Перегрев MOSFET в драйвере светодиода

Я пытаюсь разработать изолированный светодиодный драйвер, используя эту микросхему. Проблема в том, что когда я включаю драйвер, полевой МОП-транзистор слишком быстро нагревается и выходит из строя, если остается включенным в течение нескольких секунд. Я прикрепил к МОП-транзистору радиатор среднего размера, подходящий для корпуса То-220. Я пробовал менять резисторы затвора и даже закорачивал их, потому что думал, что затвор не был полностью включен, но результат все тот же. У меня нет датчика температуры, но радиатор нагревается до очень горячего на ощупь всего за пару секунд (~ 5 секунд). Очевидно, что MOSFET не должен рассеивать столько энергии, когда я использую светодиод мощностью 15 Вт. Что может быть причиной этого?введите описание изображения здесь

Я не вижу ничего очевидного неправильного в вашей схеме, и у полевого транзистора должно быть много привода Gate. Какие формы сигналов вы получаете на FET Gate/Source/Drain и FB BP3319 (вывод 2)? Каковы номиналы немаркированных резисторов (RL, RU, RS1...)?
Эти резисторы предназначены для защиты от перенапряжения и измерения тока. RU и RL образуют делитель напряжения для определения состояния перенапряжения, в то время как RS1-5 являются резисторами для измерения тока с низким значением. Я не думаю, что их значения здесь важны, потому что схема не переходит в режим защиты от перенапряжения, а ток установлен на соответствующее значение (0,5 Ом для 300 мА).
Значения резисторов необходимы для оценки формы сигналов напряжения.
Значение RL составляет 20 КБ, а значение RU — 150 КБ. Заряжены только два токоизмерительных резистора, каждый из них имеет номинал 1 Ом.

Ответы (4)

Разработка импульсных источников питания непроста. (Не для начинающих)

Итак, силовой транзистор греется по двум возможным причинам:

Ток, который течет, когда он переключается, умножается на напряжение, которое остается между стоком и истоком. Вы можете подключить осциллограф и измерить остаточное напряжение между стоком и истоком при его переключении и рассчитать ток, измерив напряжение на резисторах RS1 - RS5. Сформируйте, что вы вычисляете мощность, которую потребляет транзистор. Если эта мощность составляет 1 Вт, вы уже чувствуете, что транзистор теплый. Если она превысит 3 Ватт, то станет настолько горячей, что вы не сможете дотронуться до нее пальцем, если нет кулера.

Другая причина сильного нагрева (и это более вероятно) заключается в том, что сигнал на затворе недостаточно прямоугольный. Если напряжение растет и падает слишком медленно, в транзисторе будут большие потери.

Итак, чтобы ответить на ваш вопрос, вы должны предоставить сигналы осциллографа, измеренные между затвором и истоком, между стоком и истоком и на RS1 - RS5.

Если сигнал на воротах в порядке, я полагаю, что ваш трансформатор плохо спроектирован.

Как правило, информация, которую вы даете, очень проста. Какое напряжение DCPOS? Что подключаете на выходе? Транзистор тоже сильно греется, когда выход без нагрузки?

DCPOS — это выпрямленный сетевой плюс, поступающий от мостового выпрямителя. Он запускает ИС, подавая напряжение через RVCC1-2, и как только ИС начинает управлять трансформатором, вспомогательная обмотка обеспечивает необходимую мощность для ИС через D4 и R8. Говорят, что IC имеет рабочую частоту от 20 до 100 кГц и максимальный рабочий цикл 42%. Допустим, трансформатор плохо спроектирован, может ли быть так, что ИС работает за пределами этих пределов и это влияет на МОП-транзистор? У меня нет под рукой осциллографа, но я попытаюсь измерить его, как только получу его.
Кроме того, ни трансформатор, ни выходной выпрямительный диод не нагреваются заметно за короткий промежуток времени, в течение которого я мог бы запустить драйвер до того, как MOSFET станет слишком горячим.
Для этого типа электронных устройств осциллограф совершенно незаменим. Итак, трансформатор накапливает магнитную энергию, пока мосфет переключается, и когда транзистор открывается, эта энергия преобразуется в электрическую на выходе. Если частота слишком мала для трансформатора, транзистор пытается зарядить трансформатор большей энергией, хотя он уже насыщен. В этом случае теряется энергия и все становится горячим. Так как же узнать, что трансформатор правильно рассчитан на эту схему и на эту частоту?
А вы используете С1 для сглаживания переменного тока от ЛЭП? Разве это не должно быть не менее 100 мкФ или больше? И еще: не вижу смысла в конденсаторе CY2. Кажется, что в вашей схеме есть несколько ошибок проектирования.
И в конце: Вы хотите управлять светодиодами, включенными последовательно, с высоким напряжением и постоянным током? Это хорошая идея? Если перегорит только один светодиод, то все они погаснут. Вы так думали? Вместо этого я бы взял компьютерный блок питания, который дает мне 12 В и 15 А, и подключил каждые 3 светодиода последовательно с резистором на 12 В. Если один светодиод выходит из строя, у вас выключаются только 3 светодиода вместо всех. Вот так: commons.wikimedia.org/wiki/File:LED_strip_circuit_diagram.svg
Это блок питания для недорогого светодиодного освещения, а не для светодиодного освещения своими руками, поэтому я не могу использовать компьютерный SMPS. Я знаю, что низковольтные светодиодные цепочки с низким током имеют тенденцию к выходу из строя, но, учитывая цену такого рода осветительных решений, они не будут служить веками. Этот дизайн не является моим оригинальным дизайном. Я основывался на дизайне образца производителя .

Затворные резисторы очень высокие. И 100 тысяч на GS тоже очень много.

Эти резисторы (R5 || [R3+R4]) и входная емкость полевого МОП-транзистора образуют фильтр нижних частот с частотой среза f=1/(2 pi 340R 1,2 нФ) = 390 кГц. Это может показаться достаточно высоким, но оно может быть достаточно низким, чтобы сгладить острые края сигнала управления затвором, которые могут вызвать перегрев MOSFET из-за недостаточного управления.

Удалите резистор затвора R3 (10R), поставьте 0R. R4 может быть между 1R и 4R7. R5 может быть в диапазоне 1k-10k.

Другая возможная причина – звон в ДС, вызванный переключением первичной катушки индуктивности. Есть демпфер, образованный D3-R6-R7-C5, но его может быть недостаточно. Обратите внимание, что демпферы в Flyback должны быть тщательно спроектированы.

Если я могу взвесить, есть некоторые схемы, контролирующие огромное количество энергии и почти не нагревающиеся. Трюк либо включен, либо выключен, и не слишком много времени в переходном периоде. Некоторые устройства выигрывают от демпферов на устройстве (диоды, колпачки), но часто это случай адекватного привода: включен или выключен, между ними ничего нет.

возможно, вы захотите добавить к своему ответу, особенно свою оценку того, насколько быстро схема будет включаться / выключаться.

Из вашей конструкции видно, что вы соединили затвор и исток с резистором R5, удалите этот резистор и проверьте, нагревается ли MOSFET или нет.

Я не уверен, что R5 нужен, но при 100K по сравнению с 330R и 10R это не окажет существенного влияния на работу MOSFET.
Перегрев MOSFET в драйвере светодиода
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v