MOS管发热问题，怎么揪出来

ybing12

做了一款小功率的开关电源，在进行调试的时候，发现MOS管发热很严重，为了解决MOS管发热问题，要准确判断是否是这些原因造成，最重要的 是进行正确的测试，才能发现问题所在。通过这次解决这个MOS发热问题，发现正确选择关键点的测试，是否和分析的一致，才是解决问题之关键。: T: v7 T+ S3 U% b3 r. C
$ l) p3 G( |/ R7 y
7 k( ^( U0 E, i; `# P7 R& z; \在进行开关电源测试中，除了用三用表测量控制电路其他器件的引脚电压，比较重要的是用示波器测量相关的电压波形。当判断开关电源是否工作正常，测试什么地 方才能反映出电源的工作状态，变压器原边和次级以及输出反馈是否合理，开关MOS管是否工作正常，PWM控制器输出端是否正常，包括脉冲的幅度和占空比是否正常，等等。  @, T- R+ j9 ]! \* P2 `! q" q
  {/ `+ X: G  C5 p* v: C
测试点的合理选择非常重要，正确选择既安全可靠测量，又能反映故障的原因所在，迅速查找出原因。
% F2 W7 A+ V5 o4 b% u8 `5 @
分析这次MOS管故障的原因，根据开关电源以前的所了解的，一般引起MOS管发热的原因是：1：驱动频率过高。2：G极驱动电压不够。3：通过漏极和源极的Id电流太高。因此测试重点放在MOS管上，准确测试它的工作状况，才是问题的根本。选择测试点如图：, ~/ L! |3 K8 \; G% W5 @, y$ @: P
, `5 [1 |+ J7 e/ h% b* I+ H

* C: k; b3 [. u9 z+ G3 l# y8 n
+ N; H9 }: G% T: a& N9 p) Q! |! O5 I9 N. p
' p# d$ }/ p* R" w
Q1为功率开关MOS管，A点为漏极，B点为源极，R为电流取样电阻，C点为接地端。把双踪示波器的两个探头分别接到A和B点，两个探头接地端同时卡住电阻R的接地端C处。8 g+ S3 w; d  L* |0 Z, \& g
  j9 y% B; d/ `9 k( f' b2 ~, @" G" A8 _# h- R
% m4 j. u2 G# W1 \! j
        

- D# ]- d0 j' J3 P& b
2 ^: O( X4 V3 b* Q         MOS管漏极测试A点波形
) f4 I6 k4 Q$ B2 z" R6 w% F
( r+ s9 r1 {+ W9 B- s2 E( F. V' O9 |1 ?6 J$ Y1 I$ q
而从B点的波形可以看出，MOS管的源极电压波形，这个波形是取样电阻R上的电压波形，能够反映出漏极电流极其导通和截止时间等信息，如下图分析：
# U8 o+ \; I  r* J) C; ?# U; h
可以看出，每个周期中，开关MOS管导通时，漏极电流从起始到峰值电流的过程。  _& i' s# i8 `2 t( i
        

" Z! ]0 v) D, _6 _
          取样电阻R的B测试点电压波形- B& q6 K) O: K( t8 N; k) e
) O6 _) O, v4 B1 G% q2 d% h
$ I) @. U* t7 O
- \1 {7 B0 b( D# n* M) mA和B点，这就是两个关键的测试点，基本上反映了开关电源的工作状态和故障所在，导通的时候的尖峰电压和尖峰电流非常大，如果能够将导通的尖峰电压和尖峰 电流消除，那么损耗能降一大半，MOS发热的问题就能解决。当然也是发现MOS管工作正常与否的最直接反映。8 @$ o0 V  w! f3 A* d3 o8 x
% w; H1 p' A5 Q! D9 q7 ]
通过测试结果分析后，改变栅极驱动电阻阻值，选择合适的频率，给MOS管完全导通创造条件，MOS工作后有效的降低了尖峰电压，又选择了内阻更小的MOS 管，使在开关过程中管子本身的压降降低。同时合理选择的散热器。经过这样处理后，重新实验，让整个电源正常工作后，加大负载到满负荷工作，MOS管发热始 终没有超过50°，应该是比较理想。0 ]1 l3 n" }6 s; q$ g

) g. Y  ^) ^" T$ v在用示波器测试过程中，要特别注意这两个测试点的波形，在逐步升高输入电压的时候，如果发现峰值电压或者峰值电流超过设计范围，并注意MOS管发热情况，如果异常，应该立刻关闭电源，查找原因所在，防止MOS管损坏