自举电容和mos管发热
自举二极管D必须使用与功率开关管相同耐压等级的快恢复二极管;自举电容设计也至关重要,C1的耐压比功率器件充分导通时所需的驱动电压(典型值为10 V)高。若在C1的充电路径上有1.5 V的压降,且假定有一半的栅压因泄露而降低,则自举电容C1可按式(4)来选取:https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/669af7f9d5d55ba55719d0250e82a433.png 式中:Qg为MOSFET的门极电荷。 工程应用上一般取C1>2*Qg/(VCC-10-1.5),且应选取容量稳定,耐脉冲电流的无感电容。 mos管发热可能的问题 1、电源振铃引起发热 之前设计的有刷直流电机驱动电路,采用的是IR2104半桥驱动器去驱动H桥功率电路,电路使用的都是经典的芯片厂商提供的设计方案,可是出现了一个糟糕的问题,电路就算不带载,功率管也发烫的厉害,要是带载则夸张的发热,能达到100℃以上,太恐怖了。为了这个问题,排查了整整一天多时间,百思不得其解,最后通过各个点的波形测试,发现问题出在电源受到功率管开关的影响,产生了极大的波动,导致电源产生振铃现象,峰值电压超过电源电压的3倍。从而导致了功率管DS,GS间的电压时常超过耐压值,和影响了IR2104S的驱动波形,导致上下臂直通现象的出现。解决方法:在功率电路H桥电源处加一个合适的滤波电容,一般10uF以上,去除电源干扰问题,从而彻底解决驱动电路问题。注意选择的不同的MOS管,需要的滤波电容容值也会相应的改变,必须做出调整。 2、死区时间异常引起发热IR2104死区时间异常,引起mos管空载发热
图片看不到,还望楼主再上传一下。 必须是快恢复二极管或者肖特基二极管,且耐压要满足 V<sub>DS</sub> 或更高。
额定电压应 ≥ MOSFET 的耐压等级,以防 HO 悬浮驱动阶段的尖峰损坏
自举电容与其他元件之间的连接可靠、接触良好,避免因连接松动导致电容发热。 选择内阻较低的MOS管,以减少导通时的功率损耗。 检查栅极驱动电压VGS是否足够高,以确保MOS管完全导通,减少等效直流阻抗和压降VDS,从而降低损耗和发热。 自举电容的充电路径(如通过自举二极管 / 肖特基二极管)需独立走线,避免与大电流路径(如功率电感、MOS 管漏极)耦合,减少干扰。 随着使用时间的增加,电容内部电阻可能增加,导致发热加剧 电容被击穿,导致电路短路。 在开关电源等高频应用中,MOS管的开关损耗会显著增加,导致发热问题加剧 流经开关的漏极电流ID过大也会导致发热。需要确保ID不超过MOS管的最大工作电流,并做好足够的散热设计。 所选电容的额定电压能够满足工作条件,并且具有较低的损耗,以减少发热。 选择适当的内阻,并非内阻越小越好 在电路设计中,避免过高的充放电频率,同时确保电容的充电时间充足,防止因充电不足导致电容欠压和发热 自举电路适用场景为中低频(几十 kHz 到百 kHz),高频下自举电容充电周期缩短,可能导致驱动电压不足,需配合高频率驱动芯片或改用隔离电源(如变压器驱动)。 在快速充放电过程中,电容的内部介质会产生能量损耗,进一步加剧发热 选择开关速度快的MOS管,以减少开关过程中的功率损耗。 走线尽量短而宽,必要时采用多层板布局,利用地层提供低阻抗回路。 驱动电阻过大导致开关速度慢,损耗增加。 考虑MOS管的脉冲电流能力,确保其能承受开关瞬间的冲击电流。