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刘丹

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如何排除LLC谐振转换器中出现的MOSFET故障?

    在启动期间,由于反向恢复dv/dt,零电压开关运行可能会丢失并且MOSFET可能发生故障。
    在启动之前谐振电容和输出电容完全放电。这些空电容导致Q2体二极管进一步导通并且在Q1导通前不会完全恢复。反向恢复电流非常高并且在启动期间足以造成直通问题,如图4所示图4: 启动期间LLC 谐振转换器中的波形。

图4: 启动期间LLC 谐振转换器中的波形


回帖(4)

刘军

2019-1-15 17:32:50
启动期间,推荐用于故障模式的解决方案是:

  采用快速恢复MOSFET

  减少谐振电容器

  控制高侧和低侧MOSFET的驱动信号,从而形成完整的体二极管恢复
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刘丹

2019-1-15 17:33:52
在输出短路期间MOSFET通过极高的电流。当发生输出短路时,Lm在谐振中被分流。LLC 谐振转换器可由 Cr 和 Lr简化为串联谐振回路,因为Cr仅与Lr共振。这种状况通常会导致零电流开关运行(电容模式)。零电流开关运行最严重的缺陷是导通时的硬式整流,可能导致二极管反向恢复应力(dv/dt) 和巨大的电流和电压应力,如图5所示。另外,由于体二极管反向恢复期间的高 di/dt 和 dv/dt,该器件还可能被栅极过压应力破坏。

  LLC谐振转换器中怎样做才不会出现MOSFET故障
4.jpg
  图5:输出短路期间LLC 谐振转换器中的波形
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杨静

2019-1-15 17:34:13
启动期间,推荐用于故障模式的解决方案是:

  采用快速恢复MOSFET

  增大导通电阻以减小反向恢复di/dt和dv/dt、体二极管反向电流(Irm) 和峰值电压Vgs,如图6所示

  增加最小开关频率以防止电容模式

  在发生输出短路后尽快减少 Vgs关断延迟

       减小过流保护电流

  
  图6:反向恢复期间的导通栅极电阻效应
  
  图 7.:FRFET (FCH072N60F)和 一般 MOSFET (FCH072N60) 之间的反向恢复特性比较
  将一般MOSFET替换为快速恢复MOSFET (FRFET? MOSFET) 非常简单有效,原因是不需要额外威廉希尔官方网站 或器件。图7显示与一般 MOSFET相比, FRFET MOSFET 在反向恢复特性方面的改进。与一般MOSFET (FCH072N60) 相比,FRFET MOSFET (FCH072N60F)的反向恢复电荷减少了90% 。FRFET MOSFET体二极管的耐用性比一般MOSFET好得多。此外,在反向恢复期间若高侧MOSFET从FRFET变为一般 MOSFET,低侧MOSFET的峰值栅源极电压从54V降为26 V。由于改进了这么多特性 ,FRFET MOSFET在LLC谐振半桥转换器中提供更高的可靠性 。

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王栋春

2019-1-15 22:06:19
经验之谈  学习了
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