上圖為供給CPU_CORE的電壓,即PL515電感輸出,在1.5V左右,在PQ507 S端測試波形有尖峰脈衝,且Vmax=30v有超過spec的危險,在量產過程中有燒mos管AOD438的情況,求教怎樣消除圖中的尖峰脈衝,怎樣選擇mos管?
燒LOW SIDE MOS管,請教各位大俠
上圖為供給CPU_CORE的電壓,即PL515電感輸出,在1.5V左右,在PQ507 S端測試波形有尖峰脈衝,且Vmax=30v有超過spec的危險,在量產過程中有燒mos管AOD438的情況,求教怎樣消除圖中的尖峰脈衝,怎樣選擇mos管?
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@brain789
你圖上的那個過沖是應為你沒有在highside的柵極串一個電阻(一般不超過4.7ohm,現(xiàn)在看來消除這個尖的唯一方法就是換一個輸入電容大一點的highsideMosfet(danshi這樣會是其效率降低).另外,其實這個應該不是你燒lowside的真正原因,燒的原因估計因該是在上下管的死區(qū)時出現(xiàn)了交疊現(xiàn)象,(使用示波器可以抓到)[你是那個公司的,有機會可以交流一下.
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='這是一張縮略圖，點擊可放大。\n按住CTRL，滾動鼠標滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/31/1122293904.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
燒mos管在開機瞬間燒壞的,100pcs有7pcs燒壞,我們也懷疑可能是同時導通,但是都沒有量測到交疊的波形,臺北RD也否定了這種可能,想請教一下為什麼需要在high side 串電阻,low side 需要串嗎?還有查了一下high side mos的spec Ciss=1520pf Rg=0.47uf要將毛刺消除大概80%需要怎麼選mos,或者還有其他方法(不能改layout)!
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@yyc20213
[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖，點擊可放大。\n按住CTRL，滾動鼠標滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/31/1122293904.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">燒mos管在開機瞬間燒壞的,100pcs有7pcs燒壞,我們也懷疑可能是同時導通,但是都沒有量測到交疊的波形,臺北RD也否定了這種可能,想請教一下為什麼需要在highside串電阻,lowside需要串嗎?還有查了一下highsidemos的specCiss=1520pfRg=0.47uf要將毛刺消除大概80%需要怎麼選mos,或者還有其他方法(不能改layout)!
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='這是一張縮略圖，點擊可放大。\n按住CTRL，滾動鼠標滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/31/1122303444.gif');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
你們這么沒有用這種電路呢 你不能改LAYOUT 我就不知怎么辦了 我是剛學做這方面電源的. 你還可以換換其他的MOS 看看
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@daihuabo
[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖，點擊可放大。\n按住CTRL，滾動鼠標滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/31/1122303444.gif');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">你們這么沒有用這種電路呢 你不能改LAYOUT我就不知怎么辦了 我是剛學做這方面電源的. 你還可以換換其他的MOS看看
沒錯,你這種情況就是交疊(如你紅圈中所畫的造成的),一般在剛開機時負載比較輕那個交叉電壓會比你現(xiàn)在紅圈中畫的要高一些(這個電壓一般不能高于大概是1.3V左右)所以會燒low side 的管子,但是如果你增加負載(比如run 3dmark)時,交叉電壓就會降低所以負載越大越不會燒管子.(你可以實際測量一下)最保險的做法是把你紅圈中的交疊電壓完全降到0,就是說沒有交疊(這樣效率會低些但是不會燒管子).解決的辦法是有,但是要實際試驗(估計應該可以,不要改layout的).有人回復再寫【你要告訴我你是那個公司的】
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@brain789
沒錯,你這種情況就是交疊(如你紅圈中所畫的造成的),一般在剛開機時負載比較輕那個交叉電壓會比你現(xiàn)在紅圈中畫的要高一些(這個電壓一般不能高于大概是1.3V左右)所以會燒lowside的管子,但是如果你增加負載(比如run3dmark)時,交叉電壓就會降低所以負載越大越不會燒管子.(你可以實際測量一下)最保險的做法是把你紅圈中的交疊電壓完全降到0,就是說沒有交疊(這樣效率會低些但是不會燒管子).解決的辦法是有,但是要實際試驗(估計應該可以,不要改layout的).有人回復再寫【你要告訴我你是那個公司的】
既然會high side,low side 同時導通,那電流必定會有尖峰電流,但是我們在多次抓取low side 電流的時候並沒有抓到尖峰,而且遠低與spec,還有怎樣將交疊電壓降到0,是IC還是MOS管的問題?
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@brain789
沒錯,你這種情況就是交疊(如你紅圈中所畫的造成的),一般在剛開機時負載比較輕那個交叉電壓會比你現(xiàn)在紅圈中畫的要高一些(這個電壓一般不能高于大概是1.3V左右)所以會燒lowside的管子,但是如果你增加負載(比如run3dmark)時,交叉電壓就會降低所以負載越大越不會燒管子.(你可以實際測量一下)最保險的做法是把你紅圈中的交疊電壓完全降到0,就是說沒有交疊(這樣效率會低些但是不會燒管子).解決的辦法是有,但是要實際試驗(估計應該可以,不要改layout的).有人回復再寫【你要告訴我你是那個公司的】
還有是否可以通過調節(jié)電感來調節(jié)電路性能!
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@brain789
沒錯,你這種情況就是交疊(如你紅圈中所畫的造成的),一般在剛開機時負載比較輕那個交叉電壓會比你現(xiàn)在紅圈中畫的要高一些(這個電壓一般不能高于大概是1.3V左右)所以會燒lowside的管子,但是如果你增加負載(比如run3dmark)時,交叉電壓就會降低所以負載越大越不會燒管子.(你可以實際測量一下)最保險的做法是把你紅圈中的交疊電壓完全降到0,就是說沒有交疊(這樣效率會低些但是不會燒管子).解決的辦法是有,但是要實際試驗(估計應該可以,不要改layout的).有人回復再寫【你要告訴我你是那個公司的】
輕載下達到快3V 也沒什么大問題啊大哥. 好像在輕載時這是假象.不能以這為準吧.
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@yyc20213
[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖，點擊可放大。\n按住CTRL，滾動鼠標滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/31/1122293904.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">燒mos管在開機瞬間燒壞的,100pcs有7pcs燒壞,我們也懷疑可能是同時導通,但是都沒有量測到交疊的波形,臺北RD也否定了這種可能,想請教一下為什麼需要在highside串電阻,lowside需要串嗎?還有查了一下highsidemos的specCiss=1520pfRg=0.47uf要將毛刺消除大概80%需要怎麼選mos,或者還有其他方法(不能改layout)!
建議high side mosfet 選用Cds值大一些的.
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你這個問題很容易的!
我也做過主板,當年mosfet狂燒,結果檢查layout,發(fā)現(xiàn)gate drive的信號走得太細了,才用了10mil好像,這樣就造成驅動能力太差,low side mosfet導通得太慢,就燒了!
而至于你們說shoot through,我不認為有這么嚴重,因為現(xiàn)在的gate driver都做得比較好了,哦,sorry,是我們公司的gate driver比較好,加了個死區(qū)時間,直接避免了shoot through.
還有一個原因是,phase上的尖峰太高了,燒掉了mosfet,這個時候可以加個rc,把它削下去.
而至于driver加不加series resistor,也要考慮一下.不過感覺到你這個不加這個匹配電阻就燒得這么厲害,如果加了,導通更慢了,估計燒得更厲害了.
我們公司的driver是SC1211XX,you can visit www.semtech.com.去看看上面的datasheet,看看什么是漂亮的gate driver和layout.
我也做過主板,當年mosfet狂燒,結果檢查layout,發(fā)現(xiàn)gate drive的信號走得太細了,才用了10mil好像,這樣就造成驅動能力太差,low side mosfet導通得太慢,就燒了!
而至于你們說shoot through,我不認為有這么嚴重,因為現(xiàn)在的gate driver都做得比較好了,哦,sorry,是我們公司的gate driver比較好,加了個死區(qū)時間,直接避免了shoot through.
還有一個原因是,phase上的尖峰太高了,燒掉了mosfet,這個時候可以加個rc,把它削下去.
而至于driver加不加series resistor,也要考慮一下.不過感覺到你這個不加這個匹配電阻就燒得這么厲害,如果加了,導通更慢了,估計燒得更厲害了.
我們公司的driver是SC1211XX,you can visit www.semtech.com.去看看上面的datasheet,看看什么是漂亮的gate driver和layout.
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@coolkiller
你這個問題很容易的!我也做過主板,當年mosfet狂燒,結果檢查layout,發(fā)現(xiàn)gatedrive的信號走得太細了,才用了10mil好像,這樣就造成驅動能力太差,lowsidemosfet導通得太慢,就燒了!而至于你們說shootthrough,我不認為有這么嚴重,因為現(xiàn)在的gatedriver都做得比較好了,哦,sorry,是我們公司的gatedriver比較好,加了個死區(qū)時間,直接避免了shootthrough.還有一個原因是,phase上的尖峰太高了,燒掉了mosfet,這個時候可以加個rc,把它削下去.而至于driver加不加seriesresistor,也要考慮一下.不過感覺到你這個不加這個匹配電阻就燒得這么厲害,如果加了,導通更慢了,估計燒得更厲害了.我們公司的driver是SC1211XX,youcanvisitwww.semtech.com.去看看上面的datasheet,看看什么是漂亮的gatedriver和layout.
還有一種可能,換個Rds(on)更小的 low side mosfet.因為估計開機的時候,電流太大,所以燒了!
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紅圈里的波形沒有出現(xiàn)兩管同時導通,因為管子有一定開啟電壓的.一般的集成驅動器都內置了防止共態(tài)導通的電路,不大可能出現(xiàn)共態(tài)導通.
燒管子的問題更可能是體二極管反向恢復問題.
在兩管都截止的死區(qū)期間,下管的體二極管作為續(xù)流二極管導通,產生載流子存儲;然后當上管導通時,體二極管就進入反向恢復狀態(tài):存儲電荷通過上管和VCC釋放,形成很大的反向電流.當反向恢復結束時,體二極管突然截止,這個電流在幾納秒以內迅速下降到0(比MOSFET的正常關斷速度快的多),產生極高的di/dt,在引線電感上產生可觀的感應電壓Ldi/dt.同時,下管截止使得PHASE突然上升到VCC.兩個電壓相疊加的結果就是MOSFET突然承受很高的尖峰電壓和dv/dt,可以使它的內部寄生三極管導通并發(fā)生二次擊穿,在幾納秒之內使管子徹底損壞.相比之下,共態(tài)導通的尖峰電流只能導致過熱,燒掉管子至少需要幾秒的時間.
解決這個問題不能加大死區(qū)時間,而是要減小死區(qū)時間以避免體二極管飽和導通產生存儲效應,即使有少許的共態(tài)導通也在所不惜.MOTOROLA的一本書甚至建議用少量的共態(tài)導通來減少di/dt.(因為共態(tài)導通電流的結束是靠管子的關斷,速度不可能太快).另外的影響因素有布線、外加的RC吸收電路(snubber)和管子的換向安全工作區(qū)(CSOA)特性等.CSOA是MOTOROLA提出的概念,一般的管子手冊上不一定有,但是要盡量選擇專門為此類電路(主板電源、電機控制等)設計的管子.
燒管子的問題更可能是體二極管反向恢復問題.
在兩管都截止的死區(qū)期間,下管的體二極管作為續(xù)流二極管導通,產生載流子存儲;然后當上管導通時,體二極管就進入反向恢復狀態(tài):存儲電荷通過上管和VCC釋放,形成很大的反向電流.當反向恢復結束時,體二極管突然截止,這個電流在幾納秒以內迅速下降到0(比MOSFET的正常關斷速度快的多),產生極高的di/dt,在引線電感上產生可觀的感應電壓Ldi/dt.同時,下管截止使得PHASE突然上升到VCC.兩個電壓相疊加的結果就是MOSFET突然承受很高的尖峰電壓和dv/dt,可以使它的內部寄生三極管導通并發(fā)生二次擊穿,在幾納秒之內使管子徹底損壞.相比之下,共態(tài)導通的尖峰電流只能導致過熱,燒掉管子至少需要幾秒的時間.
解決這個問題不能加大死區(qū)時間,而是要減小死區(qū)時間以避免體二極管飽和導通產生存儲效應,即使有少許的共態(tài)導通也在所不惜.MOTOROLA的一本書甚至建議用少量的共態(tài)導通來減少di/dt.(因為共態(tài)導通電流的結束是靠管子的關斷,速度不可能太快).另外的影響因素有布線、外加的RC吸收電路(snubber)和管子的換向安全工作區(qū)(CSOA)特性等.CSOA是MOTOROLA提出的概念,一般的管子手冊上不一定有,但是要盡量選擇專門為此類電路(主板電源、電機控制等)設計的管子.
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@劍心
紅圈里的波形沒有出現(xiàn)兩管同時導通,因為管子有一定開啟電壓的.一般的集成驅動器都內置了防止共態(tài)導通的電路,不大可能出現(xiàn)共態(tài)導通.燒管子的問題更可能是體二極管反向恢復問題.在兩管都截止的死區(qū)期間,下管的體二極管作為續(xù)流二極管導通,產生載流子存儲;然后當上管導通時,體二極管就進入反向恢復狀態(tài):存儲電荷通過上管和VCC釋放,形成很大的反向電流.當反向恢復結束時,體二極管突然截止,這個電流在幾納秒以內迅速下降到0(比MOSFET的正常關斷速度快的多),產生極高的di/dt,在引線電感上產生可觀的感應電壓Ldi/dt.同時,下管截止使得PHASE突然上升到VCC.兩個電壓相疊加的結果就是MOSFET突然承受很高的尖峰電壓和dv/dt,可以使它的內部寄生三極管導通并發(fā)生二次擊穿,在幾納秒之內使管子徹底損壞.相比之下,共態(tài)導通的尖峰電流只能導致過熱,燒掉管子至少需要幾秒的時間.解決這個問題不能加大死區(qū)時間,而是要減小死區(qū)時間以避免體二極管飽和導通產生存儲效應,即使有少許的共態(tài)導通也在所不惜.MOTOROLA的一本書甚至建議用少量的共態(tài)導通來減少di/dt.(因為共態(tài)導通電流的結束是靠管子的關斷,速度不可能太快).另外的影響因素有布線、外加的RC吸收電路(snubber)和管子的換向安全工作區(qū)(CSOA)特性等.CSOA是MOTOROLA提出的概念,一般的管子手冊上不一定有,但是要盡量選擇專門為此類電路(主板電源、電機控制等)設計的管子.
劍心,
請問下你說的“MOTOROLA的一本書甚至建議用少量的共態(tài)導通來減少di/dt.(因為共態(tài)導通電流的結束是靠管子的關斷,速度不可能太快)“具體的內容和書名.
對此很有興趣呀.
建議樓主可以把最后的解決辦法公布下.看到底是不是交疊引起或別的原因.
請問下你說的“MOTOROLA的一本書甚至建議用少量的共態(tài)導通來減少di/dt.(因為共態(tài)導通電流的結束是靠管子的關斷,速度不可能太快)“具體的內容和書名.
對此很有興趣呀.
建議樓主可以把最后的解決辦法公布下.看到底是不是交疊引起或別的原因.
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@stevenlin
劍心,請問下你說的“MOTOROLA的一本書甚至建議用少量的共態(tài)導通來減少di/dt.(因為共態(tài)導通電流的結束是靠管子的關斷,速度不可能太快)“具體的內容和書名.對此很有興趣呀.建議樓主可以把最后的解決辦法公布下.看到底是不是交疊引起或別的原因.
TMOS功率場效應晶體管原理及應用 沈耀忠等編 電子工業(yè)出版社 1995.11
這本書似乎是由MOTOROLA的Application Notes翻譯而來的;電子工業(yè)出版社出過一系列介紹MOTOROLA元器件應用的書,而且不在書名中指明是MOTOROLA的.現(xiàn)在MORTOROLA生產這類器件的分部已經改名OnSemi(安森美半導體).
順便說一下:這種橋式輸出級因為反向恢復造成燒管的現(xiàn)象通常被稱作dv/dt failure,MOTOROLA的叫法是“二極管換向壓”.
這本書似乎是由MOTOROLA的Application Notes翻譯而來的;電子工業(yè)出版社出過一系列介紹MOTOROLA元器件應用的書,而且不在書名中指明是MOTOROLA的.現(xiàn)在MORTOROLA生產這類器件的分部已經改名OnSemi(安森美半導體).
順便說一下:這種橋式輸出級因為反向恢復造成燒管的現(xiàn)象通常被稱作dv/dt failure,MOTOROLA的叫法是“二極管換向壓”.
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@劍心
我是在圖書館看的紙版的書,沒有電子版的.你可以試試去ONSEMI的網站找些ApplicationNotes,有可能找到相關的內容.你說換了Ciss較大,開啟電壓較小的管子是上管還是下管?讓上管早一些開始導通但是電流慢一些上升也是有效的.另外,我以前的說法“下管導通的慢就燒了”是錯的.
high side low side 兩個mos管均換了,原來開啟電壓1.8v,現(xiàn)在換了1.5v
,因為現(xiàn)在換了Ciss(3200p--5103p)較大的,尖峰電壓降到27v左右.1122633625.tif
,因為現(xiàn)在換了Ciss(3200p--5103p)較大的,尖峰電壓降到27v左右.1122633625.tif
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@coolkiller
可是有一點我不明白,現(xiàn)在的controller,都把中間的死區(qū)時間做得很長呀,也沒看到燒了多少mosfet呀,這是怎么回事呀?
死區(qū)長的都是速度較低的驅動器,管子導通時電流上升率較小,因此對面管子的reverse recovery電流和產生的沖擊也相應較小.對于死區(qū)長達幾百ns的驅動器,管子導通的上升時間也有100多ns,reverse recovery還不是特別嚴重的問題.這類驅動器一般用于幾十KHz開關頻率的場合.
對于開關頻率幾百KHz的音頻D類功放,驅動器的死區(qū)時間減少到30ns左右,上升時間只有十幾ns.按照www.diyaudio.com上的帖子看,相當一部分的燒管案例都是管子沒有過熱就突然擊穿,這時二極管恢復問題或者稱作"dv/dt failure"被認為是主要懷疑對象之一.而討論MOSFET可靠性的文章幾乎全部集中在二極管dv/dt問題上.
注:dv/dt failure發(fā)生時的dv/dt極高(>5V/ns),需要極其昂貴的測試設備才能捕捉,通常只有MOSFET的制造商才具備這個測試能力.
對于開關頻率幾百KHz的音頻D類功放,驅動器的死區(qū)時間減少到30ns左右,上升時間只有十幾ns.按照www.diyaudio.com上的帖子看,相當一部分的燒管案例都是管子沒有過熱就突然擊穿,這時二極管恢復問題或者稱作"dv/dt failure"被認為是主要懷疑對象之一.而討論MOSFET可靠性的文章幾乎全部集中在二極管dv/dt問題上.
注:dv/dt failure發(fā)生時的dv/dt極高(>5V/ns),需要極其昂貴的測試設備才能捕捉,通常只有MOSFET的制造商才具備這個測試能力.
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@劍心
死區(qū)長的都是速度較低的驅動器,管子導通時電流上升率較小,因此對面管子的reverserecovery電流和產生的沖擊也相應較小.對于死區(qū)長達幾百ns的驅動器,管子導通的上升時間也有100多ns,reverserecovery還不是特別嚴重的問題.這類驅動器一般用于幾十KHz開關頻率的場合.對于開關頻率幾百KHz的音頻D類功放,驅動器的死區(qū)時間減少到30ns左右,上升時間只有十幾ns.按照www.diyaudio.com上的帖子看,相當一部分的燒管案例都是管子沒有過熱就突然擊穿,這時二極管恢復問題或者稱作"dv/dtfailure"被認為是主要懷疑對象之一.而討論MOSFET可靠性的文章幾乎全部集中在二極管dv/dt問題上.注:dv/dtfailure發(fā)生時的dv/dt極高(>5V/ns),需要極其昂貴的測試設備才能捕捉,通常只有MOSFET的制造商才具備這個測試能力.
那可不可以理解成:如果不使用內部帶diode的Mos,就可以解決這個問題呢?請指證.
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@劍心
死區(qū)長的都是速度較低的驅動器,管子導通時電流上升率較小,因此對面管子的reverserecovery電流和產生的沖擊也相應較小.對于死區(qū)長達幾百ns的驅動器,管子導通的上升時間也有100多ns,reverserecovery還不是特別嚴重的問題.這類驅動器一般用于幾十KHz開關頻率的場合.對于開關頻率幾百KHz的音頻D類功放,驅動器的死區(qū)時間減少到30ns左右,上升時間只有十幾ns.按照www.diyaudio.com上的帖子看,相當一部分的燒管案例都是管子沒有過熱就突然擊穿,這時二極管恢復問題或者稱作"dv/dtfailure"被認為是主要懷疑對象之一.而討論MOSFET可靠性的文章幾乎全部集中在二極管dv/dt問題上.注:dv/dtfailure發(fā)生時的dv/dt極高(>5V/ns),需要極其昂貴的測試設備才能捕捉,通常只有MOSFET的制造商才具備這個測試能力.
懂了.
看看這個波形
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='這是一張縮略圖，點擊可放大。\n按住CTRL，滾動鼠標滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/32/1122870058.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
開關頻率是200K吧?負載是5A,SO8的管子,沒見燒管子!
可能是死區(qū)時間還是比較長的原因吧?
看看這個波形
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='這是一張縮略圖，點擊可放大。\n按住CTRL，滾動鼠標滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/32/1122870058.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
開關頻率是200K吧?負載是5A,SO8的管子,沒見燒管子!
可能是死區(qū)時間還是比較長的原因吧?
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