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431阴极电压启动瞬间波动问题
1. 431应用电路及作用
431应用电路拓扑图如下图所示,此电路应用于轨道交通领域,主要作用为当110V信号输入时,继电器线圈L1通电,K1吸和,将PWM使能信号拉低。R3为45K电阻,R4为550Ω电阻。
图1 431应用电路拓扑图
2. 目前出现的问题
当110V上电瞬间时,431即图中U1,阴极电压升高幅度过大,超过Q1GS最大承受电压,导致MOS管Q1损坏,上电瞬间431阴阳极两端电压如图2所示。
图2 431阴阳极两端电压
目前我司解决方案为,在MOS管GS两端并联瞬态抑制二极管,将GS两端电压钳在20V以下。增加瞬态抑制二极管后实验数据如下图3,其中蓝色曲线为431阴阳极两端电压,黄色为431Vref相对阳极两端电压,绿色曲线为阴极上端限流电阻即R3两端电压。
图3 增加瞬态抑制二极管后实验数据
目前存在问题主要有一下两点:
1.阴极电压为何为出现如此大的波动,稳定后阴阳极两端电压大概在4.3V左右,但是启动瞬间电压最大可达30V。
2.据我了解431内部原理,当Vref稳定时,Ika应该不会再发生变化,但是在启动到120us时,Vref已经趋于稳定,那为何阴阳极两端电压,在经过一段时间后,突然下降,下降原因是为什么。
另外,我还做过一个方案,将MOS管Q1替代为三极管,此时阴极电压在启动瞬间也不会有大波动了,实验数据如下图4所示。其中黄色曲线为431阴阳极两端电压,蓝色曲线为431参考端电压,绿色曲线为阴极上端限流电阻两端电压。可以看到此时的阴极电压两端启动瞬间并无较大波动。这里我理解为431阴极,三极管BE,431参考端,431阳极构成了回路,这样不会有电压波动了。
图4 将MOS管替换为三级管的实验数据
HI
应该是因为继电器的原因,测试一下启动瞬间D极电压是否是110V, 如果被拉低就可能造成上述问题。采用三极管,因为有0.7V的钳压就避免了上面问题。
您好,我这边验证了一下,确实是继电器的原因,如图黄色曲线为431阴阳两极电压,绿色曲线为DS电压,可见当阴极电压稳定时,DS两端电压才开始上升
若把继电器换成电阻,如下图,阴极电压不会升高,可见根本原因还是继电器的原因,能否请教一下从原理上解释一下原因是为什么呢,非常感谢。
您好,还想请教下,我认为继电器、MOS管这条路和431阴极上端限流电阻R3和431这条路是两个不同的回路,继电器线圈电压的变化为何会导致431阴极电压的波动,感觉两者之间并无确切的关联,这点能否再解释一下。