480W的隔离电源模块中,是原边全桥整流管。模块输入电压51V~56VDC,额定输出10.8V,48A。这次坏掉的是一个桥臂上的两颗管子。在应用时因为外围电路异常造成二次侧电流反灌到原边整流管,电流从Source流向Drain的状态。结合FA报告中的Source面上的烧毁痕迹,原因分析是电流的EOS,能否证明是因为电流从S往D流动造成source烧掉?

清风与我半导体器件原理 2022-05-17 15:04:50 526阅读
480W的隔离电源模块中,是原边全桥整流管。模块输入电压51V~56VDC,额定输出10.8V,48A。这次坏掉的是一个桥臂上的两颗管子。在应用时因为外围电路异常造成二次侧电流反灌到原边整流管,电流从Source流向Drain的状态。结合FA报告中的Source面上的烧毁痕迹,原因分析是电流的EOS,能否证明是因为电流从S往D流动造成source烧掉?

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1条回答

  • 笑看.红尘埃
    2022-05-17 15:05:01

    对于同步整流,输出的反灌电流是最恶劣的一种条件,在设计的过程中要尽可能的减小输出的反灌。
    (1) 输出反灌形成输出整流管的雪崩,导到输出同步的整流管损坏,取决于输出同步的整流管的雪崩能力,以及反灌电流形成的负向电流的大小。
    (2)输出反灌电流会影响原边MOSFET工作。


    当输出形成反向电流的时候,若Q1、Q2是一个半桥臂,Q1为上管,Q2为下管;Q3、Q4是另外一个半桥臂,Q3为上管,Q4为下管;若不是全桥移相软开关而是PWM硬开关工作,由于输出是反向电流,因此当Q1、Q4导通前,电流从Q1、Q4二极管中流过;当Q1/4导通后,会从Q1、Q4沟道流过。当副边输出电感的能量足够大时,其原边电流不足以反向,因此Q1、Q4关断后电流还得从Q1、Q4二极管中流过,经过死区时间后,Q2、Q3导通。此时由于Q1、Q4二极管中流过电流时间长,电流也比较大,而且死区时间短,对于一些MOSFET的二极管,反向恢复的时间不是够的,就是Q1、Q4体二极管电荷没有完全恢复,这时Q2、Q3导通,就会导致上下桥臂直通直到损坏。


    至于损坏的是上桥还是下桥,那就看那个管子承受短路的能力更强。是损坏原边还是副边,也看那边管子的能力更强。
     -- 对于副边,是大电流关断后的电压雪崩。
     -- 对于原边,是二极管反向恢复上下桥直通形成大电流损坏。


    通常二极管也是负温度系数,其导致损坏和开通时过线性区热量的积累导致的损坏形态比较接近,对应着二极管没有完全恢复的MOSFET形态。因些对于这个例子,最好的办法,从设计角度来说还是减小输出反灌电流。从器件来说,提高原边MOSFET的体二极管的反向恢复特性,可以提高原边器件的安全性,最终的方法还是控制输出反灌电流,才能真正保持系统安全性。

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