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六个可能让MOS管失效的原因剖析

目前在市场应用方面,排名第一的是消费类电子电源适配器产品。而MOS管的应用领域排名第二的是计算机主板、NB、计算机类适配器、LCD显示器等产品,随着国情的发展计算机主板、计算机类适配器、LCD显示

  现在在商场运用方面,排名榜首的是消费类电子电源适配器产品。而MOS管的运用范畴排名第二的是计算机主板、NB、计算机类适配器、LCD显示器等产品,跟着国情的开展计算机主板、计算机类适配器、LCD显示器对MOS管的需求有要超越消费类电子电源适配器的现象了。

  第三的就属网络通信、工业操控、轿车电子以及电力设备范畴了,这些产品关于MOS管的需求也是很大的,特别是现在轿车电子关于MOS管的需求直追消费类电子了。

  

  下面临MOS失效的原因总结以下六点,然后对1,2要点进行剖析:

  雪崩失效(电压失效),也便是咱们常说的漏源间的BVdss电压超越MOSFET的额外电压,而且超越到达了必定的才能然后导致MOSFET失效。

  SOA失效(电流失效),既超出MOSFET安全作业区引起失效,分为Id超出器材标准失效以及Id过大,损耗过高器材长期热堆集而导致的失效。

  体二极管失效:在桥式、LLC等有用到体二极管进行续流的拓扑结构中,因为体二极管遭受损坏而导致的失效。

  谐振失效:在并联运用的过程中,栅极及电路寄生参数导致震动引起的失效。

  静电失效:在秋冬时节,因为人体及设备静电而导致的器材失效。

  栅极电压失效:因为栅极遭受反常电压尖峰,而导致栅极栅氧层失效。

  雪崩失效剖析(电压失效)

  究竟什么是雪崩失效呢,简略来说MOSFET在电源板上因为母线电压、变压器反射电压、漏感尖峰电压等等体系电压叠加在MOSFET漏源之间,导致的一种失效形式。简而言之便是因为便是MOSFET漏源极的电压超越其规则电压值并到达必定的能量极限而导致的一种常见的失效形式。

  下面的图片为雪崩测验的等效原理图,做为电源工程师能够简略了解下。

  

  或许咱们常常要求器材生产厂家对咱们电源板上的MOSFET进行失效剖析,大多数厂家都只是给一个EAS.EOS之类的定论,那么究竟咱们怎样区别是否是雪崩失效呢,下面是一张通过雪崩测验失效的器材图,咱们能够进行比照然后确认是否是雪崩失效。

  雪崩失效的防备措施

  雪崩失效归根到底是电压失效,因而防备咱们侧重从电压来考虑。详细能够参阅以下的方法来处理。

  合理降额运用,现在行业界的降额一般选取80%-95%的降额,详细情况依据企业的保修条款及电路重视点进行选取。

  合理的变压器反射电压。

  合理的RCD及TVS吸收电路规划。

  大电流布线尽量选用粗、短的布局结构,尽量削减布线寄生电感。

  挑选合理的栅极电阻Rg。

  在大功率电源中,能够依据需要恰当的参加RC减震或齐纳二极管进行吸收。

  

  SOA失效(电流失效)

  再简略说下第二点,SOA失效

  SOA失效是指电源在运行时反常的大电流和电压一起叠加在MOSFET上面,形成瞬时部分发热而导致的损坏形式。或许是芯片与散热器及封装不能及时到达热平衡导致热堆集,继续的发热使温度超越氧化层约束而导致的热击穿形式。

  关于SOA各个线的参数限定值能够参阅下面图片。

  

  受限于最大额外电流及脉冲电流

  受限于最节操温下的RDSON。

  受限于器材最大的耗散功率。

  受限于最大单个脉冲电流。

  击穿电压BVDSS约束区

  咱们电源上的MOSFET,只需保证能器材处于上面约束区的范围内,就能有用的躲避因为MOSFET而导致的电源失效问题的发生。

  这个是一个非典型的SOA导致失效的一个解刨图,因为去过铝,或许看起来不那么直接,参阅下。

  

  SOA失效的防备措施:

  保证在最差条件下,MOSFET的一切功率约束条件均在SOA约束线以内。

  将OCP功用必定要做准确详尽。

  在进行OCP点规划时,一般或许会取1.1-1.5倍电流余量的工程师居多,然后就依据IC的维护电压比方0.7V开端调试RSENSE电阻。有些有经历的人会将检测推迟时刻、CISS对OCP实践的影响考虑在内。可是此刻有个更值得重视的参数,那便是MOSFET的Td(off)。它究竟有什么影响呢,咱们看下面FLYBACK电流波形图(图形不是太清楚,非常抱愧,主张双击扩大观看)。

  

  从图中能够看出,电流波形在快到电流尖峰时,有个跌落,这个跌落点后又有一段的上升时刻,这段时刻其本质便是IC在检测到过流信号履行关断后,MOSFET自身也开端履行关断,可是因为器材自身的关断推迟,因而电流会有个二次上升渠道,假如二次上升渠道过大,那么在变压器余量规划缺乏时,就极有或许发生磁饱满的一个电流冲击或许电流超器材标准的一个失效。

  3.合理的热规划余量,这个就不多说了,各个企业都有自己的降额标准,严格履行就能够了,不可就加散热器。

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