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10分快3

2019-04-15 14:50 来源:电源网综合 编辑:niko

详解LLC谐振变换器中MOSFET失效模式(一)

二极管关断伴随非常大的dv/dt,因此在很大的di/dt条件 下,会产生很高的反向恢复电流尖峰。这些尖峰会比稳 态开关电流幅值大十倍以上。该大电流会使MOSFET损 耗大大增加、发热严重。MOSFET结温的升高会降低其 dv/dt的能力。在极端情况下,损坏MOSFET,使整个系 统失效。在特殊应用中,负载会从空载突变到过载,为 了能够保持系统可靠性,系统应该能够在更恶劣的工作 环境中运行。

详解LLC谐振变换器中MOSFET失效模式(二)

详解LLC谐振变换器中MOSFET失效模式(二)

图10和图11给出了过载时功率MOSFET开关波形。电流 尖峰发生在开通和关断的瞬间。可以被认作是一种“暂 时直通”。图12给出了过载时LLC谐振变换器的简化波 形,图13给出了可能导致器件潜在失效问题的工作模 式。

在t0 ~ t1时段,Q1导通,谐振电感电流Ir为正。由于 MOSFET Q1处于导通状态,谐振电流流过MOSFET Q1 沟道,次级二极管D1导通。Lm不参与谐振,Cr与Lr谐 振。能量由输入端传送到输出端。

在t1 ~ t2时段,Q1门极驱动信号开通,Q2关断,输出电 流在t1时刻为零。两个电感电流Ir 和 Im相等。次级二极 管都不导通,两个输出二极管反向偏置。能量从输出电 容而不是输入端往外传输。因为输出端与变压器隔离, Lm与Lr串联参与谐振。

在t2 ~ t3时段,MOSFET Q1 依然施加门极信号,Q2关 断。在这个时段内,谐振电感电流方向改变。电流从 MOSFET Q2的源极流向漏极。D2开始导通,D1反向偏 置,输出电流开始增加。能量回流到输入端。

在t3 ~ t4时段,关断MOSFET Q1和Q2的门极信号,谐振 电感电流开始流过MOSFET Q2的体二极管,这就为 MOSFET Q1创造了ZCS条件。

在t4 ~ t5时段,MOSFET Q2开通,流过一个很大的直通 电流,该电流由MOSFET Q1体二极管的反向恢复电流 产生。这不是偶然的直通,因为高、低端MOSFET正常 施加了门极信号;有如直通电流一样,它会影响到该开 关电源。这会形成很高的反向恢复dv/dt,时常会击穿 MOSFET Q2。这样就会导致MOSFET失效,当使用的 MOSFET体二极管的反向恢复特性较差时,这种失效机 理会更加严重。

详解LLC谐振变换器中MOSFET失效模式(二)

详解LLC谐振变换器中MOSFET失效模式(二)

详解LLC谐振变换器中MOSFET失效模式(二)

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