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BUCK电路续流二极管总是损坏

本人近期做了一个7.5kW的BUCK电路如图所示,其中开关管与续流二极管选用的英飞凌的DF150R12RT4集成模块,内部集成了IGBT和续流二极管,二者的容量均为150A/1200V,Tvj = 150℃。系统的输入电压400V,输出电压150V,开关频率12kHz。输出7.5kW进行耐久性实验,运行时间约2min时,二极管损坏,触发了短路保护,拆卸后测量IGBT完好,续流二极管损坏,运行期间通过温度枪测量模块表面温度上升速度较快,大概上升至60℃时模块损坏。运行期间电感电流最大值为56A,测得的尖峰电压值为650V,二者均在二极管耐受范围内,测得的表面温度并未达到150℃。

为了排除器件质量的问题又进行了两次实验,分别是输出功率6kW及9kW时的耐久性实验,运行时间分别为3min、1min时,二极管再一次损坏。于是采用外接艾赛斯二极管DSEI2x101-12A代替损坏的二极管进行实验,DSEI2x101-12A的容量为91A/1200V,输出功率7.5kW,进行耐久性实验,第一次运行时间12min,检测到表面温度上升至90℃,二极管正常,第二次运行时间5min,检测表面温度上升至65℃,二极管正常,第三次实验运行时间1min,温度上甚至46℃,二极管损坏,停止运行后触摸二极管表面,很烫。

希望各位有经验的大神能够给小弟提一些建议,现在思路比较混乱,不知道如何入手,希望各位做过类似电路或者用过类似器件的大神给点帮助,谢谢!!!

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ta7698
LV.9
2
2019-09-04 07:34

要考虑到二极管耐受的峰值电流!150V9KW平均电流60A,峰值电流更高。

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CN_11
LV.1
3
2019-09-04 09:25
@ta7698
要考虑到二极管耐受的峰值电流!150V9KW平均电流60A,峰值电流更高。
感谢您的回答!150V、9kW的时候电感电流纹波当时记录的是12A,即此时电感电流峰值为66A,流过二极管正向的电流峰值应该也是66A,不会超过150A的限值才对,而且在150V、6kW的时候也出现了二极管损坏的情况,损坏的二极管最终都表现出短路的现象,通过实验记录我觉得跟正向导通时流过的电流关系不大;反向恢复可能存在一个较大的峰值电流,但是这个应该是元器件本身的特性决定的;还有就是电压尖峰之前测试过是在限值范围内,但是不知道电压尖峰会不会随着时间变化;还有一个原因我觉得可能是热击穿,但是我没有依据,因为表面温度都没有超过100℃,而且未免也太敏感了,测试时间都是几分钟而已。
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其乐518
LV.2
4
2019-09-04 18:32
@CN_11
感谢您的回答!150V、9kW的时候电感电流纹波当时记录的是12A,即此时电感电流峰值为66A,流过二极管正向的电流峰值应该也是66A,不会超过150A的限值才对,而且在150V、6kW的时候也出现了二极管损坏的情况,损坏的二极管最终都表现出短路的现象,通过实验记录我觉得跟正向导通时流过的电流关系不大;反向恢复可能存在一个较大的峰值电流,但是这个应该是元器件本身的特性决定的;还有就是电压尖峰之前测试过是在限值范围内,但是不知道电压尖峰会不会随着时间变化;还有一个原因我觉得可能是热击穿,但是我没有依据,因为表面温度都没有超过100℃,而且未免也太敏感了,测试时间都是几分钟而已。
才几分钟就超过100度了,可想而知在二极管上的压降非常大,有可能开通时间dv/dt太长了,你要测测波形,才好分析
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CN_11
LV.1
5
2019-09-04 19:31
@其乐518
才几分钟就超过100度了,可想而知在二极管上的压降非常大,有可能开通时间dv/dt太长了,你要测测波形,才好分析
感谢您的回复,因为我测试的是器件表面的温度,可能不太准,几分钟表面的温度上升的很快,但就测试的结果来看,温度并没有超过100℃。我会在测试一下波形。
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wxgsnake
LV.4
6
2019-09-04 22:41
检查一下输出端电容是否有问题是否存在输出端电感饱和导通,导致电流过大烧毁
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wrtiger88
LV.1
7
2019-09-05 08:46
输出部分饱和导致短路,电流瞬间提升会损坏元件
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CN_11
LV.1
8
2019-09-10 09:45
@wrtiger88
输出部分饱和导致短路,电流瞬间提升会损坏元件
您好,您说的输出部分饱和指的是电感电流饱和吗?
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CN_11
LV.1
9
2019-09-10 09:47
@wxgsnake
检查一下输出端电容是否有问题是否存在输出端电感饱和导通,导致电流过大烧毁
您好,目前记录的现象,电流并没有过大,而且我的程序中有过流保护,理论上如果过流是可以触发的
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dy-7sQkysLG
LV.1
10
2022-05-04 13:47
@CN_11
感谢您的回答!150V、9kW的时候电感电流纹波当时记录的是12A,即此时电感电流峰值为66A,流过二极管正向的电流峰值应该也是66A,不会超过150A的限值才对,而且在150V、6kW的时候也出现了二极管损坏的情况,损坏的二极管最终都表现出短路的现象,通过实验记录我觉得跟正向导通时流过的电流关系不大;反向恢复可能存在一个较大的峰值电流,但是这个应该是元器件本身的特性决定的;还有就是电压尖峰之前测试过是在限值范围内,但是不知道电压尖峰会不会随着时间变化;还有一个原因我觉得可能是热击穿,但是我没有依据,因为表面温度都没有超过100℃,而且未免也太敏感了,测试时间都是几分钟而已。

最后是怎么解决的

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dy-1AA9qmsd
LV.1
11
2022-05-30 11:05

换个二极管吧

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SQDA_XY
LV.1
12
2023-08-17 10:43
@CN_11
感谢您的回答!150V、9kW的时候电感电流纹波当时记录的是12A,即此时电感电流峰值为66A,流过二极管正向的电流峰值应该也是66A,不会超过150A的限值才对,而且在150V、6kW的时候也出现了二极管损坏的情况,损坏的二极管最终都表现出短路的现象,通过实验记录我觉得跟正向导通时流过的电流关系不大;反向恢复可能存在一个较大的峰值电流,但是这个应该是元器件本身的特性决定的;还有就是电压尖峰之前测试过是在限值范围内,但是不知道电压尖峰会不会随着时间变化;还有一个原因我觉得可能是热击穿,但是我没有依据,因为表面温度都没有超过100℃,而且未免也太敏感了,测试时间都是几分钟而已。

你这个二极管是二合一,查看了规格书,平均正向整流才90A,你所说的没超过100℃,我估摸着大概在90℃,那么内核温度应该在120℃差不多,这个温度下,必须打半折,也就是大概在50A,然后你这个电流就超了。

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好学2019
LV.1
13
2023-08-17 14:39

150是节温,表面温度低于节温

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gushanezhen
LV.2
14
2023-08-24 15:05

把二极管多个并联试试,看看温度能降下来吗?或者换个容量更大的,加强一下散热试试。

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