LLC電源MOSFET發(fā)熱嚴(yán)重

我自己初次嘗試設(shè)計(jì)半橋式LLC諧振變換器，在設(shè)計(jì)完畢后，對(duì)控制回路進(jìn)行調(diào)試后沒(méi)問(wèn)題，而后整機(jī)測(cè)試，先是空載，我用一個(gè)直流電源慢慢給高壓直流側(cè)上電，高壓直流側(cè)到100VDC時(shí)，輔助電源啟動(dòng)了，LLC有輸出了，然后慢慢往上升，直到升到180VDC左右，輸出到達(dá)27V，再繼續(xù)往上升，輸出電壓不變形成閉環(huán)了，輸出很穩(wěn)定，然后高壓側(cè)升到到230VDC左右時(shí)，MOSFET炸了，之后拆下管子測(cè)量，發(fā)現(xiàn)GS極之間短路了，然后門(mén)極電阻也被燒斷了，一直到磁隔離的驅(qū)動(dòng)變壓器之后的元件沒(méi)有損壞的。剛開(kāi)始以為是我的LLC工作頻率太寬了（40K-400K），然后把最大工作頻率放低（放到180K左右）然后更換管子重新上電，發(fā)現(xiàn)高壓側(cè)直流電壓到180VDC的時(shí)候MOSFET溫升很高（空載），目前還沒(méi)有帶載。有沒(méi)有哪位大神幫忙分析一下到底是不是開(kāi)關(guān)頻率的問(wèn)題呀，如果是能不能提供一個(gè)可行性的建議呀。跪求大佬幫忙下面是我LLC主回路的參數(shù)：

MOFET：選擇12N60C；諧振電感：18uH；變壓器：（原邊16匝，直徑為0.5mm的利茲線并繞；副邊兩個(gè)繞組均是3匝，0.5mm的利茲線30股并繞，1mm氣隙。感量為95uH）；諧振電容：兩個(gè)100nF的CBB電容并聯(lián)；工作頻率的計(jì)算值為40K-150K;諧振頻率80K；下面是主回路的原理圖：

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peterchen0721

LV.8

2020-11-19 09:16

建議再重新算一下諧振腔參數(shù)吧，Lm=95uH、Lr=18uH、Cr=200nF、Fr=80KHz、n=16/3(半橋架構(gòu))、Vout=27V、Vin=?.......

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peterchen0721

LV.8

2020-11-19 09:23

先決定圈比 27V / 3T * 16T=144V * 2=288V這是輸入電壓...

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dy-dSStIKEa

LV.1

2020-11-19 09:56

@peterchen0721

建議再重新算一下諧振腔參數(shù)吧，Lm=95uH、Lr=18uH、Cr=200nF、Fr=80KHz、n=16/3(半橋架構(gòu))、Vout=27V、Vin=?.......

Vin的浮動(dòng)范圍本來(lái)是198VAC-242AC整流之后的直流電壓大約的浮動(dòng)范圍是280VDC-350VDC左右吧。

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dy-dSStIKEa

LV.1

2020-11-19 09:58

@peterchen0721

先決定圈比27V/3T*16T=144V*2=288V這是輸入電壓...

對(duì)，這個(gè)是在Lr和Cr諧振時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸入電壓

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dy-dSStIKEa

LV.1

2020-11-19 10:03

@peterchen0721

建議再重新算一下諧振腔參數(shù)吧，Lm=95uH、Lr=18uH、Cr=200nF、Fr=80KHz、n=16/3(半橋架構(gòu))、Vout=27V、Vin=?.......

我覺(jué)得是頻率過(guò)高導(dǎo)致的MOS管的寄生體二極管在反向恢復(fù)的時(shí)候產(chǎn)生的大的反向電流導(dǎo)致的，但沒(méi)有好的解決辦法。

改變諧振腔參數(shù)是要把諧振頻率拉低嗎？然后我再把最大工作頻率放低？？

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鄭天華的

LV.2

2020-11-19 20:30

看一下Q1.Q2的ZVS波形是否是q1關(guān)斷之后q2才啟動(dòng)的，如果q1還沒(méi)關(guān)斷q2就工作的話電壓直接加到q2上工作就可能將管子燒毀。

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追風(fēng)210

LV.2

2020-11-20 14:01

首先要先看看MOS的驅(qū)動(dòng)波形，然后在看諧振電容上的波形，最好是對(duì)照著看。你的設(shè)計(jì)輸出是多少？是27V？空載的時(shí)候很多IC都有突發(fā)模式。能燒到驅(qū)動(dòng)電阻，說(shuō)明驅(qū)動(dòng)波形很可能有問(wèn)題

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peterchen0721

LV.8

2020-11-20 16:05

@dy-dSStIKEa

對(duì)，這個(gè)是在Lr和Cr諧振時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸入電壓

是這個(gè)電壓那就代表設(shè)計(jì)錯(cuò)誤要再計(jì)算一下，另外變壓器自感量應(yīng)該也是錯(cuò)的，MOS會(huì)壞掉是被這個(gè)激磁電流玩死的。提供參考。

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dy-dSStIKEa

LV.1

2020-11-22 11:37

@peterchen0721

為啥是288V輸入就錯(cuò)了呀，依據(jù)是啥呀？這個(gè)電源在測(cè)量過(guò)程中在180V就閉環(huán)了呀。我也覺(jué)得電感量有點(diǎn)小，可是這個(gè)管子最大電流能走12A，在我的輸入電壓到200V的時(shí)候輸入電流大約0.1A（空載），20W左右，去掉輔助電源的供電功率（包含繼電器啥的）用電（最壞按大約2.5W左右），也就是空載時(shí)，LLC功率主回路部分純消耗17W的功耗，為啥功率這么大？是電磁件導(dǎo)致的嗎？因?yàn)榘桑姶偶悠焚M(fèi)很貴，輕易更換萬(wàn)一不好，血虧，剛開(kāi)始覺(jué)得頻率太高，然后放低，還是不行，之后又改驅(qū)動(dòng)，還是不好驅(qū)動(dòng)是這樣的

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dy-dSStIKEa

LV.1

2020-11-22 11:38

@追風(fēng)210

這是我的驅(qū)動(dòng)波形

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追風(fēng)210

LV.2

2020-11-23 12:21

@dy-dSStIKEa

這是我的驅(qū)動(dòng)波形[圖片][圖片][圖片]

這波形看起來(lái)確實(shí)不正常，應(yīng)該是方波，怎么會(huì)高電平下突然下降，驅(qū)動(dòng)上不應(yīng)該出現(xiàn)這種，IC腳上出來(lái)就這樣？

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zhangyiping

LV.9

2020-11-25 18:11

@追風(fēng)210

發(fā)熱嚴(yán)重知道為什么嗎，簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的說(shuō)，LLC變頻的頻率高，勵(lì)磁電流小，電感能量小，由于頻率提高的開(kāi)關(guān)管并聯(lián)的電容與寄生電容的電容能量隨著頻率的提高，就是CUUF嚴(yán)重大于LIIF，零電壓導(dǎo)通丟了，高電壓導(dǎo)通產(chǎn)生的容性開(kāi)通的損耗大了，損耗大就是這樣子產(chǎn)生的，新一代技術(shù)使用固定頻率的移相全橋方式，占空比變化，就不存在這個(gè)問(wèn)題了。定頻與變頻，差別非常大，變頻的已經(jīng)落后的方式了。

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dy-dSStIKEa

LV.1

2020-11-28 17:29

@peterchen0721

大佬，我算了一遍，果然電磁件算錯(cuò)了。我又把把變壓器和諧振電感的感量提高了一倍（又串聯(lián)了一個(gè)電感和變壓器），諧振電容容值減半變成100n，但是又有新的問(wèn)題了，空載時(shí)輸出電壓一直慢慢往上飄，輸出電壓到達(dá)設(shè)定值時(shí)，驅(qū)動(dòng)頻率已經(jīng)改變了，輸出電壓還是飄，我懷疑是變壓器原邊波形邊沿有尖刺造成的，我貼幾個(gè)波形，您幫我看看唄，實(shí)在不知道咋解決了.

下管DS波形：

變壓器原邊電壓波形（黃色）和電流波形：

諧振電容兩端電壓波形：

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peterchen0721

LV.8

2020-11-30 10:09

@dy-dSStIKEa

請(qǐng)問(wèn)輸出瓦數(shù)是多少?

目前已知的資料為

Fr=80KHz 頻率範(fàn)圍=40KHz-80KHz-150KHz

Vin=280V-350V

Vout=27V

Pout=?

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dy-dSStIKEa

LV.1

2020-11-30 11:10

@peterchen0721

請(qǐng)問(wèn)輸出瓦數(shù)是多少?目前已知的資料為Fr=80KHz 頻率範(fàn)圍=40KHz-80KHz-150KHzVin=280V-350VVout=27VPout=?

Po=600W，大佬，我測(cè)那個(gè)電流波形波形時(shí)那個(gè)探頭檔位選錯(cuò)了，示波器是10mV/A,探頭是100mV/A,原諒我的不認(rèn)真

。示波器顯示的數(shù)值除以10就對(duì)了。

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peterchen0721

LV.8

2020-11-30 13:52

@dy-dSStIKEa

Po=600W，大佬，我測(cè)那個(gè)電流波形波形時(shí)那個(gè)探頭檔位選錯(cuò)了，示波器是10mV/A,探頭是100mV/A,原諒我的不認(rèn)真[圖片]。示波器顯示的數(shù)值除以10就對(duì)了。

計(jì)算值提供參考/upload/t/community/2020/11/30/1606715548-62786-600.jpg?x-oss-process=image/watermark,g_center,image_YXJ0aWNsZS9wdWJsaWMvd2F0ZXJtYXJrLnBuZz94LW9zcy1wcm9jZXNzPWltYWdlL3Jlc2l6ZSxQXzQwCg,t_20

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dy-dSStIKEa

LV.1

2020-11-30 21:54

@peterchen0721

計(jì)算值提供參考/upload/t/community/2020/11/30/1606715548-62786-600.jpg

大佬匝比不應(yīng)該是n=Vin/(2*Vo)嗎，算出來(lái)是5-6左右呀，為啥是12呀

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peterchen0721

LV.8

2020-12-01 09:21

@dy-dSStIKEa

大佬匝比不應(yīng)該是n=Vin/(2*Vo)嗎，算出來(lái)是5-6左右呀，為啥是12呀

不好意思算成全橋，這個(gè)是半橋的推估資料，漏感只需30uH應(yīng)該有機(jī)會(huì)做在主變壓器內(nèi)。提供參考

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dy-dSStIKEa

LV.1

2020-12-01 17:17

@peterchen0721

不好意思算成全橋，這個(gè)是半橋的推估資料，漏感只需30uH應(yīng)該有機(jī)會(huì)做在主變壓器內(nèi)。提供參考[圖片]

大佬，咱倆算的參數(shù)相差不大，只不過(guò)我的諧振電感是外置的兩個(gè)串聯(lián)，變壓器也是串聯(lián)，我的K值取的是5，您取得是8.9，現(xiàn)在變壓器原邊波形老有尖刺，導(dǎo)致輸出電壓一直往上飄，變壓器的線我動(dòng)了n次了，還是消不下去（尖刺好幾十伏），您覺(jué)得是干擾的原因嗎？要不我把Ln改成8.9試試？

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