功率mos管在小电流下发热严重,找不到原因

qq_40396547 2017-09-26 10:33:27
rt.
功率mos管,参数如下:


原理图如下:


其中说明:
Q1的Vg加的是一个52hz的方波,但是方波的幅值是在1v----4v之间可调...(从cpu中出来,不可能大于5v)
保险管的1和地之间加22.5v的负载电源.

理想的情况:当Vg为低电平时,Q1不导通,采样电阻上没有电压降.
当Vgs为高电平时,Q1导通,采样电阻上有电压降.
而Vgs的大小,控制Ids的大小,这样,也就控制了采样电阻上电压的大小.

实际上测试时,稳定在0.032A(32mA)时,工作一段时间后,mos管已经很热了,如果再大一点,会很烫手....
感觉不应该啊,mos管这么小的电流,怎么可能 这么烫?
Vgs在 0----3.56v之间跳变,0,关闭,3.56v打开,也没有完全导通,所以电流很小,不明白原因

请大神指点下.
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qq_40396547 2017-10-08
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引用 8 楼 worldy 的回复:
恒流区就是放大区,你使用示波器观察,其开关输出的波形的幅度应该是峰:接近电源电压,谷:接近0;如果不是这样,你肯定发热严重,甚至烧管
峰的时候: Vgs=3.45v左右,Vth=2v,Vgs>Vth,同时Vds =22.5v > Vgs,此时管子肯定工作在恒流区(也就是放大区).具体电流:22.5 / (0.1+ 0.050(Rds?)+ 4.7 + R(二极管)), 谷的时候: Vgs=0,管子截止,无电流通过..
worldy 2017-09-29
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恒流区就是放大区,你使用示波器观察,其开关输出的波形的幅度应该是峰:接近电源电压,谷:接近0;如果不是这样,你肯定发热严重,甚至烧管
tianxj001 2017-09-28
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引用 6 楼 qq_40396547 的回复:
[quote=引用 3 楼 tianxj001 的回复:] 0.032*20V=0.6W,没加散热器,时间稍久绝对很热。
不是很久哎,0.032A,大概几十分钟吧.....我是看到它的最大电流和功率,感觉这导通的数值太小了...应该不至于这么热.. mos管没玩过,是不是导通工作点 需要特别的地方或我的Vgs矩形波要特别处理或有特别要求?驱动错了才这么热....找了一阵没找到相关东西..单个管也不用考虑什么死区......不明白哎[/quote] 这里和标称的最大极限功率(没看见详细,应该还是脉冲功率)330W有半毛钱关系吗?这只是管子的一种允许极限参数。 至于发热,是根据你的器件热阻和功率算出来的,比如表里面junction case MAX 是无限最大散热条件,0.45W/℃ 这个基本上没什么意义 标准PCB焊盘,2盎司铜皮,热阻是62.5W/℃ 1英寸正方形2盎司铜皮焊接的热阻是40W/℃ 哪怕按照这个热阻计算,0.6*40=24℃温升,如果环境温度25℃,那么器件温度为49℃,已经非常烫了,不过强制按器件还在可以忍受范围。超过60℃,手指是无法强制连续按器件的。
qq_40396547 2017-09-28
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引用 3 楼 tianxj001 的回复:
0.032*20V=0.6W,没加散热器,时间稍久绝对很热。
不是很久哎,0.032A,大概几十分钟吧.....我是看到它的最大电流和功率,感觉这导通的数值太小了...应该不至于这么热.. mos管没玩过,是不是导通工作点 需要特别的地方或我的Vgs矩形波要特别处理或有特别要求?驱动错了才这么热....找了一阵没找到相关东西..单个管也不用考虑什么死区......不明白哎
qq_40396547 2017-09-28
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引用 1 楼 worldy 的回复:
没有完全导通,功率大部分消耗在MOS管上,52HZ驱动,你的说明占空比是多少?另Mos管的门限电压不是开关电压,你的查特性曲线,饱和的门电压需要多少?如果你让MOS管工作于放大区,发热是不可避免的

你说的mos管工作于线性区,是指 可变电阻区?,
占空比50%.门限电压为2-4v,饱和的门电压10v

应该不在放大区,在恒流区
qq_40396547 2017-09-28
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引用 2 楼 of123 的回复:
它不是工作在开关状态。他还要“控制Ids的大小”,MOS 管发热不可避免。

对,不完全工作在开关状态.,,Uds比较大,'开'的时候,它算是工作在恒流区,
发热我可以理解,功率管,发热正常..不过...即使全部电压加上来.
0.032*25v=0.8W
而它的功率 相关参数

25度时允许 333W...这也差太远了吧.
tianxj001 2017-09-26
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0.032*20V=0.6W,没加散热器,时间稍久绝对很热。
of123 2017-09-26
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它不是工作在开关状态。他还要“控制Ids的大小”,MOS 管发热不可避免。
worldy 2017-09-26
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没有完全导通,功率大部分消耗在MOS管上,52HZ驱动,你的说明占空比是多少?另Mos管的门限电压不是开关电压,你的查特性曲线,饱和的门电压需要多少?如果你让MOS管工作于放大区,发热是不可避免的
ZVS即所谓零电压开关(ZVS)/零电流开关(ZCS)技术,或称软开关技术,小功率软开关电源效率可提高到80%~85%。接下来将详解介绍zvs原理及如何自制zvs的升压电路图以及它的操作步骤。 ZVS经典原理: 1. 上电瞬间,电源电压流经R1,R2,经过ZD1,ZD2稳压二极管钳位在12V后分别送入MOS1,MOS2的GS极,因此两个MOS管同时开通。 2. 因为元件参数的离散性(例如:MOS管GS钳位电压的离散性、MOS管本身跨导参数的离散性、变压器初级绕组不严格对称、走线长度差异等),导致两管DS电流在上电瞬间就不相同。假设下方的MOS管MOS2流过的电流稍大。即IL3》IL2。因为L2,L3是在同一磁芯上绕制,本身存在磁耦合,所以,对磁芯的励磁电流为IL2,IL3之和。之前提到IL3》IL2,而且从抽头看去,IL2,IL3的电流方向相反,所以对磁芯的励磁电流为Ip1=IL3-IL2。这样就可以等效为仅有L3线圈产生励磁作用(有一部分抵消掉L2的励磁)。明白这点以后,继续往下分析。 3. 见图1,在上电瞬间,L2,L3中的等效励磁电流Ip1用红色线条表示,因为具有相同的磁路,Ip1将在L2上产生一个互感电流,图中用蓝色线条表示,L2 L3与C1构成并联谐振,这个互感电流的方向同IL2相反,如此正反馈造成的结果是IL2越来越小,最终可单纯看做只有L3参与励磁。 4. 与此同时,B点电压升高,D1截止,C点电压保持12V,MOS2继续保持开通。因为MOS2开通时VDS很小,A点近似接地,D2导通,将D点电位强行拉低至0.7V左右,MOS1失去VGS而截止。 5. 随着时间推移,L3对磁芯的励磁最终达到磁饱和,大家注意,此时蓝色线条的电流因磁芯饱和失去互感刚好减到0,MOS1的DS上电压为零。而L3失去电感量而近似于一个仅几mΩ的纯电阻,瞬间大电流全部叠加在MOS2的导通电阻Ron上,使A点电位瞬间升高,D2截止,D点电位恢复至12V,MOS1获得VGS而导通(在VDS=0的情况下导通,故称ZVS)。继而B点近似接地,C点电压降到0.7V,MOS2截止,MOS1保持导通。当L2励磁达到饱和时电路状态再次发生翻转,重复第4过程。 6. 整个过程中,翻转的时间由谐振电容C1的容量和L2 L3共同决定,因为有C1构成谐振,初级电压波形呈完美正弦波,谐波分量大大减小,漏感的影响不复存在,因此变比等于匝比。L1为扼流电感,利用电感电流的不可突变特性,保证磁饱和瞬间MOS管的DS极不会流过巨大浪涌而损坏。这也是为什么不接此电感或者感量太小时,电路空载电流会增大,而且MOS管发热严重原因。 因为利用了磁饱和原理,所以在磁芯工作在滞回线1,3象限的饱和临界点之间,磁芯的储能作用得以最大发挥,传递功率相当大。

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