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王玲

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[问答]

设计了一个BUCK降压电路实现电压动态可调,但是MOS和电感发热严重

`因为项目需要输出电压动态可调,所以考虑自己输出PWM波+BUCK降压电路来实现调压

电路图如下图,电感L2是12*12的全包围电感,Q3是AO4606 N+P双MOS

现在PWM调整电压没有问题,可是负载超过500mA,MOS就开始发烫,电感也发热(手指无法忍受),两个滤波电容C6,C7也发热(手指可以忍受)

将AO4606的6号脚翘起,接了0.02欧电阻,再接回电路,示波仪检测电阻两端,尖波峰值有1.04V(等效52A),占空比极低

MOS的工作电阻如下图,应该不是工作电流损耗,应该是开关管损耗,可是无从下手,希望路过大佬给与建议~谢谢

1(1).jpg

仿真图` 10.png 6.png

回帖(18)

訾存贵

2019-3-21 09:22:11
P mos管做BACK,不需要悬浮驱动,但是你这样是不行的。
上管栅极  居然是10K放电,设想一下,P mos管栅极电容为接近1nf,不算等效Qg,你下面N mos关断时候,上面栅极的-12V需要18uS, 才能放电到-2V截止电压。这样的关断速度,做开关电源,你不发烫才是不正常的。
模电基础没学好,得回去补课了。
顺便说一下,驱动的单反相器,能力只有20ma,驱动一个700P电容的方波负载完全不科学,用在这里就是鸡肋。**工作损坏的可能很大。不信你可以用示波器测量一下N mos管栅极波形,肯定也是软的不行,而且波形严重失真。
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王玲

2019-3-21 09:22:29

实在是太感谢您了,您说的没错,就是因为关断时间太长导致发热,现在使用500欧的电阻,关断上升时间是2us,发热的情况已经改善非常多,十分感谢您

我还想问您一下,我尝试了100欧的电阻,上升时间能提升到400ns,可以说效果非常好了,可是,这个电阻本身损耗已经达到将近1W,0603热的冒烟,猜想应该Pmos驱动不是这样设计的,所以想问问您,在Pmos驱动电路上有没有别的建议~实在是感谢

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刘娟

2019-3-21 09:22:36
使用推挽式的电路
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訾存贵

2019-3-21 09:24:06
7.png 8.png
这样就可以了,本来这里Q1不需要用N-MOS管,一个8050就够了,至少驱动可以直接接单片机就OK了。
这里考虑到你芯片用的是N-P互补mos管,才修改成这样的。
为什么加一个8050和4148到2K电阻,就可以既提高了速度并且降低R3功耗,自己自己去理解吧。
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王玲

2019-3-21 09:24:46
真的学到了

单片机给高电平的时候,Q4导通,Q2的栅极通过二极管迅速拉低
单片机给低电平的时候,Q4截止,Q3导通,Q2栅极通过Q3迅速拉高

明白了明白了
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h1654155275.5748

2019-3-21 09:24:58
但是这样的话开关频率就上不去了吧
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王玲

2019-3-21 09:27:23
那你的意思是频率的瓶颈是三极管还是二极管导致的?
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h1654155275.5748

2019-3-21 09:27:37

任何器件都有速度限制,这里4148速度非常快,不需要顾忌,最大的限制是和单片机相连的8050,由于有NPN管子的饱和效应,会产生一定的关闭延迟,这个在线路里面也很容易解决,在R4并联一个几百p电容,就可以做到基本无延迟关闭,至于Q3,只工作在截止和线性区,速度完全不是问题。
这个线路优化好了,做几百KHz PWM驱动完全不是问题,毕竟其开关沿都是在百纳秒档次的。
我也不明白8楼所谓的速度上不去是什么概念。

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张桂兰

2019-3-21 09:27:53
要测量 MOS管 VG  VS的波形 更好**, 我上次是因为调整了输出 电感没改 所以很热.    10UH 要有那么多
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王玲

2019-3-21 09:32:36
现在的原理图是修改后的,我先发上来
9.png

下面
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王玲

2019-3-21 09:40:23
C6的作用是为了稳定输入的电压
MOS管关断很慢,不就是我这个帖子问的问题嘛,MOS管有寄生电容,需要快速放掉,不然就会出现管子关不断的情况。
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訾存贵

2019-3-21 09:43:44
加不加那个1n,不会改变波形速度,波形不会变难看,但是不加的话,会导致后面的占空比被展宽,最后导致输出最小占空比受影响。由于是倒相驱动,所以到输出开关管看,其实是最大占空比受影响,如果最大占空比稍微受影响並不敏感,那么完全可以不要这个电容。
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訾存贵

2019-3-21 09:43:58
考虑到你芯片上面还有一个N MOS,更进一步的,为深刻理解和实验,其实你可以用N MOS管来代替D3,单片机另外一路同步的PWM,经过死区延时校正,直接驱动该MOS管,做一个同步整流的BUCK系统,前提是单片机或者驱动芯片能够有另外一路可控的同步PWM输出,注意驱动的相位。
不是单片机驱动的,或者端口硬件不够的,那就免了。
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王玲

2019-3-21 09:44:23
是单片机驱动,我看到介绍同步整流时,总是强调大功率电路中才要使用,这次这个满负荷可能也就10W左右,所以没有用到同步整流,不过这个以后肯定要 做一个试试,毕竟现在的单片机有PWM的总是提到自己有死区控制,也一直想试试呢。
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王玲

2019-3-21 09:50:28
成功了,效果非常好

前段时间非常忙,忘记交作业了,现在补上

最终的原理图

11.png
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14.png
可以控制箭头指示的方向,而且灯珠的亮度可以很好地控制,这个才是这个帖子的重点~
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刘伟

2019-3-21 09:50:56
你好,请问L2是怎么选取的,按照DCM临界工作模式计算吗?
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王玲

2019-3-21 09:51:08
直接搜BUCK电路,电感选取公式就有好多文章 不过我的电感选择依据的是10*10尺寸的电感能过2A以上电流选择的,能选的电感量都不大 但是控制开关导通闭合的速度是单片机控制的,电感量虽然小,但是我可以提升开关速度。 电感量对我来说,不敏感  
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张桂英

2019-3-21 09:51:20
mos管发烫的原因是你的压降太大,导致功耗大,就发热了,把pwm的频率提高试试
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