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[参考译文] UCC23513:栅极驱动器变热并最终发生故障

Guru**** 1958595 points
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1203981/ucc23513-gate-driver-getting-hot-and-eventually-failing

器件型号:UCC23513

您好!

我通过±12V 电源 TMA 0512D 以±12V 的电压驱动 UCC23513DWY 的输出。 它们正在驱动 MOSFET IXFN360N 的栅极、从而使其返回到公共电源。 这些是隔离电源(6)和它们驱动(6)个串联 MOSFET。  

我在输出端以公共电压运行±12V、数据表中未涵盖这一点、但我不知道它不起作用的任何原因。   

大多数情况下工作正常。 每一次又一次,设备变得非常热和烧毁,显然没有理由。  

我附上了电路的一段代码。 如果需要、我可以发送更多内容。 基本上、MOSFET 与0.05 Ω 的电阻器并联、该电路的功能是驱动流经 MOSFET 的电流或通过该电阻器改变该级上的压降。  

它们似乎在输出上出现故障、其中 VCC 和 VEE 短接在一起。 我之前使用±15V 电源供电、我认为该电源可能过于接近 VCC 最大值(33V)、因此降低到±12V、但仍然有问题。  

请告诉我您的想法。 此时甚至没有运行、电流流经0.025欧姆电阻、因此不存在隔离问题。  

PS0 PS1 PS2是隔离式±12V 电源。 我此时没有切换 UCC23513DWY、并将恒定8.5mA 驱动到输入二极管中。  

10欧姆栅极电阻器两端没有电压、因此栅极电流消耗不会过大。  

肯定会使我的电源电压降低一点、这似乎是加热 U1的原因。 > 60°C、5分钟 我还没有让当前的一个烧坏,但可能已经有问题?  

如果需要、我可以发送任何更多信息。 我认为这些信息足以开始设计?  

-克里斯  

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    Chris、您好!

    您用于输出级的电源去耦是什么样的? 电压瞬变可能高于33V 绝对最大值。 好像每个电源轨只有一个22uF 电容器、但我们通常在电源引脚旁边和两端使用100nF 电容来滤除高频过压。 为了安全起见、也可以在电源轨上使用钳位 TVS 二极管。

    当根本原因是大量开关节点谐振但仅适用于非隔离式驱动器时、我遇到了与此类似的问题。 您是否可以测量开关节点或栅极电压的任何电压?

    此致、

    肖恩

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    你好 Sean、  

    连接到公共电源的每个电源轨上都有13V 齐纳二极管。 我也是 完全不转换 (尚未浏览)。 另请注意、该器件仅在烧毁后才无法将 VCC 短接至 VEE。 那么现在、当我打开它一两分钟来进行一些测量时、它仍在工作...

    显然、与其他5个驱动器相比、相关的栅极驱动器稍微下拉了电压。 有能量从 VCC / VEE 进入驱动器、而不是从器件中输出。  

    -克里斯   

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    还没有切换? 那么这应该是一个很容易通过直流测量进行诊断的问题。 驱动器发生某种情况会导致其开始消耗大量电源电流、并最终使电源短路。 我们只需要弄清楚它可能是什么。 选项包括电源过压、输出过压或输出过流。

    如果用新驱动程序替换该驱动程序,同一个驱动程序是否总是再次失败,还是另一个驱动程序失败?

    D22是什么、D37是什么?   这些二极管结构将大量直流电引入驱动器输出、输出实际上只是为了维持高瞬态电流、并且如果在高直流负载下运行、将会烧坏。 您说栅极电阻器上没有电压、但始终是这样吗?

    IXFN360是否以任何方式损坏? 如果易于拆除、则当开关不存在时、新驱动器是否会发生故障?

    此致、

    肖恩

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    你好 Sean、  

    很抱歉我在测试一些东西时出现了延迟。 要回答您的问题、请执行以下操作:

    驱动器故障似乎是随机的、但通常是更靠近顶部(原理图)的故障。  

    D22和 D37是 TVS 二极管(双向齐纳二极管)。 栅极/源极二极管为15V、栅极/漏极二极管为30V 以上。  

    目前、我从 MOSFET 板上移除了该卡。 也就是说、MOSFET 不在电路中。 我用新的栅极驱动器替换了当时很热的栅极驱动器、现在也很热。 我不认为器件本身出现了故障、但在出现故障的路上、如果让器件继续发热。

    将电路板置于我的实验室电源上、它为6个栅极驱动器提供~3W 的功率。   

    直流/直流转换器的运行效率为80%、这意味着6个栅极驱动器的功耗约为2.4W 或每器件400mW。 我不相信它们都在消耗相同的功率、但我没有很好的方法来隔离它们。 我认为较热的器件的功耗超过了1瓦。 它也必须在内部花费它...  

    我想我的下一步是开始拉出输出上的所有器件(导向二极管、TVS 二极管)、看看电流是否在那里?  

    不使用 MOSFET…… 这是怎么回事?  

    请注意、我仍处于直流情况。 无切换。  

    我想将整个原理图... 但我不能在这里将其全部发布在专有问题上、但如果您提供更多信息、请告诉我。  

    请告诉我您的想法、  

    -克里斯  

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    ...另请注意、我添加了 陶瓷50V 100nF 去耦电容器 VCC / VEE。  

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    尊敬的 Christopher:

    当您更换热驱动器并打开电路板时、新驱动器是冷却了一段时间、还是会立即开始消耗大量电量? 我认为下一步是测量 驱动器每个引脚的直流电压? 如果不进行切换、可能会导致在直流电压下出现规格之外的情况、例如电源电压或输出电流。  

    如果您想以保密方式共享原理图、您可以使用-internal 论坛来提出新问题。

    此致、

    肖恩

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