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EDA365电子论坛网»电子社区 › 研发技术版块 › 硬件设计讨论 › MOSFET热失效
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MOSFET热失效

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LinGou
  • TA的每日心情
    慵懒
    2022-11-1 15:46

    • 签到天数: 12 天

    [LV.3]偶尔看看II
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    1#
     楼主| 发表于 2025-11-13 19:37 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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    x
    拓扑结构是全桥& {) \  c0 a, b* K: @) l4 e1 J
    + d3 _' p, r: Q0 N9 ?6 m
    # g4 y, y2 J1 q- r" a- W
    0 g) s1 k7 k5 [. U* x8 R

    - I$ y0 q( ]: X. d8 @- V1 o! R损坏现象是过流烧坏
    1 ~/ m4 i$ O7 h; C 2 W- r0 L$ s5 d  z% o2 q& V2 k

    % p" x6 ]$ J$ B5 W- i# S5 ^6 R+ j示波器捕捉MOS管在浪涌施加时的VDS，VGS和电流变化
    # D; e4 r1 _8 T+ v. }1 s- k) t$ N1.QS1导通时，IS1没有很大变化，在QS1关断时，IS1突增（79A）超过MOS的规定限值（51A）。
    0 l* Y  N2 O7 H4 q   脉冲电流是那里来的，是浪涌电流吗？这是导致MOS烧坏的原因吗？但是实验很多次都没有烧坏MOS。
    & e. {( E8 M4 C' m5 Z
    . r( l/ d' Z# e3 D
    1 X1 ]* V& j. ^  z$ G, a8 B$ v2.有时还能测到非常大的反向电流（-193A），我自己分析的结果是：可能是MOS管DS并联的压敏在吸收浪涌能量产生的。3 E  [' \3 C2 }/ T; ?
       这个电流值已经远超体二极管最大电流，但测试很多次任然没坏。
    3 M5 ^# G- w$ p7 D; T* u  f5 r1 i  不知是否与MOS的散热有关，实验测试MOS是暴露在空气中的，损坏时是被包裹在外壳内的导热胶里。
    4 P2 L9 d3 n; ~
    * F1 e. o" e" \) z4 u1 [

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    超級狗
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    提供的電路圖範圍要再大一些，全橋四個開關要完全進來。四個開關是用什麼東西控制的？全橋是只有開和關的功能？還是會有 PWM 調控？ ^_^  发表于 2025-11-14 07:34

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    超級狗 + 5 讚！這個不死都很難了。

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    发表于 2025-11-18 14:34 | 只看该作者
    本帖最后由 超級狗 于 2025-11-18 14:39 编辑 * s6 R9 _( p  s: s7 [" q6 Z
    LinGou 发表于 2025-11-18 14:02; S" a# m4 y9 L& P, p" \3 N& [
    死区保护是有的，晶闸管使用的是S8012D，光耦使用的是TLV-3053，
    ' |8 g. L+ N9 l
    你用晶閘管（SCR）當開關有一個缺點，因為關斷（Turn Off）時間需要很長，控制訊號是關了、但通道有沒有完全關閉，全橋（Full-Bridge）動作從示波器上根本看不出來。
    " [% h7 T/ ]7 \
    : e( \% p. g4 z- F我們只能從樓主提供的波形，合理猜測應該是上臂（High Side）和下臂（Low Side），導通的時間有重疊。
    ( ~0 O3 a# r/ U7 l) z4 T" S* n1 ]

    ( @& f/ u5 m2 ~- R; C

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    超級狗

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    发表于 2025-11-20 15:02 | 只看该作者
    本帖最后由 超級狗 于 2025-11-20 15:23 编辑 . |* _7 C( O/ X
    LinGou 发表于 2025-11-20 09:55& K$ T3 @& W; W- @' Z" U$ w2 v
    是的，之前我也考虑过，但是没有办法模拟，公司也没有洗衣机

    6 ~  u2 X& p2 L: q, n# \2 C; q樓主：5 q( o8 ~  d, V. K/ A& Q
    根據您提供的資訊，感覺接近問題核心了。
    " o/ g) t( Z$ Y4 N, z
    • 晶閘管（SCR）的關斷時間 tg，如果加上環境造成的影響，有機會落在短路的臨界邊緣上。但涉及逆變器工作頻率，即使電壓反轉的死區（Dead Time）無法拉大至 ms 級別，看有沒有辦法再增大至 200μs ~ 500μs？
    • 發熱同樣是會拉長晶閘管（SCR）的關斷時間 tg，如果能加強散熱的話，設計上應該嘗試改善。
    • 電感性負載（Inductive Load）看起來在使用情境上是無法避免，且無法預期電感負載大小。輸出必須追加反驅電動勢（Back-EMF）抑制電路，例如並聯 RC Snubber、MOV 或 TVS 管。即便無法解決問題，應該也能降低返修率（Return Rate）。下面及之前的檔案都有建議！
    • 我猜您是無法到現場察看環境，能透過客服或代銷商，收集到更多使用環境或損壞時機，也許能再找到一些蛛絲馬跡。
    • 狗弟提供的技術文檔，對晶閘管（SCR）的特性及使用問題有詳盡的介紹。尤其是 ST 那幾篇非常的經典，值得深入研究研。# T; I, n" g; k, w) V2 d/ i
    8 C6 t( Y% s/ `

    9 d% m2 _7 m! x& h! x" w# \' V; h' h6 M7 ]; }1 t

    Switching Inductive Load.jpg (35.62 KB, 下载次数: 4)

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    Switching Inductive Loads.pdf

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    LinGou
    其实交流侧是有几级浪涌防护的，第一级Ｌ，Ｎ分别ＭＯＶ＋放电管对地，第二级Ｌ，Ｎ之间ＭＯＶ＋放电管，第三级Ｌ，Ｎ之间ＭＯＶ。版本没更新前还相对稳定一些，有的运行个两三年都没问题，相比于以前的老版本，改动  详情 回复 发表于 2025-11-20 17:21

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    超級狗

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    发表于 2025-11-19 08:16 | 只看该作者
    本帖最后由 超級狗 于 2025-11-20 15:18 编辑
    + f$ G; x  W* c3 A
    LinGou 发表于 2025-11-18 19:13/ V. ?1 C. D0 _, P
    其实产品是相对稳定的，只是在客户端会有个5-10%的故障率，故障现象就是交流侧异常了，对客户寄回的一台 ...

    - M  b7 w, a2 O# \0 |. g狗弟僅能給樓主幾個看法：
    • 5% ~ 10% 的不良率算很高了！根據描述所謂的穩定是在實驗室裏面，到了客戶端完全不是那麼一回事，一定是有些條件咱們忽略了。
    • 假使樓主給的不良品照片，沒經過一些清理。那個看起來貌似瞬間炸裂，而不是慢慢悶燒造成的。
    • 如果懷疑瞬間大電流是 MOV 保護元件造成的，就把 MOS 管的源極（Source）翹起來繞根線，用電流探棒量測看看。工程是講證據，不是靠猜測。
    • 根據敘述、果真如我猜測，晶閘管（SCR）是用來控制電壓反轉，而 MOS 管則是用來做 PWM 控制。之前的上臂（High Side）和下臂（Low Side）導通的猜測，容易發生在電壓反轉的時候，想請問晶閘管（SCR）動作間留了多少的死區（Dead Time）作保護？
    • 如果一切控制都來自單片機（MCU），亦不排除是程序偶而出錯造成的。當然樓主想指控軟賤前，得先要有證據才行。) e4 z8 e# H3 H& G1 x$ b. U

    - A, e8 t# }/ G2 {  P, m* K3 E, W+ K% }

    $ ?6 w+ U( B. [0 [3 n

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    LinGou
    2.您猜测的和我差不多，因为在客户端损坏没有规律，功率大小，温度大小都没什么规律。 3.我之所以猜测是压敏电阻的电流是因为我测试了流过压敏的电流，和MOS的反向电流走势非常像，且大小也相似。 4.死区时间大概1  详情 回复 发表于 2025-11-19 13:44

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    Sleep_xz

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    5#
    发表于 2025-11-14 16:42 | 只看该作者
    MOSFET可以找手册的典型电路测一测

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    超級狗 + 5 昔人已乘黃鶴去，此地空餘黃鶴樓。

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    LinGou
  • TA的每日心情
    慵懒
    2022-11-1 15:46

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    [LV.3]偶尔看看II
    6#
     楼主| 发表于 2025-11-17 14:09 | 只看该作者
    上面两个是晶闸管，下面两个是MOS，都是芯片输出PWM给到对应的管子。
    0 a* N8 r; y" Y测试是在浪涌发生器模拟浪涌的条件下测试的，所以怀疑前面的脉冲电流是因为管子关断不及时产生的浪涌电流。0 W! _$ p  z; N8 ~% l) |0 n
    MOS管的浪涌防护是DS并联压敏电阻（Vac：300V V1ma：470  10/1000us）! m* r. _+ G' i2 Q$ _

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    超級狗
    爺死踢（ST）晶閘管（SCR）參數詳細說明！  详情 回复 发表于 2025-11-18 08:18
    huo_xing
    晶闸管和mos的参数特性决定了晶闸管比mos开通慢很多。 还有，看你上桥用的光耦驱动，光耦参数是否能满足要求? 优先怀疑上下管直通了。  详情 回复 发表于 2025-11-17 19:07
    超級狗
    [*]就是要知道是什麼樣的芯片產生的 PWM？上臂（High Side）和下臂（Low Side）有做死區（Dead Time）保護嗎？上臂（High Side）和下臂（Low Side）同時導通，等於是電源短路到地。 [*]逆向電流或突波，有可能是  详情 回复 发表于 2025-11-17 15:53

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    超級狗 + 5 居家旅行、殺人滅口的好設計！

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    超級狗

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    7#
    发表于 2025-11-17 15:53 | 只看该作者
    本帖最后由 超級狗 于 2025-11-17 16:12 编辑
    5 u$ S7 ?. n1 d7 o1 B2 B$ ?0 z- |
    LinGou 发表于 2025-11-17 14:09; g  w: \' v( j1 B- U
    上面两个是晶闸管，下面两个是MOS，都是芯片输出PWM给到对应的管子。
    + E1 i! _# G3 m' R* t$ A# i测试是在浪涌发生器模拟浪涌的条件下 ...

    ) ^) k8 d+ m* H* ?7 R' t6 [$ x/ q
    • 就是要知道是什麼樣的芯片產生的 PWM？上臂（High Side）和下臂（Low Side）有做死區（Dead Time）保護嗎？上臂（High Side）和下臂（Low Side）同時導通，等於是電源短路到地。
    • 逆向電流或突波，有可能是電感性負載（Inductive Load）的楞次定律（Lenz's Law）所造成的。電機線圈本身就是一個大電感，需要加 TVS 或 RC Snubber 電路抑制反驅電動勢。
      - F0 A( }+ C6 j( ^+ Z
    - ]% G1 s& d% ]' H7 b9 t, J
    + g" Q9 d+ x6 m# ~, f% {3 M; Y- _
    7 t- d; e$ }7 c: l$ |9 S7 z0 M

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    LinGou
    死区保护是有的，晶闸管使用的是S8012D，光耦使用的是TLV-3053，  详情 回复 发表于 2025-11-18 14:02

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    huo_xing

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    8#
    发表于 2025-11-17 19:07 | 只看该作者
    LinGou 发表于 2025-11-17 14:09
    5 B5 T. N$ p7 v. t上面两个是晶闸管，下面两个是MOS，都是芯片输出PWM给到对应的管子。
    , f# Q; S1 M4 b测试是在浪涌发生器模拟浪涌的条件下 ...

    1 k1 }/ e1 ~$ R* n- r( f, T& j. O晶闸管和mos的参数特性决定了晶闸管比mos开通慢很多。
    ' _5 w6 x1 [( i4 t0 H3 X9 L0 J% F; ^还有，看你上桥用的光耦驱动，光耦参数是否能满足要求?! E' t+ d+ s) d4 M
    优先怀疑上下管直通了。
    2 R  |, {8 J' G/ v9 j

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    超級狗
    其實，晶閘管（SCR）的是關斷（Turn-Off）時間慢，而不是開通（Turn-On）時間慢，參數表中的 tq 就是關斷（Turn-Off）時間。 除龍大質疑光耦（Photo Coupler）特性是否匹配外，開關時間還要把光耦（Photo Coupler  详情 回复 发表于 2025-11-18 07:43

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    超級狗

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    9#
    发表于 2025-11-18 07:43 | 只看该作者
    本帖最后由 超級狗 于 2025-11-19 14:33 编辑
    3 V3 j3 @4 m$ N
    huo_xing 发表于 2025-11-17 19:07
    / [4 m) y! k8 h1 ~0 A2 U晶闸管和mos的参数特性决定了晶闸管比mos开通慢很多。' t- V6 R! e. e  k, j( o
    还有，看你上桥用的光耦驱动，光耦参数是否能满足 ...

    ! B1 [! T2 r- ]0 p5 p8 ^其實，晶閘管（SCR）相對之下是關斷（Turn-Off）時間慢，而不是開通（Turn-On）時間慢，參數表中的 tq 就是關斷（Turn-Off）時間。4 e( ]5 T+ T6 j. T

    7 D6 R% q1 g: }$ _除了龍大質疑光耦（Photo Coupler）特性是否匹配外，開關時間還要把光耦（Photo Coupler）的延遲（Delay）也算進去，只不過光耦（Photo Coupler）的延遲（Delay）相對低就是。( y  e$ h8 p9 Q0 L6 x8 V0 E
    ! l3 @- ~7 O" F6 _$ e9 i  }
    這個架構看起來，是不太可能有什麼死區（Dead Time）控制了，炸到爽似乎也是天經地義。2 L5 I0 D; Y+ k7 M
    + m* t3 `2 W. G2 {! z
    1 g/ C4 b( J" H$ o8 e- B

      W+ A9 r. K  |! r) ?  T) ^
    8 R) [( f" G( W4 S

    Littelfuse S8008D tq.jpg (53.41 KB, 下载次数: 2)

    Littelfuse S8008D tq.jpg

    Littelfuse Sxx08xSx-Sxx08x.pdf

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    Littelfuse Sxx12x.pdf

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    huo_xing
    关断时间道理也一样啊。但是晶闸管开通时间不慢以前是不知道，涨见识了在上管关闭，下管关断工作情况下。上管关闭慢了，下管正常开通结束是不是也是短路？  详情 回复 发表于 2025-11-18 09:31
    超級狗
    人工腦殘（AI）舉了一個晶閘管（SCR），導通電流（It）對關斷時間（tq）影響的範例。 越高電流 → tq 增加 2 ~ 4 倍都常見。  详情 回复 发表于 2025-11-18 08:07

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    10#
    发表于 2025-11-18 08:07 | 只看该作者
    超級狗 发表于 2025-11-18 07:43
    % A# Q) }2 J8 z. w; O# w其實，晶閘管（SCR）相對之下是關斷（Turn-Off）時間慢，而不是開通（Turn-On）時間慢，參數表中的 tq 就 ...

    & j' k2 {% y# W4 _人工腦殘（AI）舉了一個晶閘管（SCR），導通電流（It）對關斷時間（tq）影響的範例。
    * Y+ ~* ?- h! ^    $ o3 m' b4 s/ O" ]
    & E! U8 J* v1 ?3 {$ D
    導通電流（It）
    關斷時間（tq）
    2A
    8µs
    10A
    15µs
    50A
    30µs ~ 50µs

    . \# q, o+ I. ]; r, l
    越高電流 → tq 增加 2 ~ 4 倍都常見。
    ( a; U- r, o/ t
    4 F- |/ d! v7 q" j+ Q' z( Y
    ' r5 O& D! Y- r  q/ X2 G2 p) L* S

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    11#
    发表于 2025-11-18 08:18 | 只看该作者
    LinGou 发表于 2025-11-17 14:09( L$ ^8 u' ]9 H: ?" ?  R
    上面两个是晶闸管，下面两个是MOS，都是芯片输出PWM给到对应的管子。+ W6 t) Q9 ]  ^0 P: d
    测试是在浪涌发生器模拟浪涌的条件下 ...
    , ]" U" h* b) l- R/ `
    爺死踢（ST）晶閘管（SCR）參數詳細解說！
    6 |& s  y, z4 V2 [& Z* J5 T# a3 ?
    2 o' l% ^5 g, Y" W, A1 q5 ~0 R

    an2703-parameter-list-for-scrs-triacs-ac-switches-and-diacs-stmicroelectronics.pdf

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    huo_xing

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    12#
    发表于 2025-11-18 09:31 | 只看该作者
    超級狗 发表于 2025-11-18 07:43, |, U( u; J4 W' O4 e5 j. }
    其實，晶閘管（SCR）相對之下是關斷（Turn-Off）時間慢，而不是開通（Turn-On）時間慢，參數表中的 tq 就 ...

    4 o2 Q5 \: G! H6 @; R- n! F* @关断时间道理也一样啊。但是晶闸管开通时间不慢以前是不知道，涨见识了。在上管关闭，下管关断工作情况下。上管关闭慢了，下管正常开通结束是不是也是短路？
    8 H+ T5 H/ e$ f) U- q1 u5 U! P; r& b. I6 t0 Y, K
    3 N7 c& a) _" b5 z7 Z6 q5 c

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    超級狗
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    開通是 μs 級同樣是慢，只不過相對關斷是數十 μs，又更慢了！@_@!!!  发表于 2025-11-18 13:32

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    LinGou
  • TA的每日心情
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    2022-11-1 15:46

    • 签到天数: 12 天

    [LV.3]偶尔看看II
    13#
     楼主| 发表于 2025-11-18 14:02 | 只看该作者
    超級狗 发表于 2025-11-17 15:53
  • 就是要知道是什麼樣的芯片產生的 PWM？上臂（High Side）和下臂（Low Side）有做死區（Dead Time） ...

    • " v" f9 f4 G/ }' J7 q% }# w死区保护是有的，晶闸管使用的是S8012D，光耦使用的是TLV-3053，  z/ ?. |. W) w- \# r

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    huo_xing
    问题关键是死区时间是根据什么来的，是晶闸管还是mos。还有我了解的晶闸管开关频率不能和mos相提并论的，别按mos要求调pwm频率了  详情 回复 发表于 2025-11-18 18:59
    超級狗
    剛才問了一位老同事，他以前也用晶閘管（SCR）做電磁閥（Solenoid）的全橋（Full-Bridge）控制。 初期軟賤沒調好死區（Dead Time）時，經常在炸！  详情 回复 发表于 2025-11-18 15:12
    超級狗
    其實昨天人工腦殘（AI）有提到這一點： 晶閘管（SCR）作為 PWM 調控，頻率最好 < 1KHz。 這是網路上一份模組的規格書，可以參考！  详情 回复 发表于 2025-11-18 15:01
    超級狗
    你用晶閘管（SCR）當開關有一個缺點，因為關斷（Turn Off）時間需要很長，控制訊號是關了、但通道有沒有完全關閉，從示波器上根本看不出來。  详情 回复 发表于 2025-11-18 14:34
    超級狗
    有死區（Dead Time）保護還要看是怎麼做的？不是有就過關了！ 晶閘管（SCR）的關斷（Turn Off）時間被電流的影響變化很大，如果裕度不夠、電路照炸不誤。 Littelfuse 的規格書中的 tq 只有某個電流的參考值，  详情 回复 发表于 2025-11-18 14:30

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    14#
    发表于 2025-11-18 14:30 | 只看该作者
    LinGou 发表于 2025-11-18 14:02
    % Y/ Z* ?! G4 K6 O死区保护是有的，晶闸管使用的是S8012D，光耦使用的是TLV-3053，
    + h" e, z- n/ M4 [4 i8 w
    有死區（Dead Time）保護還要看是怎麼做的？不是有就過關了！
    " V$ G/ E, {, s6 {' q6 Q5 r% h# u: {
    # e5 q5 N7 f. y- {1 Z% W2 P" Z晶閘管（SCR）的關斷（Turn Off）時間被電流的影響變化很大，如果裕度不夠、電路照炸不誤。
    1 S. l6 H' f4 O: d& g$ U9 b7 u0 `* I. y% W2 V/ I( Z# ~; \
    Littelfuse 的規格書中的 tq 只有某個電流的參考值，不是該電流值、根本沒有依據。  ?  b" s. V. m: ^
    9 w8 q7 O3 l; T  G. F% z6 E5 d
    再則使用 PWM 是多快頻率？最大佔空比（Duty Cycle）是多少，沒算好都會造成致命的失誤。* |4 L( f4 e. H( ^0 k" s- x  j, e
    2 B/ `1 ^( X) a3 S% X

    4 e. L1 M! a4 P$ \+ L# |4 z3 U4 `- G- _# j8 h- r9 s

    点评

    LinGou
    其实产品是相对稳定的，只是在客户端会有个5-10%的故障率，故障现象就是交流侧异常了，对客户寄回的一台样品拆机分析是上管和下管损坏保险丝熔断。但是目前也没找到原因。  详情 回复 发表于 2025-11-18 19:13

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    超級狗

    该用户从未签到
    15#
    发表于 2025-11-18 15:01 | 只看该作者
    本帖最后由 超級狗 于 2025-11-18 15:24 编辑
    . j2 O9 d2 ]6 ?) ?
    LinGou 发表于 2025-11-18 14:02
    * A9 U8 ?7 z+ a死区保护是有的，晶闸管使用的是S8012D，光耦使用的是TLV-3053，

    ( b9 D* d$ d5 U; s, I1 ?其實昨天人工腦殘（AI）有提到這一點：
    * r/ y8 i8 @. p6 j: D! ]晶閘管（SCR）作為 PWM 調控，頻率最好 < 1KHz，太快晶閘管（SCR）會反應不及！+ y& i& ?% Z" j
    ' r. |5 y4 }1 i. r" W+ y
    這是網路上一份模組的規格書，可以參考！
    3 a( ?: C4 C$ q8 i1 ~$ ^5 `/ z* d* y# L6 X0 D$ I# W. w# R
    * D2 \; k3 ^1 i3 U4 x

    # V' |( V  b  ]# \0 j! r, k8 G7 Q9 ]  {0 H4 K" `

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    超級狗

    该用户从未签到
    16#
    发表于 2025-11-18 15:12 | 只看该作者
    LinGou 发表于 2025-11-18 14:02$ X/ B# V1 |/ V; K
    死区保护是有的，晶闸管使用的是S8012D，光耦使用的是TLV-3053，
    3 x! t  {. t% K4 ~1 P6 S
    剛才問了一位老同事，他以前也用晶閘管（SCR）做電磁閥（Solenoid）的全橋（Full-Bridge）控制。
    # x  C3 k! y+ s: x* W2 k
    / L) H, P8 y& w  Z初期軟賤沒調好死區（Dead Time）時，經常在炸！
    ( }9 C- Z* g% G6 n$ t
    . C" [2 d; S) G9 L3 N; |) L

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    huo_xing

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    17#
    发表于 2025-11-18 18:59 | 只看该作者
    LinGou 发表于 2025-11-18 14:02
    . p; o( d& Z$ ~9 x# T/ \( A. r死区保护是有的，晶闸管使用的是S8012D，光耦使用的是TLV-3053，
    & u6 Y; H. [; ?' p/ w' x5 z1 H
    问题关键是死区时间是根据什么来的，是晶闸管还是mos。还有我了解的晶闸管开关频率不能和mos相提并论的，别按mos要求调pwm频率了0 U* z: ?9 I& `  n1 W
    # R; x& `5 c4 Y" B

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    谢谢分享！: 5.0
    超級狗
    谢谢分享！: 5
    事情越來越明朗了，感覺龍大依然是論壇中流砥柱！^_^  发表于 2025-11-19 17:44

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