|
Почему горят транзисторы в buck конвертерах? |
|
|
|
May 23 2013, 16:57
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 454
Регистрация: 13-10-10
Из: Киев
Пользователь №: 60 135

|
Здравствуйте. Есть два понижающих преобразователя (19В - 12В 12А и 19В - 5В 8А), которые находятся на одной плате и питаются от одного БП. Вот их схемы:
Питается это всё от внешнего импульсного БП 19В 200 Вт. У меня сгорели транзисторы в 12-и вольтовом преобразователе, причём один звонится во всех направлениях (вместе с затвором), второй - только сток и исток. Это произошло когда я плавно повысил выходной ток до 5.5А (канал 12В). После этого я сразу отключил входящее питание, сгоревшие транзисторы на ощупь холодные. Эти же элементы стояли раньше на другой плате (предыдущая версия), после были перепаяны на эту плату. Разводка этих преобразователей не менялась, были изменения в других узлах устройства. Ещё замечу - на первой версии платы сразу после сборки сгорел верхний транзистор 12-и вольтового канала, тоже во всех направлениях, после чего на вход (на линию 19В) я поставил электролит 220 мкФ, дальше 12-и вольтовый канал работал как по маслу - до 12 А без проблем, только горяченькие элементы были. Да, а 5-и вольтовый преобразователь ведёт себя очень странно - на новой плате (на вход сразу впаял 2200 мкФ) он при нагрузке уже в 0.6 А начинает "шипеть", это же наблюдается и при больших нагрузках. При нагрузке 3.5 А и в нём выгорели оба транзистора, и оба во всех направлениях. Став осциллографом на входящее питание я увидел на нём какие-то непонятные (кажется импульсные) пульсации аж 3...5 В ( !!!). Конденсатор в 220 мкФ по входу ничего не меняет. Завтра притащу из дома трансформаторный лабораторный БП на 19В, попробую запитать от него. Как вы думаете, транзисторы пробиваются? Я думаю, что это может быть от того что у преобразователей на входе творится что-то странное, вот они и психеют. Но кто такое творит на линии 19В? Внешний БП с виду здоровенные, да и до его паспортных 200 Вт я не дотягиваю очень сильно. Как посоветуете отследить проблему?
|
|
|
|
|
May 23 2013, 19:16
|

Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 389
Регистрация: 27-11-11
Пользователь №: 68 544

|
Цитата(kt368 @ May 23 2013, 20:57)  Здравствуйте. Есть два понижающих преобразователя (19В - 12В 12А и 19В - 5В 8А), которые находятся на одной плате и питаются от одного БП. .. Питается это всё от внешнего импульсного БП 19В 200 Вт. т.е. нагрузка потребляет в сумме 184 Вт, а входной источник на 200 как-то это выглядит несколько за гранью разумного. Дплее следует список: характер потребляемого тока; кпд; коэф испольовния БП и т.д.
|
|
|
|
|
May 24 2013, 06:47
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 454
Регистрация: 13-10-10
Из: Киев
Пользователь №: 60 135

|
Цитата(Егоров @ May 23 2013, 20:28)  Входной фильтр ощутимый нужен. Те 4 мкф керамики на 100-150 ватт - мелкие пички давить. Индуктивность подводящих проводов их может перезаряжать на много вольт, особенно при пуске. Забыл обозначить на схеме - на входе стоит LOW ESR 2200 мкФ 25В. Цитата(Plain @ May 23 2013, 22:05)  На таких частотах в разводке каждый миллиметр на счету, показать только схемы нет смысла. Прикладываю скрины разводки:
Цитата(_gari @ May 23 2013, 22:16)  т.е. нагрузка потребляет в сумме 184 Вт, а входной источник на 200 как-то это выглядит несколько за гранью разумного. Дплее следует список: характер потребляемого тока; кпд; коэф испольовния БП и т.д. 184 Вт - это если оба преобразователя нагрузить по максимуму, такое будет не более чем на 1-2 сек. В обычном режиме работы (99% времени) они вместе будут отдавать до 40 Вт. Так как глюки явно связаны с перепайкой деталей с одной платы на другую (нашёл ещё два непропая  ), то дождусь пока приедут новые компоненты, а пока буду проверять остальные узлы устройства. А как вам моя разводка? Конденсатор 2200 мкФ впаивается в два пада, находящиеся справа на скрине 12-и вольтового канала. И еще вопрос: можно ли заменить один керамический конденсатор на другой, разных производителей, с учётом что емкость, максимальное напряжение и корпус у них одинаковые? Меня волнует ESR, в частности то что в даташите ни того ни того про ERS ни слова. Просто первый конденсатор был мне рекомендлован техасовским софтом WeBench, а у меня в наличии есть такие же, но другого производителя. Например, можно ли вместо этого конденсатора использовать этот?
|
|
|
|
|
May 24 2013, 09:41
|
Гуру
     
Группа: Участник
Сообщений: 6 776
Регистрация: 5-03-09
Из: Москва
Пользователь №: 45 710

|
Такие схемы так не разводятся. Первый же критический компонент, C21 — он у Вас явно для галочки, на обочине, тогда как в бумаге ясно сказано: Цитата CVCC should be placed at the pins of the IC to minimize potentially damaging voltage transients caused by trace inductance. A value of 1 μF was selected for this design. Затворные дорожки, по которым, напомню, гуляют токи под 5 А и мегагерцы, тоже легли абы как. И про C25 — надеюсь, Вы понимаете, что в паспорте имеется ввиду полимерный. Разводку таких схем надо делать в строгой очерёдности, а на ДПП это вообще искусство.
|
|
|
|
|
May 24 2013, 19:18
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 454
Регистрация: 13-10-10
Из: Киев
Пользователь №: 60 135

|
Признаю, что разводка ужасна. Пробую её улучшить по вашим рекомендациям: 1. Расширил проводники к затворам ключей - теперь они по 0.8 мм. 2. Постарался минимизировать переходные отверстия на этих проводах. 3. Правильно (как мне кажется) расположил конденсатор C21. 4. Разнёс от проводника, идущёго к затвору Q6 сигналы токового шунта R13 - раньше они были подвержени индуктивной наводки со стороны тока перезаряда затвора Q6. 5. Конденсаторы C25,C27,C28 - низкоимпедансные полимерные. Я всё правильно делаю? Что ещё можно попытаться сделать, дабы разводка стала сносной? Да, вот скрин 12-и вольтового преобразователя:
|
|
|
|
|
May 24 2013, 22:26
|
Гуру
     
Группа: Участник
Сообщений: 6 776
Регистрация: 5-03-09
Из: Москва
Пользователь №: 45 710

|
Цитата(kt368 @ May 24 2013, 22:18)  Что ещё можно попытаться сделать, дабы разводка стала сносной? Это же очевидно — начать её заново: 1) ставите контроллер; 2) ставите C VCC на расстоянии ноль от контроллера; 3) ставите C HB на расстоянии ноль от контроллера; 4) ставите R SENSE на расстоянии ноль от контроллера; 5) ставите переход вывода PGND на нижний слой ПП на расстояниях ноль от контроллера, ноль от C VCC и ноль от R SENSE; 6) ставите D HB на расстоянии ноль между C VCC и C HB; 7) ставите Q L на расстоянии между его GS и C VCC ноль; 8) ставите Q H на расстоянии между его GS и C HB ноль; 9) ставите C IN на расстоянии ноль от перехода PGND и стока Q H. После этого минимально возможно увеличиваете все получившиеся нули до соблюдения норм ПП. Всё остальное разводится точно таким же способом, и никак иначе. В результате получите компонент, называемый по-научному "печатный узел импульсного преобразователя", который, и только который, т.е. в неизменном виде, сможете применять в Ваших приборах, т.е. всё остальное — как то, другие узлы схемы, красивые изгибы корпуса, кнопки, лампочки, прочие установочные компоненты — являются ведомыми, подчинёнными, пешками, обязанными безоговорочно прогибаться по отношению к разводке схем такого класса.
|
|
|
|
|
May 25 2013, 16:41
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 454
Регистрация: 13-10-10
Из: Киев
Пользователь №: 60 135

|
Всем спасибо за помощь, в понедельник буду переделывать. P.S. Да, проект в Альтиуме, вроде объяснили понятно, сначала попробую сам  .
|
|
|
|
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|