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基于mosfet的電路輸出不穩(wěn)定

 
 
原理圖,采用的 是Marx電路形式,如圖所示,開關采用的IXYS公司的mosfet,制作成板子后,負載處(200歐)輸出波形在充電電壓比較低的時候正常,如下圖所示:
      
但繼續(xù)升高充電電壓后,當輸出波形電壓達到約1500V以上的時候,波形出現(xiàn)不穩(wěn)定,如下圖所示,
  
 
請問達人們這是什么原因造成的呢?會不會是因為mos管出現(xiàn)了二次導通?
 
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2011-03-19 13:50

麻煩各位不吝賜教哈,在這先謝過了

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2011-03-19 23:41
@lakers3721
麻煩各位不吝賜教哈,在這先謝過了
要檢查你的實際電路。有可能是充電過程中的密勒效應造成的結果。
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2011-03-20 11:52
@讓你記得我的好
要檢查你的實際電路。有可能是充電過程中的密勒效應造成的結果。

 

 

讓你記得我的好兄,這是我的驅動輸出波形,卻是上升過程中共有個下跌的現(xiàn)象,這是不是就是你說的米勒效應?該如何解決呢?是因為驅動能力不夠還是驅動電阻的問題呢? 另外,我用的mos管(ixfx26N120P)Ciss的值有點大,為14nF.

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liuhou
LV.9
5
2011-03-20 22:33
@lakers3721
  [圖片]讓你記得我的好兄,這是我的驅動輸出波形,卻是上升過程中共有個下跌的現(xiàn)象,這是不是就是你說的米勒效應?該如何解決呢?是因為驅動能力不夠還是驅動電阻的問題呢? 另外,我用的mos管(ixfx26N120P)Ciss的值有點大,為14nF.
驅動能力不夠吧,斜度很大啊。。
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2011-03-20 22:46
@lakers3721
  [圖片]讓你記得我的好兄,這是我的驅動輸出波形,卻是上升過程中共有個下跌的現(xiàn)象,這是不是就是你說的米勒效應?該如何解決呢?是因為驅動能力不夠還是驅動電阻的問題呢? 另外,我用的mos管(ixfx26N120P)Ciss的值有點大,為14nF.

驅動的確有點問題。

但是,是否這個驅動問題就是造成輸出的問題,二者之間是否有聯(lián)系。你最好能把兩個波形同時觀察。這樣可以幫助判斷。

因為不清楚你的實際電路。所以無法判斷你的問題究竟是驅動能力不夠,還是驅動電阻的問題。

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2011-03-21 10:38
@讓你記得我的好
驅動的確有點問題。但是,是否這個驅動問題就是造成輸出的問題,二者之間是否有聯(lián)系。你最好能把兩個波形同時觀察。這樣可以幫助判斷。因為不清楚你的實際電路。所以無法判斷你的問題究竟是驅動能力不夠,還是驅動電阻的問題。

  照理說接的應該與驅動波形前沿這個凹陷沒有關系,因為驅動信號時前沿有凹陷,對應的mos開通,負載輸出前沿沒問題,而其出問題的是后沿,即mos關斷后出現(xiàn)的不穩(wěn)定現(xiàn)象。我嘗試過把驅動電阻調(diào)大,則輸出脈沖前沿便緩,但是出現(xiàn)不穩(wěn)定的起始電壓提高了,約為2.7kV(原來是1.5kV左右)。如下圖所示:

   

mos管GS兩端的電壓波形:

  

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2011-03-26 12:21
@lakers3721
  照理說接的應該與驅動波形前沿這個凹陷沒有關系,因為驅動信號時前沿有凹陷,對應的mos開通,負載輸出前沿沒問題,而其出問題的是后沿,即mos關斷后出現(xiàn)的不穩(wěn)定現(xiàn)象。我嘗試過把驅動電阻調(diào)大,則輸出脈沖前沿便緩,但是出現(xiàn)不穩(wěn)定的起始電壓提高了,約為2.7kV(原來是1.5kV左右)。如下圖所示:[圖片] [圖片]  mos管GS兩端的電壓波形:[圖片]  

最下面的這張圖,里面兩個信號分別是什么?

另外,請貼出你的實際電路圖。

用MOS管來做,和你仿真的那個圖,實際上是有些區(qū)別的。主要是驅動部分的共地,可能存在問題。

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2011-03-28 12:24
@讓你記得我的好
最下面的這張圖,里面兩個信號分別是什么?另外,請貼出你的實際電路圖。用MOS管來做,和你仿真的那個圖,實際上是有些區(qū)別的。主要是驅動部分的共地,可能存在問題。

 上圖中藍色是Ciss=14nF時候在mos管GS兩端的波形,綠色是Ciss=6600pF時候的mos管GS兩端的波形。而我現(xiàn)在認為即使下降沿的那個尖造成了MOS管的二次導通造成工作不穩(wěn)定。

這是一節(jié)MOS管的驅動電路。

能幫我分析下原因嗎?

 

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2011-03-29 13:42
@lakers3721
[圖片] 上圖中藍色是Ciss=14nF時候在mos管GS兩端的波形,綠色是Ciss=6600pF時候的mos管GS兩端的波形。而我現(xiàn)在認為即使下降沿的那個尖造成了MOS管的二次導通造成工作不穩(wěn)定。[圖片]這是一節(jié)MOS管的驅動電路。能幫我分析下原因嗎? 

我仔細看了你的測試結果。從結果來看,應該是miller效應造成的。

IXFK26N120的管子,Ciss=14nF,Crss=50pF

IXFX24N100的管子,Ciss=8.7nF,Crss=315pF

從管子的參數(shù)可以看出來,同樣的驅動電阻下,IXFK26N120的柵極電壓上升速度要慢一些,會使輸出脈沖的上升沿不夠陡。但是,IXFK26N120的miller電容小很多,同樣的驅動條件下,他的輸出脈沖由于miller效應造成的MOS二次導通要出現(xiàn)在更高的工作電壓下。

建議你從幾個方面去改進你的電路。

一是換用更大驅動能力的IC,IXYS應該有的。

另一方面,不要使用IXFX24N100這種MOS了,因為其miller電容比例偏大。而且,IXYS也不在新設計產(chǎn)品中推薦使用了。

還有,你可能需要檢查一下你的驅動線路的走線,從你的驅動波形上看,感覺驅動部分的走線可能不是很好。如果效果還是不佳,可以考慮把驅動部分裝一個PNP的三極管,就近接在MOS的GS,在關斷MOS的時候,能提供盡量短的GS放電途徑。

最后,希望能及時更新你的實驗結果。

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lakers3721
LV.2
11
2011-03-29 15:39
@讓你記得我的好
我仔細看了你的測試結果。從結果來看,應該是miller效應造成的。IXFK26N120的管子,Ciss=14nF,Crss=50pFIXFX24N100的管子,Ciss=8.7nF,Crss=315pF從管子的參數(shù)可以看出來,同樣的驅動電阻下,IXFK26N120的柵極電壓上升速度要慢一些,會使輸出脈沖的上升沿不夠陡。但是,IXFK26N120的miller電容小很多,同樣的驅動條件下,他的輸出脈沖由于miller效應造成的MOS二次導通要出現(xiàn)在更高的工作電壓下。建議你從幾個方面去改進你的電路。一是換用更大驅動能力的IC,IXYS應該有的。另一方面,不要使用IXFX24N100這種MOS了,因為其miller電容比例偏大。而且,IXYS也不在新設計產(chǎn)品中推薦使用了。還有,你可能需要檢查一下你的驅動線路的走線,從你的驅動波形上看,感覺驅動部分的走線可能不是很好。如果效果還是不佳,可以考慮把驅動部分裝一個PNP的三極管,就近接在MOS的GS,在關斷MOS的時候,能提供盡量短的GS放電途徑。最后,希望能及時更新你的實驗結果。

多謝,讓你記得我的好兄指導,我會及時更新實驗測試結果的。順便更正一下哈,

我目前用的是IXFK26N120這種管子,考慮到走線的問題,正在重新布線制版,計劃用IXFX24N100F再嘗試。

IXFX24N100F的mos管子參數(shù):Ciss=6600pF,Crss=230pF.

另外,miller電容是指的Crss嗎?Ciss參數(shù)的話,IXFX24N100F要小很多.

以下是目前的PCB圖:

 

以下是計劃重新制版的PCB(增大了驅動):

 

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2011-03-29 15:46
@lakers3721
多謝,讓你記得我的好兄指導,我會及時更新實驗測試結果的。順便更正一下哈,我目前用的是IXFK26N120這種管子,考慮到走線的問題,正在重新布線制版,計劃用IXFX24N100F再嘗試。IXFX24N100F的mos管子參數(shù):Ciss=6600pF,Crss=230pF.另外,miller電容是指的Crss嗎?Ciss參數(shù)的話,IXFX24N100F要小很多.以下是目前的PCB圖:[圖片] 以下是計劃重新制版的PCB(增大了驅動):[圖片] 

嗯,miller電容指的是Crss。

從IXFX24N100F的參數(shù)上看,它的miller效應會非常明顯。如果驅動部分設計的不好或者引線太長,那么你所看到的二次開通的問題還會依然存在而且會比較嚴重。

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2011-03-29 15:50
@lakers3721
多謝,讓你記得我的好兄指導,我會及時更新實驗測試結果的。順便更正一下哈,我目前用的是IXFK26N120這種管子,考慮到走線的問題,正在重新布線制版,計劃用IXFX24N100F再嘗試。IXFX24N100F的mos管子參數(shù):Ciss=6600pF,Crss=230pF.另外,miller電容是指的Crss嗎?Ciss參數(shù)的話,IXFX24N100F要小很多.以下是目前的PCB圖:[圖片] 以下是計劃重新制版的PCB(增大了驅動):[圖片] 
PCB的走線存在嚴重問題。驅動的地線轉來轉去轉了個大圈圈。
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2011-03-29 16:00
@lakers3721
多謝,讓你記得我的好兄指導,我會及時更新實驗測試結果的。順便更正一下哈,我目前用的是IXFK26N120這種管子,考慮到走線的問題,正在重新布線制版,計劃用IXFX24N100F再嘗試。IXFX24N100F的mos管子參數(shù):Ciss=6600pF,Crss=230pF.另外,miller電容是指的Crss嗎?Ciss參數(shù)的話,IXFX24N100F要小很多.以下是目前的PCB圖:[圖片] 以下是計劃重新制版的PCB(增大了驅動):[圖片] 

 

我把驅動的環(huán)路用兩種顏色的線標了一下,你看看。綠色的是高電平的時候驅動電流環(huán)路。白色是低電平的時候,柵極電容放電的環(huán)路。

這么大的環(huán)路,結果肯定不會好的。

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lakers3721
LV.2
15
2011-03-29 22:20
@讓你記得我的好
[圖片] 我把驅動的環(huán)路用兩種顏色的線標了一下,你看看。綠色的是高電平的時候驅動電流環(huán)路。白色是低電平的時候,柵極電容放電的環(huán)路。這么大的環(huán)路,結果肯定不會好的。

讓你記得我的好兄,你的意思是驅動電流回路和柵極電容放電回路應盡量短?像制作這種板子,一般都有什么原則呢?

因為我是初次走線,主要考慮的是為避免相互干擾,器件盡量分開些,沒考慮到回路長了對驅動電路有這么大影響。

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2011-03-29 23:08
@lakers3721
讓你記得我的好兄,你的意思是驅動電流回路和柵極電容放電回路應盡量短?像制作這種板子,一般都有什么原則呢?因為我是初次走線,主要考慮的是為避免相互干擾,器件盡量分開些,沒考慮到回路長了對驅動電路有這么大影響。
主要的原則就是盡量短、包圍的環(huán)路面積小、星型連接、大動態(tài)線路和信號線、低壓線路盡可能遠離等。
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lakers3721
LV.2
17
2011-05-03 09:42
@讓你記得我的好
主要的原則就是盡量短、包圍的環(huán)路面積小、星型連接、大動態(tài)線路和信號線、低壓線路盡可能遠離等。

感謝讓你記得我的好大哥,按照您給的提示,我重新做了板子,輸出效果好很多了。現(xiàn)在還有一個問題就是,當電壓加的比較高的時候,輸出 波形會有一個凹陷,在電壓比較低(5kV以下)的時候則是正常。請問這事什么原因呢?如圖所示:
  

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2011-05-03 10:08
@lakers3721
感謝讓你記得我的好大哥,按照您給的提示,我重新做了板子,輸出效果好很多了?,F(xiàn)在還有一個問題就是,當電壓加的比較高的時候,輸出波形會有一個凹陷,在電壓比較低(5kV以下)的時候則是正常。請問這事什么原因呢?如圖所示:[圖片] [圖片] 
這個問題好像還是和驅動有點關系。只不過以前是很嚴重,現(xiàn)在是很輕微了。你再確認一下,是不是和以前的還是同樣的問題。
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lakers3721
LV.2
19
2011-05-07 16:50
@讓你記得我的好
這個問題好像還是和驅動有點關系。只不過以前是很嚴重,現(xiàn)在是很輕微了。你再確認一下,是不是和以前的還是同樣的問題。
這次我8級加壓,充電電壓700V(輸出大約6kV)時候,感覺MOS發(fā)出“滴滴滴滴”的響聲,隨著電壓升高響聲更大,輸入電壓加到900V時候,板子電源隔離模塊不同程度出現(xiàn)燒壞情況。請問這是咋回事呢?是不是MOS工作于太快造成的?(數(shù)據(jù)手冊上標注的上升沿為55ns,而我現(xiàn)在實測MOS上升沿為30ns)
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2011-05-07 19:38
@lakers3721
這次我8級加壓,充電電壓700V(輸出大約6kV)時候,感覺MOS發(fā)出“滴滴滴滴”的響聲,隨著電壓升高響聲更大,輸入電壓加到900V時候,板子電源隔離模塊不同程度出現(xiàn)燒壞情況。請問這是咋回事呢?是不是MOS工作于太快造成的?(數(shù)據(jù)手冊上標注的上升沿為55ns,而我現(xiàn)在實測MOS上升沿為30ns)

不好說。要看整個系統(tǒng)的電路來分析。另外,和系統(tǒng)中的MOS和二極管的特性有關系。另外,要注意選擇miller電容小的MOS,因為miller電容在電壓高的情況下,影響尤其明顯。

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lakers3721
LV.2
21
2011-09-06 22:08
@讓你記得我的好
不好說。要看整個系統(tǒng)的電路來分析。另外,和系統(tǒng)中的MOS和二極管的特性有關系。另外,要注意選擇miller電容小的MOS,因為miller電容在電壓高的情況下,影響尤其明顯。
 讓你記得我的好兄,我現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)一個問題,圖中畫圓圈處可能是由于驅動電路受到強電干擾造成的,因為我將驅動電路板單獨用隔離變壓器隔離后效果要好很多,請問有什么措施可以增強驅動電路板的抗干擾能力?
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