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经验技巧:如何解决电源器件莫名发热问题

2016-12-14 [责任编辑:sherry]
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【导读】前段时间,一台稍特的电源,调试过程中,发现桥堆很奇怪的发热。在这将问题查找及解决过程分享一下。在迷底没揭开之前,也希望网友们积极分析其原因。

  先大概说一下,这个电源因特殊要求,要有2组独立的PFC。

  这2组独立的PFC,输出分别给2组后续电路供电,调试过程中是用了2组隔离的电子负载进行。如下图:

如何解决电源器件莫名发热问题

两路分别带满载,一切正常。

  加了点卡通图片,这样形像一点。

如何解决电源器件莫名发热问题
如何解决电源器件莫名发热问题

前面,一切顺利。

  两路都可以正常带载,好吧,这回一起带载。

  可问题来了:两路一起带载时,第二路的桥堆明显比自己单独带载时温度高很多。

如何解决电源器件莫名发热问题

经反复测试,现象是:

  只要1路带 较大负载,2路的桥堆 就会发热,将1路减到 较小或空载,2路的桥堆 立即降温。

  这真的是 闹鬼了?

  带大载350W的,反而没有带载200W的桥堆热。

  而且还自己带载了,弄得隔壁热。

  这叫:隔山打牛?

  第一反应:

  是不是原理图画错了,导致PCB也错了,两边桥堆串电流了呢?

  经检查,没有错,确实已经分开,不是串流。

  怀疑各路PFC的CBB电容不够大,两路同时加大一倍容量。

  结果,第2路桥堆明显降温,但是否降到正常值,当时就没有太去注意。

如何解决电源器件莫名发热问题

还试了,C1,C2 还原,把L2短路,也是同样的结果。

  第2路桥堆也明显降温。

如何解决电源器件莫名发热问题

还试了,C1,C2还原,L2也还原,只把CX3加大,也是同样的结果。

  第2路桥堆也明显降温。

如何解决电源器件莫名发热问题

试了这么多办法,也就是加大电容就可以明显降低DB2的温度。

  估计,很多 工程师 到这就觉得,问题已经解决了。

  也不去关心之前为什么热,加了电容又为什么能不热。

  这也许是项目紧,时间不允许,弄好了就行。

  又或是自己觉得这样就可以用了,没有必要去知道为什么。

  其实,做为研发技术人员,在自己能力范围以内还是要尽量找到原因。

  这对自己,对产品,对公司 都算是一种负责的态度。

  做事的态度是非常重要的。

  回头想想,桥堆(或者说二极管)发热,都有哪些常见的原因呢。

  最常见的:电流大(两路输出是没有连接的,这点之前怀疑时也确认过)

  反向短时间软击穿(不排除有这可能)

  后来又想想,总不能是反向恢复问题吧。

  想到这,突然眼前一亮,觉得这个可能性非常大,准备验证一下。

  验正方法:将发热的整流桥换成快恢复管。

  将DB2的正极两个二极管“换成”超快恢复二极管。

  温度也明显降低。

  看输入功率,比之前 加电容容量 的输入功率还要低约1W。

如何解决电源器件莫名发热问题

其实,后面还用 电流探头 分别测了用 桥堆 和用 快管 时的电流波形。

  用“慢管”时,确实能测到 反向电流,而且还挺大。

  原因是已确定为桥堆反向恢复慢,导致发热。下图说明了具体原因,同时也能说明为什么做上边那些改动可以降低DB2的发热。

如何解决电源器件莫名发热问题

至此,鬼 已被找到,然后再看看用什么合适的办法把它消灭。用快管当然是最直接的办法,对症下药嘛。

  可这样,又觉得比较麻烦,甚至有可能还被业入人士笑我:50Hz 用快管。

  最终解决办法,将桥前边的差模电感去掉,给两路分别加差模电感。

如何解决电源器件莫名发热问题

小结

  1路的PFC,将自己的CBB电容和桥前边的CBB电容电压快速拉低。

  导致另一路桥堆的电压迅速反向(前边低于后边),而这时桥堆如果正在给后边充电的话,就会因为反向恢复较慢而使电流倒灌。

  其实,另一个桥推可能也存在这个问题,只是因为两边功率不一样,导致功率大的那边能把前边电压拉得更低(或者说拉低得更快),所以小功率这边的桥堆发热才较为明显。

  要出现这个问题,要达到几个条件:

  1.桥堆后至少某边的CBB电容偏小,导致电压会被迅速拉低。

  2.桥堆前边的CBB电容也小,同时一起被迅速拉低。

  3.输入端串有差模电感(如果共模的漏感够大,也行),阻碍后边快速充电。

  4.桥堆是慢速管,有较大的反向恢复电流。

  而以上4个条件,前边三个条件是导致电流有机会反向流的原因。

  发热的原因,则是桥堆的反向恢复速度太慢。
 

关键字:电源器件 发热问题 
本文链接:http://www.cntronics.com/power-art/80031872
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