BOOST變換器MOS管發(fā)熱嚴(yán)重
知道為什么會(huì)發(fā)熱嗎這個(gè)其實(shí) 是非常簡(jiǎn)單的道理,只要一說也許就恍然大悟了,60安650伏的開關(guān)管的由于大電流高電壓的開關(guān)管,這個(gè)結(jié)電容是非常大的,而且頻率100千赫,電壓有400多伏,那么,這個(gè)開關(guān)管存在電容的損耗就是P=CUUF,不要說3安,就是1安的損耗也非常大,溫度高了,這個(gè)其實(shí)是無法克服的,所以,為了減小這個(gè)大開關(guān)管的姐電容存在的損耗,就是采用軟開關(guān),兩個(gè)工作,一個(gè)高電壓小電流,存在的結(jié)電容就比較小了,其實(shí),這個(gè)就是大管子的結(jié)電容用一個(gè)電感器儲(chǔ)能,就是那里電容轉(zhuǎn)到了電感上了,小管子先開通,大管子后開通,這個(gè)是輔助電感器的能量與大開關(guān)管的導(dǎo)通的能量一起釋放輸出了,可以減小損耗了。否則,開關(guān)管的損耗非常大,產(chǎn)生嚴(yán)重的發(fā)熱,只要開關(guān),哪怕輸出電流再小,也損耗是非常大的。
其實(shí),在我的新一代軟性開關(guān)電源變換技術(shù)專題討論里的中間位置就重點(diǎn)討論了這個(gè)技術(shù)話題了,就是損耗非常大,我的是三相電升壓到650伏,采用27N80,發(fā)熱不得了了,所以采用了軟開關(guān)改進(jìn)電路了,其實(shí),在單相電升壓到400伏直流還是采用20安500伏的開關(guān)管,這個(gè)結(jié)電容不是非常大,然而還是存在一定的損耗的,頻率還是選擇60千赫,三相電也是升壓采用60千赫,你這里采用100千赫,頻率非常高,所以損耗確實(shí)非常大,發(fā)熱嚴(yán)重了,就這樣。
其實(shí),適當(dāng)?shù)谋容^快的關(guān)斷確實(shí)可以減小一點(diǎn)損耗,但問題是,只要一定限度了再快也是一樣了,存在存儲(chǔ)延時(shí)關(guān)斷,不是快關(guān)斷也一樣快了,存在電流下降的曲線,再快也快不了了,那么,才3安電流是非常小的,這個(gè)關(guān)斷的損耗就是非常小的,不存在關(guān)斷損耗大的問題,就是結(jié)電容損耗引起的,我說了,就是輸出1安的電流,幾乎是完全沒有關(guān)斷損耗,可以是0 了,還是損耗大發(fā)熱嚴(yán)重了,沒有區(qū)別,如果把開關(guān)管的電流選擇小的就是結(jié)電容也小了,那么,損耗也小了,還有,頻率低了一些的損耗也小了,所以,上面的公式就是三個(gè)要素決定的,就是結(jié)電容,電壓的平方,頻率三者乘積,所以,推廣軟開關(guān)才是減小損耗的辦法了,就是大管子的結(jié)電容變成了能量回饋輸出的能量,小管子的結(jié)電容小了,損耗也小了,當(dāng)然,小管子高電壓的其實(shí)也還是存在一定的損耗 的,沒有兩全其美了,目前是沒有辦法可以完美解決的完全0電壓的軟開關(guān),即0電壓導(dǎo)通就不存在這個(gè)問題了,但現(xiàn)在做不到,所以,產(chǎn)業(yè)一點(diǎn)改進(jìn)的辦法,沒有完美的措施。
如果單管就是現(xiàn)在容量小一點(diǎn)的,頻率低一些的,但問題又是什么呢,要知道,管子越大內(nèi)阻越小,損耗也小了,現(xiàn)在小一點(diǎn)電流的損耗在輸出功率大時(shí),內(nèi)阻小的損耗也小了,所以,又選擇大電流的損耗減小可是事實(shí)的呀,功率小的選擇小的管子,功率大的選擇大的管子,這個(gè)就是這樣的選擇了,那么,存在的結(jié)電容的損耗是客觀存在的,沒有辦法可以去除的,違背不了的管子參數(shù)的規(guī)律了,選擇低一些的頻率損耗隨比例的降低,但電感器就比較大了,所以,一般選擇50千赫就可以了,沒有必要選擇100千赫的頻率,這個(gè)頻率偏高了,結(jié)電容大了,關(guān)斷損耗也大了,50千赫是100千赫的一半損耗也是一半了,就是這樣的。
其實(shí),BOOT軟開關(guān)在UC3855,pfc就有介紹這個(gè)電路,但這個(gè)電路存在錯(cuò)誤,正確的就是采用我的技術(shù)原理,在我的論壇里的中間位置就有介紹這個(gè)軟開關(guān)的電路,是可以參考的,我的論壇就是【新一代軟性開關(guān)電源變換技術(shù)專題討論】,里面有比較詳細(xì)的介紹,不過,那個(gè)是三相電電壓太高了,為什么一定要采用呢,就是升壓到650伏的電壓非常高,而且,27N60的管子的結(jié)電容因?yàn)殡娏鞔蟮慕Y(jié)電容也是非常大的,這樣造成的損耗也是非常高的,所以才采用了軟開關(guān)電路,就是大管是完全大管輸出能量,小管子就是先導(dǎo)通2微妙,把大管的結(jié)電容當(dāng)成了能量?jī)?chǔ)存到輔助小電感又是變壓器,通通過副邊繞組反饋到輸出端了,這樣是完全可以形成電感器了,否則,介紹的3855的其實(shí)那個(gè)電路存在一定的錯(cuò)誤,我改進(jìn)的電路才是完全正確的。
樓主,給你個(gè)參考意見,僅供參考。
我覺得是MOS管開關(guān)損耗引起的發(fā)熱,并不是導(dǎo)通損耗。
根據(jù)你提供的波形來看,其中開通損耗比關(guān)斷損耗要大。
1、先從MOS管的驅(qū)動(dòng)波形來看,開通上升沿波形出現(xiàn)震蕩,這個(gè)震蕩會(huì)增加MOS管的開通損耗,所以可以優(yōu)化電路參數(shù)來減小或者避免這個(gè)震蕩。
通常的做法,增大MOS管驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)能力或者減小柵極限流電阻阻值;縮短?hào)艠O驅(qū)動(dòng)走線,優(yōu)化走線路徑。
2、MOS管的關(guān)斷下降沿波形也出現(xiàn)了明顯的震蕩,這個(gè)震蕩同樣會(huì)增大MOS管的損耗,常見的就是MOS管VDS電壓出現(xiàn)尖峰,需要優(yōu)化MOS管關(guān)斷電路。
通常的做法,在MOS管的G、S之間反接一個(gè)PNP三極管,加快MOS管的關(guān)斷時(shí)間;單三極管的放電路徑要盡量的短,最好將三極管放在MOS管的旁邊。
其實(shí),大功率大電流的開關(guān)管的結(jié)電容大倒是有個(gè)問題,就是損耗大了,無論升壓器還是pfc一概存在,根本不是什么關(guān)斷存在損耗,因?yàn)椋褪?安電流非常小了,其實(shí),關(guān)斷損耗微乎其微的,再快速也無濟(jì)于事,其實(shí),也不是越快速越好,就是會(huì)產(chǎn)生電壓變化率太高,會(huì)耦合到刪級(jí),不是那么穩(wěn)定,要加一點(diǎn)吸收器。
這個(gè)確實(shí)值得關(guān)注,因?yàn)椋蠊β蕄fc的開關(guān)管電流大的結(jié)電容損耗確實(shí)是比較大的,還是加輔助管子的大管的結(jié)電容形成能量變成輸出了,小管的結(jié)電容小了一些,但電壓更高了,這個(gè)可以減小這個(gè)損耗了,沒有別的辦法了,就是460的管子結(jié)電容是500P,損耗多少,P=CUUF,你的60安650伏的結(jié)電容差不多是5倍了 ,所以,發(fā)熱是必然的。就是實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)是可以減小這個(gè)損耗的。
我隨便說一下,交錯(cuò)的在高電壓不是太必要,低電壓大電流才是必須的,交錯(cuò)就是兩項(xiàng)45度角了,0.707-1了,只要輸出瀘波的 三倍容量就一樣了,而且分流了,不會(huì)產(chǎn)生電容的發(fā)熱問題了,搞交錯(cuò)是可以,但是,兩組并聯(lián)的成本高太多了,不劃算的,我認(rèn)為還是單級(jí)的性價(jià)比高,效率其實(shí)的是一樣的,那么,是否兩個(gè)60安650伏兩管了,這個(gè)成本是非常高的。發(fā)熱更大了,單個(gè)才一半了,其實(shí),pfc一般是400伏輸出直流電壓的吧,5000瓦12,5安嗎,不是非常大,如果低電壓12伏50安100安的,或者24伏的的,電流非常大,通常還是沒有交錯(cuò),這里采用三相就是0,866到1,這個(gè)效果就非常好了,其實(shí),十幾安采用單級(jí)確實(shí)可以,以前都是這么做的,成本低,把輸出電容增大一些不也就可以了嗎,成本低的多了,電路也非常簡(jiǎn)單了,就是一半了。
我提供的技術(shù)觀點(diǎn)可以參考,現(xiàn)在出現(xiàn)一種炒作現(xiàn)象,其實(shí),是歪論的多,是可以,但成本高經(jīng)濟(jì)上不劃算的,10安電流不是太大,20安的llc電源實(shí)在太多了,都是沒有交錯(cuò),電容瀘波多一點(diǎn)容量就一點(diǎn)不發(fā)熱了,穩(wěn)定不高,如果一個(gè)的就發(fā)熱厲害溫度高了,如果三個(gè)電容,不可以從左到右,是中間引出端,這樣的電流比較平衡了,如果通常的,形成CLC,就一只溫度高另一只溫度低了,走線講究一下就可以了。
我看過一個(gè)帖子,才500瓦也搞了交錯(cuò),這個(gè)是一個(gè)大笑話,因?yàn)椋?00瓦電流太小了,一個(gè)普通的560微法的電解電容就可以了,電流才2安多,怎么也不會(huì)發(fā)熱的,就是完全誤導(dǎo)了,現(xiàn)在相當(dāng)多都是炒作,比如碳化硅,什么無橋,什么DSP,都成了神仙一樣,結(jié)果是改變方式性質(zhì)沒有任何改變的,其實(shí),實(shí)踐結(jié)果就是故障率更高,成本也高了,中國(guó)我看就是什么都狂轟濫炸,許多不大懂技術(shù)的人就被誤導(dǎo)了,就500瓦都搞了什么交錯(cuò),電流復(fù)雜,成本高多了,非常不劃算的,都在降低成本才有競(jìng)爭(zhēng)力,交錯(cuò)就是45度角,就是0,707到1 ,三倍電容量就完全平衡了,成本高了一點(diǎn)但不多,交錯(cuò)就是兩組變換,低電壓采用的多,高電壓是電流小了,所以沒有必要。
不過,我提一下,是這樣的,其實(shí),500瓦就用560微法的電容,因?yàn)殡娏餍×怂詻]有任何關(guān)系的,其實(shí),你的5000瓦的電容就是4700微法,如果單個(gè)確實(shí)會(huì)發(fā)熱的,那么,多個(gè)并聯(lián),可以這么做嗎,不要一個(gè)電感器,分成三個(gè),這個(gè)就是1666瓦,三個(gè)電感器,三個(gè)輸出二極管,分別680微法兩個(gè)一組,總共六個(gè)就是這個(gè)電容量了,兩個(gè)并聯(lián)的中間為引線,不是平行,否則,一個(gè)電容電流大一個(gè)小了,就是這樣的。低電壓大電流才搞交錯(cuò),高電壓電流小了,其實(shí),20安llc的電容的電流就是10安,都是直接電容瀘波就可以了,都是這么做的。我提供的供參考。
就是說交錯(cuò)的低壓大電流,高電壓可以不采用,因?yàn)?,這個(gè)成本高不劃算的,比經(jīng)濟(jì)的,因?yàn)?,有人低電壓碰到問題了,如5伏60安100安的產(chǎn)品做過一些了,走線困難,沒有辦法,所以就發(fā)明了交錯(cuò)45度,三相的60度,其實(shí)就是這么一個(gè)道理,可以減小瀘波的電容的電流,高電壓就沒有什么關(guān)系了,5伏60瓦功率小了,如果60安220伏的功率就是一萬多瓦了,其實(shí),5伏60安的通常也是沒有高交錯(cuò)的,我做過100安的存在一些問題,其實(shí),也是可以的,就是搞了幾個(gè)個(gè)的電容并聯(lián)來分流了,這個(gè)走線就存在CLC小瀘波了,交錯(cuò)被5度就是電容的電流小了三倍了,就是這樣的。