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一粒金砂(中级)

关于MOS管关断不完全存在漏电流的问题 [复制链接]

 

该当部分电路如图,信号发生器PULSE产生+4V方波信号,驱动器IC1将其转换为+18V方波信号输出给MOS管Q1的栅极,Q1的漏源与680V电源和R38电阻串联。Q1导通时R38与Q1漏极的节点(Vout)处输出低电平(地),Q1关断时输出高电平680V。
Screenshot 2022-05-31 190956.png
 我的问题在于,PCB板子已经印出来了,现在在调试时发现Q1在关断时无法完全关断(如下图,有一个衰减很慢的漏电流),电压使用高压探头接示波器测的,方波的实际电压为680V。IC1的输出经测量没有问题,+18V的标准方波。

Image from iOS (6).jpg
请问各位朋友,这个问题在于什么地方?第一次提问,可能说的不是很清楚,请大家指出,我尽可能追加说明。提前谢谢大家的帮助!

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Q1漏极向左边有一条线,去哪里了?这根线上接了些什么元件?

这么大电流容量的MOS管,却用20k欧电阻作为负载,实在是浪费。另外,该管耐压可能是600V,电源电压为680V,这是不合理的。

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关于管子的耐压问题,我在mouser购买的时候查了一下他们提供的数据表,应该可以到800V。我在测试时也尝试过低电源电压(大概400V),仍然存在这个关断不完全的问题。我就很疑惑,不知道问题出在哪里。  详情 回复 发表于 2022-5-31 18:51
感谢回复,我最初是想为了尽可能加快管子的开关速度,就用了一个20K欧姆的电阻。Q1漏极左边那条线本来是接了输出负载,我在测试时没有接任何东西,这个是板子的一部分电路。  详情 回复 发表于 2022-5-31 18:50

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『第一次提问,可能说的不是很清楚,请大家指出,我尽可能追加说明』

至少应该说清楚门极脉冲频率和宽度。


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maychang 发表于 2022-5-31 18:44 『第一次提问,可能说的不是很清楚,请大家指出,我尽可能追加说明』 至少应该说清楚门极脉冲频率和宽度 ...

谢谢指出问题,门级的脉冲频率可以视为单脉冲,我在测试的时候使用的是1Hz,脉冲宽度为300us。

点评

从紫色波形上看,漏极电压陡峭上升,然后在大约80%电源电压处开始缓慢上升。脉冲顶部的形状像是RC电路电容充电的波形。所以,很可能是MOS管已经彻底关断,电路中存在电容,与漏极负载电阻构成RC电路。  详情 回复 发表于 2022-5-31 19:05

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maychang 发表于 2022-5-31 18:38 Q1漏极向左边有一条线,去哪里了?这根线上接了些什么元件? 这么大电流容量的MOS管,却用20k欧电阻作为 ...

感谢回复,我最初是想为了尽可能加快管子的开关速度,就用了一个20K欧姆的电阻。Q1漏极左边那条线本来是接了输出负载,我在测试时没有接任何东西,这个是板子的一部分电路。

点评

首帖波形图,下面是红色波形。该波形右边倾斜下降。那是什么波形? 另外,你的示波器包括高压探头是否经过校准?  详情 回复 发表于 2022-5-31 19:18
『我最初是想为了尽可能加快管子的开关速度,就用了一个20K欧姆的电阻』 你需要多大负载电阻?或者该电路可能带多大以及什么样的负载?  详情 回复 发表于 2022-5-31 19:06

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maychang 发表于 2022-5-31 18:38 Q1漏极向左边有一条线,去哪里了?这根线上接了些什么元件? 这么大电流容量的MOS管,却用20k欧电阻作为 ...

关于管子的耐压问题,我在mouser购买的时候查了一下他们提供的数据表,应该可以到800V。我在测试时也尝试过低电源电压(大概400V),仍然存在这个关断不完全的问题。我就很疑惑,不知道问题出在哪里。

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[attachimg]610078[/attachimg]原厂说明书可没有说耐压达到800V。  详情 回复 发表于 2022-6-1 13:46

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383503452 发表于 2022-5-31 18:47 谢谢指出问题,门级的脉冲频率可以视为单脉冲,我在测试的时候使用的是1Hz,脉冲宽度为300us。

从紫色波形上看,漏极电压陡峭上升,然后在大约80%电源电压处开始缓慢上升。脉冲顶部的形状像是RC电路电容充电的波形。所以,很可能是MOS管已经彻底关断,电路中存在电容,与漏极负载电阻构成RC电路。


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383503452 发表于 2022-5-31 18:50 感谢回复,我最初是想为了尽可能加快管子的开关速度,就用了一个20K欧姆的电阻。Q1漏极左边那条线本来是 ...

『我最初是想为了尽可能加快管子的开关速度,就用了一个20K欧姆的电阻』

你需要多大负载电阻?或者该电路可能带多大以及什么样的负载?

点评

另外,我今天上午尝试将20K欧姆电阻改为10K欧姆电阻之后,这个关断之后的漏电流现象更严重了,我打算现在开始去尝试提高R38的阻值,可能会有所改善,晚上再来说一下结果。  详情 回复 发表于 2022-6-1 13:35
原本预计的负载是直接接一个100nF电容来传递这个300us的方波,目前为了测试,这个电容还没加到电路里去。  详情 回复 发表于 2022-6-1 13:32

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383503452 发表于 2022-5-31 18:50 感谢回复,我最初是想为了尽可能加快管子的开关速度,就用了一个20K欧姆的电阻。Q1漏极左边那条线本来是 ...

首帖波形图,下面是红色波形。该波形右边倾斜下降。那是什么波形?

另外,你的示波器包括高压探头是否经过校准?

点评

红色波形是下一步测试要用的LED灯信号,可以认为和现在的问题无关。 示波器的高压探头是经过校准的,在测量其他电路的时候没有问题。  详情 回复 发表于 2022-6-1 13:31

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一粒金砂(中级)

管子是不是要接下拉电阻?能否保证可靠关断?


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这个电路设计时看看器件手册,R37看上去就是下拉电阻,但是没有必要,还有C19的电容也都没有必要。UCC27517就是为了替代图腾柱电路的芯片,主要是瞬时电流较大,对付MOS栅极G的电容的,如果测量就测一下5脚out的波形。

点评

5脚out波形是完全正常的,完美方波。 另外,我刚才将R38改为150K欧姆,发现这个问题有明显改善,虽然管子的关断速度有明显降低,但是可以回到正常电位。R38改为150K之后的波形见下图,图1中横坐标1大格为100us,图  详情 回复 发表于 2022-6-1 14:19
感谢回复,昨天到现在一直在实验室忙着,这边回复慢了不好意思。 是的,我后面也意识到用UCC27517之后就没有必要用R37和C19了。现在板子上已经把这两个去掉了。  详情 回复 发表于 2022-6-1 13:29

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bigbat 发表于 2022-6-1 09:16 这个电路设计时看看器件手册,R37看上去就是下拉电阻,但是没有必要,还有C19的电容也都没有必要。UCC27517 ...

感谢回复,昨天到现在一直在实验室忙着,这边回复慢了不好意思。
是的,我后面也意识到用UCC27517之后就没有必要用R37和C19了。现在板子上已经把这两个去掉了。


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maychang 发表于 2022-5-31 19:18 首帖波形图,下面是红色波形。该波形右边倾斜下降。那是什么波形? 另外,你的示波器包括高压探头是否 ...

红色波形是下一步测试要用的LED灯信号,可以认为和现在的问题无关。
示波器的高压探头是经过校准的,在测量其他电路的时候没有问题。


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maychang 发表于 2022-5-31 19:06 『我最初是想为了尽可能加快管子的开关速度,就用了一个20K欧姆的电阻』 你需要多大负载电阻?或者该 ...

原本预计的负载是直接接一个100nF电容来传递这个300us的方波,目前为了测试,这个电容还没加到电路里去。

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你最好把 “原本预计的负载是直接接一个100nF电容来传递这个300us的方波” 也详细画出来。  详情 回复 发表于 2022-6-1 13:47

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maychang 发表于 2022-5-31 19:06 『我最初是想为了尽可能加快管子的开关速度,就用了一个20K欧姆的电阻』 你需要多大负载电阻?或者该 ...

另外,我今天上午尝试将20K欧姆电阻改为10K欧姆电阻之后,这个关断之后的漏电流现象更严重了,我打算现在开始去尝试提高R38的阻值,可能会有所改善,晚上再来说一下结果。

点评

『我打算现在开始去尝试提高R38的阻值,可能会有所改善,晚上再来说一下结果。』 我恐怕不会 “有所改善”。提高R38电阻值,方向就不对,属于瞎碰。  详情 回复 发表于 2022-6-1 13:49

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383503452 发表于 2022-5-31 18:51 关于管子的耐压问题,我在mouser购买的时候查了一下他们提供的数据表,应该可以到800V。我在测试时也尝试 ...

FCPF.png 原厂说明书可没有说耐压达到800V。

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非常抱歉,我的PCB文件里标注了错误的器件,因为这俩的封装一样的,我混用了,是我的表达错误,让大家误解了。 正确的管子是FCPF4300N80Z这个  详情 回复 发表于 2022-6-1 14:24

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383503452 发表于 2022-6-1 13:32 原本预计的负载是直接接一个100nF电容来传递这个300us的方波,目前为了测试,这个电容还没加到电路里去。 ...

你最好把 “原本预计的负载是直接接一个100nF电容来传递这个300us的方波” 也详细画出来。

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不好意思,是我的图有点不完全了,我把整个回路搬出来,如下 [attachimg]610095[/attachimg]C15就是这个传递方波特征的电阻,本来C15右边电位为下面串联电阻系列分压的电压,在方波到来时在那个电压的基础上叠加  详情 回复 发表于 2022-6-1 14:31

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383503452 发表于 2022-6-1 13:35 另外,我今天上午尝试将20K欧姆电阻改为10K欧姆电阻之后,这个关断之后的漏电流现象更严重了,我打算现在 ...

『我打算现在开始去尝试提高R38的阻值,可能会有所改善,晚上再来说一下结果。』

我恐怕不会 “有所改善”。提高R38电阻值,方向就不对,属于瞎碰。

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这个,确实如您所说有点瞎碰了,我测试的结果在上面的给bigbat的回复里,从结果来看,这个R38的阻值确实一定程度上缓解了这个问题,但是我不是很明白原理是什么  详情 回复 发表于 2022-6-1 14:34

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bigbat 发表于 2022-6-1 09:16 这个电路设计时看看器件手册,R37看上去就是下拉电阻,但是没有必要,还有C19的电容也都没有必要。UCC27517 ...

5脚out波形是完全正常的,完美方波。
另外,我刚才将R38改为150K欧姆,发现这个问题有明显改善,虽然管子的关断速度有明显降低,但是可以回到正常电位。R38改为150K之后的波形见下图,图1中横坐标1大格为100us,图二1大格为20us。图3为之前的R38为20K欧姆时的波形,横坐标1大格为100us,作为参考。
Image from iOS (8).jpg Image from iOS (7).jpg Image from iOS (6).jpg
这个情况是否说明我的管子漏源电流过大?可是这个管子的使用手册上是可以通大电流的,不是很明白原因。我现在想计算一个最优值电阻出来,但是实际操作中电源电压很可能根据需要改变,请问各位有什么好的办法吗?


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maychang 发表于 2022-6-1 13:46 原厂说明书可没有说耐压达到800V。

非常抱歉,我的PCB文件里标注了错误的器件,因为这俩的封装一样的,我混用了,是我的表达错误,让大家误解了。
正确的管子是FCPF4300N80Z这个


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