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經(jīng)驗技巧:如何解決電源器件莫名發(fā)熱問題

發(fā)布時間:2016-12-14 責(zé)任編輯:sherry

【導(dǎo)讀】前段時間,一臺稍特的電源,調(diào)試過程中,發(fā)現(xiàn)橋堆很奇怪的發(fā)熱。在這將問題查找及解決過程分享一下。在迷底沒揭開之前,也希望網(wǎng)友們積極分析其原因。

  先大概說一下,這個電源因特殊要求,要有2組獨立的PFC。

  這2組獨立的PFC,輸出分別給2組后續(xù)電路供電,調(diào)試過程中是用了2組隔離的電子負(fù)載進行。如下圖:

如何解決電源器件莫名發(fā)熱問題

兩路分別帶滿載,一切正常。

  加了點卡通圖片,這樣形像一點。

如何解決電源器件莫名發(fā)熱問題
如何解決電源器件莫名發(fā)熱問題

前面,一切順利。

  兩路都可以正常帶載,好吧,這回一起帶載。

  可問題來了:兩路一起帶載時,第二路的橋堆明顯比自己單獨帶載時溫度高很多。

如何解決電源器件莫名發(fā)熱問題

經(jīng)反復(fù)測試,現(xiàn)象是:

  只要1路帶 較大負(fù)載,2路的橋堆 就會發(fā)熱,將1路減到 較小或空載,2路的橋堆 立即降溫。

  這真的是 鬧鬼了?

  帶大載350W的,反而沒有帶載200W的橋堆熱。

  而且還自己帶載了,弄得隔壁熱。

  這叫:隔山打牛?

  第一反應(yīng):

  是不是原理圖畫錯了,導(dǎo)致PCB也錯了,兩邊橋堆串電流了呢?

  經(jīng)檢查,沒有錯,確實已經(jīng)分開,不是串流。

  懷疑各路PFC的CBB電容不夠大,兩路同時加大一倍容量。

  結(jié)果,第2路橋堆明顯降溫,但是否降到正常值,當(dāng)時就沒有太去注意。

如何解決電源器件莫名發(fā)熱問題

還試了,C1,C2 還原,把L2短路,也是同樣的結(jié)果。

  第2路橋堆也明顯降溫。

如何解決電源器件莫名發(fā)熱問題

還試了,C1,C2還原,L2也還原,只把CX3加大,也是同樣的結(jié)果。

  第2路橋堆也明顯降溫。

如何解決電源器件莫名發(fā)熱問題

試了這么多辦法,也就是加大電容就可以明顯降低DB2的溫度。

  估計,很多 工程師 到這就覺得,問題已經(jīng)解決了。

  也不去關(guān)心之前為什么熱,加了電容又為什么能不熱。

  這也許是項目緊,時間不允許,弄好了就行。

  又或是自己覺得這樣就可以用了,沒有必要去知道為什么。

  其實,做為研發(fā)技術(shù)人員,在自己能力范圍以內(nèi)還是要盡量找到原因。

  這對自己,對產(chǎn)品,對公司 都算是一種負(fù)責(zé)的態(tài)度。

  做事的態(tài)度是非常重要的。

  回頭想想,橋堆(或者說二極管)發(fā)熱,都有哪些常見的原因呢。

  最常見的:電流大(兩路輸出是沒有連接的,這點之前懷疑時也確認(rèn)過)

  反向短時間軟擊穿(不排除有這可能)

  后來又想想,總不能是反向恢復(fù)問題吧。

  想到這,突然眼前一亮,覺得這個可能性非常大,準(zhǔn)備驗證一下。

  驗正方法:將發(fā)熱的整流橋換成快恢復(fù)管。

  將DB2的正極兩個二極管“換成”超快恢復(fù)二極管。

  溫度也明顯降低。

  看輸入功率,比之前 加電容容量 的輸入功率還要低約1W。

如何解決電源器件莫名發(fā)熱問題

其實,后面還用 電流探頭 分別測了用 橋堆 和用 快管 時的電流波形。

  用“慢管”時,確實能測到 反向電流,而且還挺大。

  原因是已確定為橋堆反向恢復(fù)慢,導(dǎo)致發(fā)熱。下圖說明了具體原因,同時也能說明為什么做上邊那些改動可以降低DB2的發(fā)熱。

如何解決電源器件莫名發(fā)熱問題

至此,鬼 已被找到,然后再看看用什么合適的辦法把它消滅。用快管當(dāng)然是最直接的辦法,對癥下藥嘛。

  可這樣,又覺得比較麻煩,甚至有可能還被業(yè)入人士笑我:50Hz 用快管。

  最終解決辦法,將橋前邊的差模電感去掉,給兩路分別加差模電感。

如何解決電源器件莫名發(fā)熱問題

小結(jié)

  1路的PFC,將自己的CBB電容和橋前邊的CBB電容電壓快速拉低。

  導(dǎo)致另一路橋堆的電壓迅速反向(前邊低于后邊),而這時橋堆如果正在給后邊充電的話,就會因為反向恢復(fù)較慢而使電流倒灌。

  其實,另一個橋推可能也存在這個問題,只是因為兩邊功率不一樣,導(dǎo)致功率大的那邊能把前邊電壓拉得更低(或者說拉低得更快),所以小功率這邊的橋堆發(fā)熱才較為明顯。

  要出現(xiàn)這個問題,要達到幾個條件:

  1.橋堆后至少某邊的CBB電容偏小,導(dǎo)致電壓會被迅速拉低。

  2.橋堆前邊的CBB電容也小,同時一起被迅速拉低。

  3.輸入端串有差模電感(如果共模的漏感夠大,也行),阻礙后邊快速充電。

  4.橋堆是慢速管,有較大的反向恢復(fù)電流。

  而以上4個條件,前邊三個條件是導(dǎo)致電流有機會反向流的原因。

  發(fā)熱的原因,則是橋堆的反向恢復(fù)速度太慢。
 

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