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MOSFET大功率管損壞的五大原因,因功率和溫度造成

作者:佚名    文章來源:本站原創    點擊數:    更新時間:2012-4-18
 1.漏源間的導通電阻RDS(on).

  MOSFET在導通時漏源之間的電阻並不為(wei) 零,當有漏極電流I。流過時就會(hui) 產(chan) 生導通損耗Pon。當導通損耗Pon超過管子的PDMAx時MOSFET就會(hui) 因功耗過大而損壞。

  由於(yu) 開關(guan) 電源和DC-DC變換器的電流波形接近於(yu) 矩形,所以在計算管子的導通損耗Pon時必須先將漏極電流的值轉換成有效值IDRMS。
  
  2.消耗功率PD
  
  最大消耗功率PDmax是指Tc-25℃時MOSFET內(nei) 部允許消耗的功率。如果消耗的功率大幹該值,則會(hui) 出現結溫超過150ac,MOSFET會(hui) 因過熱而燒毀。

  最大消耗功率PDmax隨管殼溫度不同而變化。IRFP31N50LP6F的PDmax在Tc=250C時為(wei) 460W。折損係數為(wei) 3.7W門C,為(wei) Tc=150℃時PDmax將降至ow。

  3.結溫TJ
  
  結溫的工作範圍是指MOSFET能正常工作時的結溫。對矽半導體(ti) 來說結溫通常高於(yu) 150℃。

  半導體(ti) 內(nei) 部與(yu) 外部的溫度差由熱阻決(jue) 定。結與(yu) 外殼間的熱阻為(wei) Rθjc,外殼與(yu) 散熱片之間的熱阻為(wei) Rθcs,結(芯片)與(yu) 周圍環境的熱阻為(wei) R衄^。對IRFP31N50LP6F來說Rθjc的最大值為(wei) 0.26℃/W,即損耗1W功率溫度上升0.26℃。Rθcs。的標準值為(wei) 0.24℃/W,RθjA.的最大值為(wei) 40'C/W。

  4.瞬變熱阻抗ZthjC
  
  MOSFET的電流容量是由結溫和管殼容許的發熱量決(jue) 定的。在工作於(yu) 脈衝(chong) 狀態時會(hui) 因瞬變熱阻抗引起結溫上升。上圖是瞬變熱阻抗的曲線,單個(ge) 脈衝(chong) 的曲線是脈衝(chong) 寬度的函數,表示每1W損耗所引起的結溫上升量。工作於(yu) 連續脈衝(chong) 狀態時不能用該曲線。

  圖l中的D=0,01~0.50的曲線是連續脈衝(chong) 占空比D不同時的瞬變熱阻抗ZthjC。由圖可知瞬變熱阻抗隨脈衝(chong) 寬度的增加而增大,結溫隨頻率的下降而增加。若D=50%、Tc=500C,內(nei) 部損耗為(wei) PDM_20W,開關(guan) 頻率為(wei) lOOkHz.則由圖l可知此時的Z蚶c=0.2℃/W。瞬變熱時的TJpeak=PDWZthjC+Tc=20Wx0.2+50℃=54℃。
  
  5.由In和VDS決(jue) 定的功率容許範圍SOA
  
  MOSFET被燒壞大多數是因為(wei) 工作時的工作區域超出了管子的安全工作區SOA。下圖是SOA的曲線,是在管殼濕度為(wei) 25℃對測量結溫為(wei) 150℃時的漏極電流和漏源間電壓VDS得到的。由圖可以得知流過的脈衝(chong) 電流的寬度與(yu) VDS.ID間的對應關(guan) 係。在直流參數中IRFP31N50LP6F容許的最大消耗功率PDmax=460W,是由vDs和ID的乘積決(jue) 定的。

 

Tags:功率管,損壞原因,mosfet  
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