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PMOS场效应管高频控制出现奇怪问题 [复制链接]

 

对PMOS进行高频控制时出现了问题,三极管基极控制端输入5V,62.5KHZ的正弦波信号,在三极管集电极也可以测试到正弦波信号;但到了场效应管的栅极测到的信号成了稳定的电压信号,场效应管处于半导通状态,发热严重。怀疑是场效应管结电容所致,但做为初级小弟我没有证据。哪位前辈能帮我分析分析是什么原因造成的,怎么解决,不胜感激。

20200508190429.png

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“三极管基极控制端输入5V,62.5KHZ的正弦波信号,在三极管集电极也可以测试到正弦波信号”

图中文字也说是正弦波,可是画成了矩形波。


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“但到了场效应管的栅极测到的信号成了稳定的电压信号,场效应管处于半导通状态,发热严重”

电阻R16、R14还有三极管集电极输出电阻,与MOS管门极输入电容构成了低通滤波器。所以MOS管门极电压近似稳定直流。


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“哪位前辈能帮我分析分析是什么原因造成的,怎么解决,不胜感激”。

我倒是想问问你:没事往Q4基极输入62.5kHz干什么?控制MOS管也不是这么个控制法。


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本帖最后由 wenyangzeng 于 2020-5-8 20:42 编辑

R16阻值太大了,与R14的分压不足以拉低MOS管G极为0,MOS管处于放大区,管耗非常大。建议R16阻值为R14的十分之一左右

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纯属瞎掰,让MOS死的更快  详情 回复 发表于 2020-5-8 23:08

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如果是开关电路,应去掉R16。R14和R16的分压值太高了,楼主到底想实现什么功能?

个人签名上传了一些书籍资料,也许有你想要的:http://download.eeworld.com.cn/user/chunyang

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莫非楼主想用该电路输出正弦波?

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wenyangzeng 发表于 2020-5-8 20:41 R16阻值太大了,与R14的分压不足以拉低MOS管G极为0,MOS管处于放大区,管耗非常大。建议R16阻值为R14的十分 ...

纯属瞎掰,让MOS死的更快


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maychang 发表于 2020-5-8 19:22 “三极管基极控制端输入5V,62.5KHZ的正弦波信号,在三极管集电极也可以测试到正弦波信号” ...

非常抱歉,这里是我写错了,应该是方波,62.5K方波用于充电控制,这里只截取了一部分图纸

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充电控制,应该是控制充电电流。要控制充电电流,可以使用PWM控制,实际上就是一个近似可控恒流输出的开关电源。 62.5kHz,这个频率不算很低。要控制MOS管输出矩形波,驱动必须保证MOS管充分导通和关断,这不是件  详情 回复 发表于 2020-5-9 08:28

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maychang 发表于 2020-5-8 19:25 “但到了场效应管的栅极,测到的信号成了稳定的电压信号,场效应管处于半导通状态,发热严重” ...

这个电路用于充电控制,这里只截取了一部分图纸。请问这种现象有什么解决方法吗

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另外,MOS管输出处应该加入电感电容滤波电路,并且加入续流二极管。具体做法,参考Buck电路。  详情 回复 发表于 2020-5-9 08:48
在1~2us时间内导通或者关断,意味着在1~2us时间内将MOS管门极输入电容充电或者放电。 我没有查IRF4905手册,估计该管门极输入电荷需要5~20nC。如果是1us完成充电或者放电,平均电流将是5nC/1us=5mA或者20nC/1  详情 回复 发表于 2020-5-9 08:46
62.5kHz,周期为16us。留给上升沿和下降沿的时间大致上只有1~2us,即MOS管必须在1~2us时间内从关断进入充份导通或者从充份导通进入关断。  详情 回复 发表于 2020-5-9 08:32

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chunyang 发表于 2020-5-8 21:05 莫非楼主想用该电路输出正弦波?

非常抱歉,这里是我写错了,应该是方波,充电芯片输出的控制信号,通过PWM控制场管开关实现恒流充电


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chunyang 发表于 2020-5-8 21:03 如果是开关电路,应去掉R16。R14和R16的分压值太高了,楼主到底想实现什么功能?

输入电压30V,场管Vgs最大能承受-20V,R16不能去。这个电路用于恒流充电控制,这里只截取了一部分图纸

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如此的话,建议你换用合适型号的MOS管。只要R16存在,阻值越大则开关速度越慢。如果你非要满足目前耐压的管子,R16和R14的取值就会很低,驱动晶体管承载的电流就会比较大,而且是白白浪费。  详情 回复 发表于 2020-5-9 20:30

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wenyangzeng 发表于 2020-5-8 20:41 R16阻值太大了,与R14的分压不足以拉低MOS管G极为0,MOS管处于放大区,管耗非常大。建议R16阻值为R14的十分 ...

输入电压30V,Vgs最大能承受-20V,R16的分压不能太小。我今天把两个电阻同时减小试试。

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R14不应该减小的,G极主要跟随R16的驱动,R14只是用于防止不可靠截止而设,  详情 回复 发表于 2020-5-9 12:58
“我今天把两个电阻同时减小试试”。 那要减小到200~500欧才能够见到效果。但是你的电源电压为30V,30V/300欧=100mA。你的电阻要用2W以上耗散功率的。  详情 回复 发表于 2020-5-9 09:37

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jake93 发表于 2020-5-9 08:15 非常抱歉,这里是我写错了,应该是方波,62.5K方波用于充电控制,这里只截取了一部分图纸

充电控制,应该是控制充电电流。要控制充电电流,可以使用PWM控制,实际上就是一个近似可控恒流输出的开关电源。

62.5kHz,这个频率不算很低。要控制MOS管输出矩形波,驱动必须保证MOS管充分导通和关断,这不是件非常简单的事情。靠R14、R16这么大电阻,不现实。即使是电阻降低到数百欧,MOS管中电流上升和下降沿都不够陡峭。


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jake93 发表于 2020-5-9 08:17 这个电路用于充电控制,这里只截取了一部分图纸。请问这种现象有什么解决方法吗

62.5kHz,周期为16us。留给上升沿和下降沿的时间大致上只有1~2us,即MOS管必须在1~2us时间内从关断进入充份导通或者从充份导通进入关断。


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maychang 发表于 2020-5-9 08:28 充电控制,应该是控制充电电流。要控制充电电流,可以使用PWM控制,实际上就是一个近似可控恒流输出的开 ...

是通过调节PWM脉宽来实现恒流充电。我把两个电阻同时减小再试试


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maychang 发表于 2020-5-9 08:32 62.5kHz,周期为16us。留给上升沿和下降沿的时间大致上只有1~2us,即MOS管必须在1~2us时间内从关断进入 ...

看场管资料,td(on),tr,td(off),tf都不到100ns,这个是否意味着场管可以在200ns以内打开或关闭?

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可以在200ns内打开或者关闭。但你必须注意到测试条件,尤其是门极驱动信号形状和驱动信号内阻。  详情 回复 发表于 2020-5-9 08:54

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jake93 发表于 2020-5-9 08:17 这个电路用于充电控制,这里只截取了一部分图纸。请问这种现象有什么解决方法吗

在1~2us时间内导通或者关断,意味着在1~2us时间内将MOS管门极输入电容充电或者放电。

我没有查IRF4905手册,估计该管门极输入电荷需要5~20nC。如果是1us完成充电或者放电,平均电流将是5nC/1us=5mA或者20nC/1us=20mA。而你的放电电流充其量不过5V/51kΩ=0.1mA。

要想关断和导通迅速,必须加大充电放电电流。

为此,应该用三极管直接驱动MOS管门极,至多串联几十欧电阻。具体方式,请参考开关电源控制芯片内部电路。


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jake93 发表于 2020-5-9 08:17 这个电路用于充电控制,这里只截取了一部分图纸。请问这种现象有什么解决方法吗

另外,MOS管输出处应该加入电感电容滤波电路,并且加入续流二极管。具体做法,参考Buck电路。


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jake93 发表于 2020-5-9 08:41 看场管资料,td(on),tr,td(off),tf都不到100ns,这个是否意味着场管可以在200ns以内打开或关闭? ...

可以在200ns内打开或者关闭。但你必须注意到测试条件,尤其是门极驱动信号形状和驱动信号内阻。


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