相关经验技巧:如何解决电源器件莫名发热问题

2020-06-20      1092 次浏览

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:


两路分别带满载,一切正常。


加了点卡通图片,这样形像一点。


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。


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。


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。


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。


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。


也不去关心之前为何热,加了电容又为何能不热。


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,没有必要去了解为何。


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,都有什么常见的原因呢。


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。


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,同时也能说明为何做上边那些改动可以降低DB2的发热。


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。


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),而这时桥堆假如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相同,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(假如共模的漏感够大,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。


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