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请教大电流功率管的问题
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发表于： 17:20:00
接解过一款大电流的功率管,&接成桥式驱动电路时,&发现发热量很大.&&由于DATASHEET的图示中,&好像管子本身就有续流管,&所以设计时没有再外接续流管.&个人怀疑是这个原因造成的.&&请有经验的高人指点下,&这种情况下要不要外接续流管?&&
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加TA为好友 发表于： 17:22:00 1楼
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加TA为好友 发表于： 19:10:00 2楼
这样的东西都有散热片和风扇。一般不会有问题的，热量肯定有的，不至于烧坏。
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加TA为好友 发表于： 19:26:00 3楼
那玩意儿对结温很敏感的，　还是觉得尽量控制发热量稳当些．现在需要确定的是，　按它的图示，　它是否自带有续流管？
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加TA为好友 发表于： 19:46:00 4楼
另外, 请高手解释下, 下面的"快续流"和"慢续流" , "快"是因何而快, 是多了一个续流回路, 还是"快续流"的回路的续流能力强?
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加TA为好友 发表于： 11:53:00 5楼
楼主你好：我因为工作需要也是经常使用大功率管做逆变电路，也遇到过你说的第一个问题，因为这个问题以前查过一些资料，说是这个反向的二极管是一个寄生二极管，是场效应管的自身结构自然形成的，其他类型的管子如IGBT就可以没有，书上说这种寄生管正好是逆变电路需要的，所以不影响管子的性能，但是具体是不是快恢复的或可以作为续流用没有说明。我自己设计电路都加了续流管，也拆解过一些别的电路，发现有没有用续流管的，可是我自己不用续流管试验后感觉总是不行，当然这也可能是我设计的问题。还有发热的原因有很多，除了你所怀疑的，栅极驱动电压的高低也会有影响，还有栅极电阻的大小，驱动波形的上升沿与下降沿是否足够陡，开关管的放大到饱和的过程越长发热也就越多。---你说的快续流在逆变电路中几乎是必须的，尤其是电感性负载。之所以快是因为使用的续流二极管是一种快速恢复二极管（任何晶体管在完全开通与关断时都有一定的反应时间，都有一个类似管子内部电阻逐渐减小或加大直至完全导通或关断的过程。二极管也一样，快恢复的是指这种效应特别短）。在感性负载的电路中开关管在开通尤其是关断的瞬间，会产生一个脉冲尖峰，如果不用续流或电容等元件进行抑制，就会因为这个脉冲高压击穿开关管，造成开关管的损坏。二极管续流速度越快，对感性负载尖峰脉冲的抑制能力越强，所以一般在开关速度较快并且使用功率开关管的情况下都会选择快恢复二极管作为续流管。有一种肖特基二极管，比一般的半导体材料的快恢复二极管反映速度还要快很多倍，就是耐压低一些，在一些低压电路中使用很广泛。
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加TA为好友 发表于： 12:36:00 6楼
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加TA为好友 发表于： 13:19:00 7楼
不客气，要是你的电路试验合格了麻烦在这里说明一下具体原因，有些问题我也是一直不明白，大多数情况下是照葫芦画瓢，呵呵。
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加TA为好友 发表于： 13:27:00 8楼
学习了，支持
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加TA为好友 发表于： 18:30:00 9楼
嗯,&进入8月份后正式启动.&
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加TA为好友 发表于： 10:37:00 10楼
在设计驱动电路时想到一个问题,&就是MOS管自身的极间电容Ciss,&在需要管子导通时,&我们当然是给Ciss充电了,使栅源极间产生正压差了(以N沟道为例),&&但在管子关断期间,&&要对Ciss进行怎样的操作呢?&&给它放电,&还是加反压,&还是切断其放电通道,&以便下次导道时不需要重新充电?&&还是直接把栅极电压去了就行了,&别的不管??????
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加TA为好友 发表于： 10:49:00 11楼
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加TA为好友 发表于： 10:54:00 12楼
另外,&在上互补式三极管放大电路中,&当VI为高电平时,&T1导通,&&但是导通之后,&R1左端的电位,即发射极电位不是接近15V了吗?　此时基极电位，　虽然有上拉电阻，　但是也只是ＶＩ的电位啊，　在这个情况下，　Vbe瞬间应该是小于０的，　还能有基极电流吗？怎么解释这个放大电路啊？
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加TA为好友 发表于： 10:59:00 13楼
另外，　在设计大电流ＭＯＳ的驱动电路时，　既要保证栅源极间电容的充电电流，　又要避免栅源极电压过大，　又不能让上桥臂导通后改变栅源极间的压差，　是不是一定要有独立的电源模块及自举电容作为棚源极电压源？　　
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加TA为好友 发表于： 11:04:00 14楼
还有，在设计时发现，　使用Ｐ沟道作为上桥臂，用Ｎ沟道作为下桥臂时，　驱动电路要相对简单一点，甚至在不要求开关速度特别高的情况下，　不需要独立电源模块也可以，　　但是在选管子发现，　好像同样体积的Ｐ管，　电流等级要比Ｎ管要低，　这就会在选型及成本上带来些麻烦．　
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加TA为好友 发表于： 11:05:00 15楼
恳请高人指点上述的几个问题！
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加TA为好友 发表于： 23:28:00 16楼
快续流（快衰减）就是电流衰减的快这样能做到电流高速变化&提高换相速度慢续流（慢衰减）就是电流衰减的慢&就是靠电机线圈的电阻来消耗线圈电感的能量
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加TA为好友 发表于： 08:20:00 17楼
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加TA为好友 发表于： 10:51:00 18楼
想了好多种驱动方案,&没一种满意的,&好郁闷啊......有没有相关设计经验的兄弟啊,&指点下,&脑袋瓜子快不行了......现在存在的问题主要是;1.&如果自己用三极管组合起来做驱动,&&由于对三极管的性能及选型没什么经验,&可能会导致出来的驱动电路开关速度跟不上.&另外,&由于电源电压是24V,&由栅源极耐压只有+-20V,&一般情况下都采用12V的栅源极电压驱动MOS管的,&那我又必须找一个12V的电源.如果直接用24V来分压,&分压电阻太小了会使电流太大,&长期工作功耗太大,&&从节能角度看不合理,&另外对元件件选型会产生不小的麻烦.&&分压电阻大了,&则栅源极充电电流太小,&影响MOS开通速度.&2.&如果加DC-DC模块,&那么,&下桥臂N沟道的管子的驱动可以轻松搞定.&但上桥臂有些麻烦,&首先是选型的问题.&如果选N沟道管,&那么必须将驱动信号与驱动电路隔离开来,&保证DC-DC输出模块的完全独立.&那么,&从信号进入,&到驱动输出,&最少要经过一个光耦,&两个三极管,&再到MOS管,&我印象中三极管的开关速度不是很理想,&这样子会不会对最终MOS管的开关速度产生影响?&&&&如果上桥臂选P沟道管,&那么,&可以不做隔离,&但印象中是同样体积的P管电流等级是比N管要低,&我的需要的电流等级要高到180A,&那么将会对管子的选型带来麻烦.&另外,&用P管的话,&源极电压将会是24V,&怎么弄到源栅压差是12V又是个问题,&在源栅极充电回路上把12VDC串进去不知道行不行??????&&&&&3.&如果采用专门的MOS驱动芯片,&起码得另加三个独立的DC-DC模块,&加上驱动芯片成本肯定要上一截.&另外,&那么芯片在市场上能不能买到是一个很大的问题.&看了些相关的DATASHEET,&里面也是光耦和三极管,&也不知道性能到底怎样.&4.&有的资料上说,&可以用CMOS缓冲器并联在一块带驱动MOS管,&有没兄弟这么试过的?&5.&很想知道的一件事,&&有没有栅源极耐压超过24V的大电流MOS管啊,&有的话会给设计带来很多方便.&&&
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加TA为好友 发表于： 08:51:00 19楼
淮南皓月冷千山/瞑瞑归去无人管
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加TA为好友 发表于： 09:01:00 20楼
唉，可能修罗兄提的这个问题这个论坛里，能解决的人不多。不过是否考虑过，放到变频器，电源和元器件论坛里？
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加TA为好友 发表于： 09:32:00 21楼
就这熟人多......等买了东西回来慢慢试吧.
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加TA为好友 发表于： 09:39:00 22楼
这些天找资料、画电路图，&发现，&一个电路中最重要及最难的，&竟然是电阻、电容、电感、二极管、三极管......
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加TA为好友 发表于： 10:56:00 23楼
TO&标准触点及其它牛人:&&&请助.&&做出来的控制器,&空载试验,&小电流突然换向都没有问题.&就是堵转大电流试验时,&发热非常明显.&电流在40A多点时,&工作不到二分钟,&散热器就将近70度左右了.&&按正常发热量计算的话:&&I*I*R=40*40*0.&W,&我那么大块头的散热器不可能温升那么快.&&&&&1.&&&个人觉得是MOS自身的续流能力差,&续流通过MOS管发热大.&&&&&&针对这个想法,&我需要加肖特基二极管.&但那么大功率的肖特基二极管不知道哪里可以搞到.&请达人指条明路.&2.&&&感觉目前用的MOS管的0.0065欧的通态内阻还是大了,&但要求耐压75V以上,&电流140A上,&通态电阻0.005以下的MOS确实少,&即使有型号,&买到的可能性也很低.&&请达人指条明路.&3.&&关于电流载波频率的问题.&&目前设计的PWM载波频率为22K左右.&以前做小电流进步驱动时一直用这个频率.&不知道,&&做大电流直流伺服时,&这个频率合不合适,&请牛人指点.&&
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加TA为好友 发表于： 17:31:00 24楼
自已小顶一下,&期望周一来能看到有人解答.&
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加TA为好友 发表于： 20:03:00 25楼
MOS的发热除了饱和导通的内阻发热，续流二极管的结压降发热外，还必须需考虑PWM工作模式下的高频开通和关断损耗，而且还可能不小！“耐压75V以上,&电流140A上”，找找IR的DirectFET，至于通态电阻能否到0.005以下，具体查看吧！
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加TA为好友 发表于： 20:06:00 26楼
原来“奔三十的男孩”就是“阿修罗的眼泪”！
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加TA为好友 发表于： 20:36:00 27楼
嗯,就是我.&我一用这个名字LG就知道是我了.&&还有两个麻烦,&现在:4.&&要找一款180A以上的电流传感器,&比如ACS754-200.&但上网找了好多家,&硬是没有现货.&郁闷.&&5.&&现在用的PWM输出,&用自己做的监控看出,&它在占空比低时输出极不稳定,&&比如2%占空比就比1%的实际输出低,&或4%的占空比又比3%的实际输出低等.&&找了些资料看,&说是要做成带缓冲的PWM输出,&NND,&我手头又没有相关资料,&真是晕死.&哎,&一个人的项目,&真是痛苦,&一个孔,&一个螺钉,&一根导线,&都得自己找,自已钻,&有时为了功一个M4的螺纹,&就得费到我一个上午.&&上头又根本不关心,&公司里又硬是要啥没啥,&买个蓄电池,&上批下批,&上等下等得搞一个多星期的.&&50%的时间办公室里就我一人,&&想找个鬼聊聊天都没.&&有时,&&&真的觉得,&&&快疯掉了!&
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加TA为好友 发表于： 20:45:00 28楼
3.&&&PWM工作模式下的高频开通和关断损耗&,&&这个问题,&我也有考虑过.&目前的频率是22K,&个人觉得,&再想调低也没有多大空间了.&&&关于开关损耗,&无非就是线性区损耗,&&我计算过了栅源极电容与我的充电电流的关系,&&即使是22K,&由于我的瞬间冲电和放电电流做得比较大,&&关断损耗也是非常非常小的.&
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加TA为好友 发表于： 20:50:00 29楼
今天下午想了好久,&&觉得可以试下用元件器并联的方法解决电流等级高,&发热量大的问题.&但不知道会有什么副作用,&NND,&手头能用的MOS管就7个,&小心翼翼,&到目前为止还没烧过.&要一子不小心烧了四个,&就可以放长假了......
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加TA为好友 发表于： 21:02:00 30楼
关断损耗主要取决于是开关瞬间，MOS电压与电流交叉乘积，有些部分即使提高栅极充放电速度也是不可克服的，不是“非常非常小的”，高频操作时，可能反而比导通损耗还要大！关于传感器，问问Honeywell在深圳的代理商。PWM输出是模拟生成的，还是数字的？
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加TA为好友 发表于： 21:14:00 31楼
PWM输出是单片机计时器通道弄出来的,&应该算数字的吧.&&PWM经过了光耦,&一级放大,&再加图腾柱,&应该不会有干扰了.&&&我以为开关损耗=线性区损耗呢.&&还有,&我的电路是单极受限可逆驱动电路,&一般不会出现上下直通的情况,&而且,&我在换向瞬间是加有死区的,&还会出现&&开关瞬间，MOS电压与电流交叉乘积&&的情况吗?&&
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加TA为好友 发表于： 08:38:00 32楼
既然是数字方式产生的PWM，从源端看就不应该产生“占空比低时输出极不稳定”的问题，估计是后端光耦缓冲和图腾柱放大的沿特性不稳定导致的。“开关瞬间，MOS电压与电流交叉乘积”的“开关损耗”损耗是MOS的自身特性，与是否加桥臂死区保护无关，有兴趣的话，可参阅《功率系统设计》（Power&System&Design&China）月号20～23页的“损耗和噪声之间的平衡”一文（可从该杂志网站直接下载电子版pdf期刊）
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加TA为好友 发表于： 10:28:00 33楼
谢谢波恩老兄.&&&PWM占空比低时输出不稳定,&&是我的FREECALE教材上这么说的,&跟我用表量的PWM端出得到的结论一致&今天早上,&刚刚做了一个PWM载波频率与MOS管发热的测试,&发现10KHZ的载波频率,&比40KHZ的载波频率的发热要明显得多,&同样的占空比,&&同样的PWM电压等效值,&&10KHZ时,&升到50摄氏度只需要3分钟多点,&而40KHZ时,&需要7分钟.&&当然,&试验做得比较粗糙,&&但结果却让人跌破眼镜.&&
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加TA为好友 发表于： 10:02:00 34楼
不好意思，我单位因为所属电网改造停电了几天，今天刚刚来电，发现大家讨论的很热烈，我还没看完，一会也说说我的观点。
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加TA为好友 发表于： 10:26:00 35楼
如果最高工作频率只有22千赫，建议使用IGBT替代MOS场效应管，因为在这个频率前者比后者的通态压降小很多，而且IGBT单管目前市场上可以买到最高耐压2000伏，最大电流600安的管子，像1MBH系列1000伏90安的塑封单管，我们这里40元可以买到新的。我在一本书上看到一个关于几种大功率开关元件在不同频率下试验检测的通态损耗曲线：在10-20千赫三极管最小，20-50千赫IGBT最小，50以上才是场效应管。在开关电源这种需要尽量减小体积的使用场合，由于频率越高，变压器就可以做的越小，所以在小功率的开关电源一般使用场效应管，正常工作频率在100千赫左右。在以前的变频器中，由于电子元器件的技术不成熟，PWM方式的早期使用三极管（具体名称忘了，不过确实是一种改进的三极管），由于工作在20千赫以内，在人耳听觉范围以内，噪音较大，随着技术的成熟逐渐被IGBT取代。IGBT一般取25千赫的工作频率，这种元件既有三极管的较低通态压降的优点，又有场效应管的电压驱动方式的优点，而且也适合多管并联使用，就是内部寄生电容大于场效应管，驱动要复杂一点。
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加TA为好友 发表于： 10:55:00 36楼
楼主真搞笑，要用2个名字，害我要分开回答问题，呵呵~~~仔细看了一遍贴字，才知道是一个人一个问题，这样回答就简单多了，8月初的问题不知道为什么我一直没看到，现在说是不是晚点了？一般的实际驱动中都使用隔离脉冲变压器来直接驱动场效应管，这样无论是全桥还是半桥都不会因为上下桥臂的电位差而造成影响。驱动器（直接驱动管子的和驱动脉冲变压器的用一种，其实驱动器本身就是一个功率元器件，不过需要输出端在0状态接地，1状态接通电源）有专用的，你可以去网上查（TC4427,TPS2812都是，还有很多)。不过就是贵了点，差不多要10元一只（两路驱动）。25千赫以内使用三极管作驱动也行，我是使用一只NPN（8050）一只PNP（8550）来实现的，频率再高这两只管子就发热厉害了，一般过了25千赫我都是直接使用专用驱动器，上半桥我使用驱动器驱动隔离脉冲变压器，变压器次级驱动场效应管，下半桥直接驱动或隔离变压器驱动都可以，不过用变压器驱动要在次级设计一些专用驱动电路。场效应管最好驱动电压在15-12伏之间，IGBT一般取15伏驱动，然后设计一个2-4伏的负电压以利于及时关断。
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加TA为好友 发表于： 11:02:00 37楼
一般上下桥臂都使用N的，我见过的逆变电路都是使用一种管子。发热问题原因很多，你说的堵转不是成了变频器驱动电动机了？
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加TA为好友 发表于： 11:02:00 38楼
工作频率倒不是定死的,&&可以随便改.&22K是我自认为比较合适的频率.&&这里有两点考虑:1.是20K是人耳听觉范围极限,&取22K是为了降低噪声.&2.&我一直认为,&&载波频率越高,&开关损耗就载大,&就取了一个稍稍大于20K的频率.&&&&&&不过,&我昨天粗粗做了下不同频率下的温度试验,&频率升高,&MOS的开关损耗有所下降,&真是搞不懂.&可能是实验条件太粗糙了.&&&&你能不能再翻翻你那本书,&看看管子的开关损耗(通态损耗)随频率的变化关系????&&&&我开始怀疑22K选择得是否合适了.&[color=#FF0000]触点兄及其他前辈觉得我要继续用MOS管的话,&选多少的频率合适?&&&[/color]&&&至于IGBT,&我也有考虑过,&当时在深圳电子市场找管子时,&发现,&一款150A或以上的IGBT,&好像最少也要三四百.&而且,&IGBT的耐压都比较高,&&而我根本不需要那么高的耐压,&100V对我足矣.&想来想去,&还是MOS管合适点,&本身对MOS了解也比较多.&&&&&至于多管并联,&我现在正在考虑这事.&我找到一款170A,&耐压75V,&通态电阻4.5毫欧的MOS管(但还没买到货),&价格好像只有3块多(块头只有我目前用的FB180SA10的8分之一),&&我打算并4个,&来代替现在的一个,&无论成本及通态损耗,&都应该是直线下降的.&但不是很确定这种方法的可行性.&[color=#FF0000]触点兄及其他前辈能否介绍下多管并联该注意哪些问题?&[/color]&&&&&内部寄生电容大于场效应管，驱动要复杂一点&,&MOS实在不可行的话,&&也只能上IGBT了,&&最近做驱动多少也有点心得,&应该可以弄得下来的.&&&&&
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加TA为好友 发表于： 11:07:00 39楼
最好把你的驱动及该电路所属的产品的控制及反馈说清楚一点，帮你具体判断一下。有时候在作电流等等限制保护时，因为反馈量的不合理造成自激，产生不合理的驱动脉冲，也会发热。
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加TA为好友 发表于： 11:14:00 40楼
奔三十的男孩是在工控人生里用的名字,&后来搞着搞着就乱了,&发贴时也不留意.&&&&&&&使用隔离脉冲变压器来直接驱动场效应管&,&&我现在自己做的驱动应该就是属于这类的,&也是4个N管.&&设计一个2-4伏的负电压以利于及时关断&,&&我驱动是用+12V,&&关断是用-12V,&应该也可以吧?&&&&&&至于驱动芯片,&我之前也想买IX6R11S6,&或三菱的M57918L.&不是硬是找不到货,&后为好不容易找到了M57918L,&却要120元一片!&NND,&&后来就决定自己拼了.&&
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加TA为好友 发表于： 11:16:00 41楼
场效应管并联及其&容易，几乎不需要什么，就是每一个管子的各个角的连线尽量一样长（我现在设计的一个电路就是7个效应管并联的，电路板上直接并排焊接的，不是说必须一样长，差不多就行，我的第一个管子和最后一个有120毫米的差别，一样用),重要的是每一个管子的栅极都要有一个独立的前置电阻，有利于并联管子的一致性。
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加TA为好友 发表于： 11:19:00 42楼
使用我以上说的&那两种之一吧，是最简单的和便宜的，你在深圳真幸福，我买的元件几乎都是你那里来得，应该比我在济南便宜的多，呵呵。你就选择50千赫好了，就怕你的单片机速度不够实现不了脉宽调制了。。
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加TA为好友 发表于： 11:26:00 43楼
如果你制作的产品不需要实现很复杂的控制，或者说允许电路板的体积还能容得下一个差不多8051面积的元件的话，建议你去网上搜索一下TL494的应用，上面有很多，可能对你有所帮助，有一些上面有电流采样系统，是很好的借鉴。
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加TA为好友 发表于： 11:27:00 44楼
我倒是有一些资料呵图纸，不过我不知道怎么传上来。
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加TA为好友 发表于： 11:28:00 45楼
嗯,&&买到货后马上就试试多管并联.&&我这离深圳还有三个小时的车程,&也挺麻烦的.&&关于驱动芯片,&哈哈,&我还是继续用我自己拼的吧,&感觉性能还行,&省下成本不说,&只要是想积累些设计经验.&&现在里面用到的三极管都是临时凑的,&我准备全部换成高频大功率三功管(特别是图腾柱那头的两个三极管),&性能应该还有改良余地.&&50千HZ,&单片机应该还是可以搞定的.&&最大的问题还是,&频率增加,&&&MOS管的发热是增大还是减小的问题,&触点兄,&你能确定不?&&
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加TA为好友 发表于： 11:34:00 46楼
真是太感谢触点兄了,&TL494我会关注的.&&我倒是有一些资料呵图纸，不过我不知道怎么传上来&,&具是感激涕零!
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加TA为好友 发表于： 11:37:00 47楼
至少不会增大，我做80千赫现在，安培并联使用，3个千瓦的输出，散热器体积200*45*85，强制风冷，稳定温度大约55度。一般开关管最怕的是直流常通，管子的极限电流都不是常通下的值。
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加TA为好友 发表于： 11:49:00 48楼
驱动电路一定要做到接通时对栅极施加需要的驱动电压，但是关断时必须要做到栅极通过驱动器直接与S极短接，方向是由G向S，目的是迅速泄放掉栅极计生电容的电荷，利于关断，减少关断损耗，这个是驱动电路中一个必需要求。在有每一个管子栅极与驱动器之间的电阻要在50欧姆以内，10欧姆一般就可以。如果小了，因为关断速度过快造成感性负载产生的脉冲过大，在有合理的吸收回路的情况下造成管子被击穿，就适当加大栅极前置电阻，具体要求是保证管子安全的前提下尽量减小这个电阻。一般在大于20千赫的工作频率下50欧姆以上的电阻是不可取得，泄放阻值尤其重要。
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加TA为好友 发表于： 11:55:00 49楼
顺便问一下，你用的是什么单片机？我初学单片机，学的是8051系列，你有QQ吗？以后要多请教你一下。
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加TA为好友 发表于： 14:08:00 50楼
我用的是飞思卡尔单片机,&就是以前的摩托罗拉.&也是8位的.&&我的QQ是,&我的单片机也是一般般,&有空得向你讨教才是.&
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这种一般是由于芯片输出级寄生电感和电容造成的，555的输出级可以等效成图上的形式，电感是引脚寄生电感和导线电感的总和，当输出低电平时，也就是Q1导通，电源通过C1对L1储能，当输出高电平时，Q1截止，Q2导通，电感L1通过C1放电，导致输出电压超过电源电压，随后L1和C1的LC振荡回路在输出端形成振铃。下端的电感和电容同理，在下降沿也会出现这种尖峰，以前做实验也有过，你这个可能是因为接地电感比较小所以没有负尖峰。一般可以通过在电源和地之间加去耦电容缓解这种问题。
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