开关电源中功率MOSFET管损坏模式及分析.doc

开关电源中功率MOSFET管损坏模式及分析 ?要害字：电门电源MOSFET管 眼前，功率MOSFET管宽泛地使用于电门电源零碎及其余功率电子通路中。实践使用中，尤其是正在一些极其的边境环境下，如零碎的输入短路及过载测试、输出过电压测试以及静态的老化测试中，功率MOSFET管有时分会发作生效保护。工事师将保护的功率MOSFET管送来半超导体原厂做生效综合后，综合演讲的论断一般是过电性应力EOS，却无奈判别是什么缘由招致MOSFET的保护。 白文将经过功率MOSFET管的任务特点，联合生效综合图片中没有同的保护状态，零碎地综合过直流电保护和过电压保护。同声依据保护地位没有同，综合功率MOSFET管的生效发作正在守旧的进程中或者发作正在关断的进程中，从而为设想工事师需要一些根据，找出零碎设想中的成绩，进步电子零碎的牢靠性。1 过电压和过直流电测试通路 过电压测试的通路图如图1 a 所示，选用40 V的功率MOSFET：AON6240，DFN5?鄢6封装。经过电门来掌握，将60 V的电压间接加到AON6240的D极和S极，熔丝用于掩护测试零碎，功率MOSFET保护后，将电源割断。测试样品单元为5片。 过直流电测试的通路图如图1 b 所示，选用40 V的功率MOSFET：AON6240，DFN5?鄢6封装。率先合上电门A，用20 V的电源给大库容充气，库容C的容值为15 mF，而后割断电门A，合上电门B，将库容C的电压加到功率MOSFET管的D极和S极，运用信号发作器发生一度电压幅值为4 V、延续工夫为1 s的单脉冲，加到功率MOSFET管的G极。测试样品单元为5片。2 过电压和过直流电生效保护 将过电压和过直流电测试保护的功率MOSFET管去除里面的塑料壳子，显露硅钢片反面生效保护的状态的图片，辨别如图2 a 和图2 b 所示。 从图2 a 能够看到，过电压的生效状态是正在硅钢片两头的某一度地位发生一度击穿小孔洞，一般称为热门，其发生的缘由就是由于过压而发生山崩击穿，正在过压时，一般招致功率MOSFET管外部的寄生三极管导通[1]。因为三极管存正在负量度系数特点，当全部流过三极管的直流电越大时，量度越高。而量度越高，流过此全部海域的直流电就越大，从而招致功率MOSFET管外部构玉成部的热门而保护。硅钢片两头海域是散热环境最差的地位，也是最简单发生热门的中央，能够看到，图中击穿小孔洞 即热门 正好都坐落硅钢片的两头海域。 从图2 b 能够看到，正在过流保护的环境下，一切的保护地位都发作正在S极，并且比拟接近G极。这是由于库容尖端放电构成大的直流电流过功率MOSFET管，一切的直流电聚集于S极，这时量度最高，最简单发生保护。 功率MOSFET管外部由许多单元串联构成，如图3 a 所示。 银行卡，/html/2012/scfx_1126/108743.html ,座机电话号码8,其等效的通路图如图3 b 所示。正在开经过程中，离G极越近的海域，VGS的电压越高，流过该海域的单元直流电越大，正在瞬态开经过程承当的直流电就越大。因而，离G极近的S极海域量度更高，更简单因过流发生保护。3 过电压和过直流电混合生效保护 正在实践使用中，繁多的过直流电和过直流电的保护一般很少发作，更多的保护发作正在过流后，因为零碎的过流掩护通路任务，关断功率MOSFET，而正在关断的进程中常发作过压 即山崩 。图2 c 即为功率MOSFET管先发作过流，而后进入山崩发作过压的保护状态。与过流保护方式相似，过压多发作正在接近S极的中央。然而也具有由于过压发生的击穿洞坑远离S极的状况。这是由于正在关断的进程，间隔G极越远的地位，正在瞬态关断进程中，VGS的电压越高，承当直流电也越大，因而更简单发作保护。4 线性区大直流电生效保护 正在电池组充尖端放电掩护通路板上，一旦负载发作短线或者过流电，掩护通路将关断功率MOSFET管，免得电池组发生过尖端放电。与短路或者过流掩护快捷关断形式没有同，功率MOSFET管是以无比慢的进度关断，如图4所示。功率MOSFET管的G极经过一度1 MΩ的电阻，湍急关断。从VGS波形上看到，米勒阳台的工夫高达5 ms。米勒阳台时期，功率MOSFET管任务正在缩小形态，即线性区。 功率MOSFET管开端任务的直流电为10 A，运用机件为AO4488，生效的状态如图4 c 所示。当功率MOSFET管任务正在线性区时，它是负量度系数[2]，全部单元海域发作过流时，异样会发生全部热门。量度越高，直流电越大，以致量度进一步增多，招致过热保护。能够看出，其保护的热点的面积较大，这是由于该海域通过了定然工夫的热能的积攒。此外，破位的地位离G极较远。保护异样发作于关断进程，破位的地位正在两头海域，异样也是散热环境最差的海域。 此外，正在功率MOSFET管外部，全