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关于PFC MOSFET失效问题不懂求解!最近做一...

 王为昌

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关于PFC MOSFET失效问题不懂求解!最近做一个800w的PFC,用铁硅磁环绕制的PFC电感,正常稳定带载下各个指标参数还是比较令人满意的(PF值、谐波、电感温升、管子温升等),但是就是偶尔会碰到上电启动瞬间莫名其妙炸管的情况,感觉像个心病,就这个炸管情况简单汇总了一下。
首先个人觉得要使得MOSFET炸管,无非Vgs超标、ds电压超标、电感饱和或者异常工况导致的Id超标、还有就是运行过程中散热处理不好导致的热失效这几种情况吧。但是从我目前遇到这个情况来看,Vgs驱动电压是15V专用驱动芯片出来的比较稳定;ds电压尖峰也不高500V左右,用的管子耐压是650V的;散热处理不好导致的热失效更谈不上了因为都基本是上电开机瞬间,所以综合看来是Id失效导致的可能性居多。
针对这个Id失效,做了以下相关措施,芯片CS电流采样引脚RC滤波标准220R+1nF电容组合,RC响应时间为220ns,确保PWM调制过程不丢波,在满载输出情况下输入电压降到176VAC时SOC(soft over current)和PCL(peak current limit)也起到了相关作用,从输入电流波形以及PFC输出电压下跌看得出来,从而确保电网异常或者其它导致的电感饱和情况下能迅速OFF PWM输出。
最后,频繁开关机也测试过了,间隔0.5S每次的输入电网ON/OFF,没有什么异常。但是为什么依然会碰到以上炸管情况?
高压探头放在管子DS之间,黄色为电压DS波形;电流探头探测的是母线取样合金电阻的电流波形(已经反相处理),蓝色为电流波形,包含了流过管子的Id输入交流220VAC上电后对电解电容预充到310VDC左右,约4S后吸合NTC继电器并打开PFC,如图波形。

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如果等PFC输出端电容完全放电,因为输入端有NTC限流+继电器组合的,软启动时间为2S,先对电容预充电到300V,然后闭合继电器以及打开PWM上升到400V。更是没有问题
通常Mos坏会导致驱动脚(或驱动电阻)和Isense脚(如果有通过RC连接IC的话)坏,为何你的不会?外加了驱动电路?实在找不出原因就测试一下ESD看看效果是不是一样
我的个人感觉是,只要这个芯片电流采样引脚对应内部的SOC(soft over current)和PCL(peak current limit)起到作用,无论电流波形是一个什么样的工况,都能快速关闭PWM保护管子。我试过下面这个比较恶劣的测试是,先打开PFC,然后断掉输入市电,辅源供电取自BUCK大电解电容,并且电压开始下降,于是芯片PWM会打到极大值占空比95%左右,此时突然上市电,因为占空比很大,PFC电感有饱和风险,电流飙升,SOC(soft over current)和PCL(peak current limit)马上起到作用,关闭PWM。

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