波器测量相关的电压波形。当判断开关电源是否工作正常,测试什么地 方才能反映出电源的工作状态,变压器原边和次级以及输出反馈是否合理,开关MOS管是否工作正常,PWM控制器输出端是否正常,包括脉冲的幅度和占空比是否正常,等等。 @, T- R+ j9 ]! \* P2 `! q" q
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+ U: n: h6 }# q) q" S( Y测试点的合理选择非常重要,正确选择既安全可靠测量,又能反映故障的原因所在,迅速查找出原因。$ n3 X7 P. v6 h2 n' j
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5 ^6 C1 P0 u" p* t分析这次MOS管故障的原因,根据开关电源以前的所了解的,一般引起MOS管发热的原因是:1:驱动频率过高。2:G极驱动电压不够。3:通过漏极和源极的Id电流太高。因此测试重点放在MOS管上,准确测试它的工作状况,才是问题的根本。选择测试点如图:, ~/ L! |3 K8 \; G% W5 @, y$ @: P5 H* ~3 J o3 j
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# Z) J4 ?1 T) v" @' G2 a4 U( ]Q1为功率开关MOS管,A点为漏极,B点为源极,R为电流取样电阻,C点为接地端。把双踪示波器的两个探头分别接到A和B点,两个探头接地端同时卡住电阻R的接地端C处。8 g+ S3 w; d L* |0 Z, \& g/ s3 ~, L8 ]2 l% o9 \1 ~
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% T6 y8 u3 K; A1 v7 k- d MOS管漏极测试A点波形
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而从B点的波形可以看出,MOS管的源极电压波形,这个波形是取样电阻R上的电压波形,能够反映出漏极电流极其导通和截止时间等信息,如下图分析:
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7 C; @8 A3 |( b/ @) k# m可以看出,每个周期中,开关MOS管导通时,漏极电流从起始到峰值电流的过程。 _& i' s# i8 `2 t( i, y; A+ u# _" \- N. x
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4 N- Z' O$ p+ b# T 取样电阻R的B测试点电压波形- B& q6 K) O: K( t8 N; k) e
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A和B点,这就是两个关键的测试点,基本上反映了开关电源的工作状态和故障所在,导通的时候的尖峰电压和尖峰电流非常大,如果能够将导通的尖峰电压和尖峰 电流消除,那么损耗能降一大半,MOS发热的问题就能解决。当然也是发现MOS管工作正常与否的最直接反映。8 @$ o0 V w! f3 A* d3 o8 x7 B+ J- z( j! q) O1 a4 P
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通过测试结果分析后,改变栅极驱动电阻阻值,选择合适的频率,给MOS管完全导通创造条件,MOS工作后有效的降低了尖峰电压,又选择了内阻更小的MOS 管,使在开关过程中管子本身的压降降低。同时合理选择的散热器。经过这样处理后,重新实验,让整个电源正常工作后,加大负载到满负荷工作,MOS管发热始 终没有超过50°,应该是比较理想。0 ]1 l3 n" }6 s; q$ g ~& n! P9 w; E v- [
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在用示波器测试过程中,要特别注意这两个测试点的波形,在逐步升高输入电压的时候,如果发现峰值电压或者峰值电流超过设计范围,并注意MOS管发热情况,如果异常,应该立刻关闭电源,查找原因所在,防止MOS管损坏
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