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英飞凌氮化镓评估板实测的结果很不理想

入手了一块评估板,是给质谱仪产生一个400V的方波,所以VSW什么也没有接,只外接5V和1MHz 方波信号,实测波形不错,上升沿和下降沿均小于10ns,不错。

但是损耗非常惊人,达到了30W.

检查发现VSW对5V有236pF的电容,VSW对VIN+/VIN-均有735pF的电容,以前用过TI的lmg3410,手册里讲输出电容与电压有关,即使宣称的输出电容是40pF(600V),但是不上电的时候实测是2nF,实际上并不能用到600V呀,真是坑爹!估计英飞凌的管子也是这样子的,不上电是736pF,600V是最小,可是

不能用到这么高阿!

根据损耗,估计输出电容为70pF(400V)

频率加大到2MHz,在400V下损耗达到了惊人的0.25A*400V,尽管加了散热器和风扇,还是瞬间损坏了。

管子损坏以后不是短路状态,而是高阻状态。

真是失望的很!!!

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hocheng
LV.1
2
2019-09-26 10:39

这是管子爆掉前的最后波形。

其实之前用LMG3410也是非常的失望,芯片内置buck-boost 产生的-14V电压总是欠压保护,手册里说是1MHz频率,但是这个buck-boost的频率总是随着PWM信号上升而上升,当PWM信号达到1.8MHz以后,-14V会产生一个欠压告警,Fault送出一个信号,导致管子间歇工作。

而且半桥斩出来的波形巨丑无比,有20个周期的巨大的毛刺,拖泥带水,线路上的电感根本不能产生80ns这么大周期的毛刺。

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hocheng
LV.1
3
2019-09-26 10:39
@hocheng
这是管子爆掉前的最后波形。其实之前用LMG3410也是非常的失望,芯片内置buck-boost产生的-14V电压总是欠压保护,手册里说是1MHz频率,但是这个buck-boost的频率总是随着PWM信号上升而上升,当PWM信号达到1.8MHz以后,-14V会产生一个欠压告警,Fault送出一个信号,导致管子间歇工作。而且半桥斩出来的波形巨丑无比,有20个周期的巨大的毛刺,拖泥带水,线路上的电感根本不能产生80ns这么大周期的毛刺。[图片]

检查了评估板的pcb布局,发现VIN+和VIN-与5V和5V地有很大的重叠,怀疑分布电容于此有关。

解释一下,我是给质谱仪做一个扫频的高压方波,负载是一个10pF的电容,不要小看了这10pF的电容,在给电容充放电的时候,由于没有损耗的地方,电容上的能量是全部损耗到管子上的,以及线路上很小的直流阻抗。损耗=c*V*V*f。

对于1MHz和正负200V来说,损耗为1.6W

对于1MHz和正负500V来说,损耗为10W

对于10MHz和正负1000V来说,损耗为400W

对于上管的辅助电源来说,它的地就是方波,辅助电源的变压器和走线产生的微弱分布电容,对管子而言都是致命的。

考虑过无损或者软开关技术,无非是LCD半周期震荡加二极管钳位,在这里显然是行不通的,诸位有什么好的建议吗?

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hocheng
LV.1
4
2019-09-26 10:41
@hocheng
检查了评估板的pcb布局,发现VIN+和VIN-与5V和5V地有很大的重叠,怀疑分布电容于此有关。解释一下,我是给质谱仪做一个扫频的高压方波,负载是一个10pF的电容,不要小看了这10pF的电容,在给电容充放电的时候,由于没有损耗的地方,电容上的能量是全部损耗到管子上的,以及线路上很小的直流阻抗。损耗=c*V*V*f。对于1MHz和正负200V来说,损耗为1.6W对于1MHz和正负500V来说,损耗为10W对于10MHz和正负1000V来说,损耗为400W对于上管的辅助电源来说,它的地就是方波,辅助电源的变压器和走线产生的微弱分布电容,对管子而言都是致命的。考虑过无损或者软开关技术,无非是LCD半周期震荡加二极管钳位,在这里显然是行不通的,诸位有什么好的建议吗?
评估板里说400V对应40nc的QOSS,也就是说等效的输出电容是100pF?是这样的吗?
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hocheng
LV.1
5
2020-02-24 13:56
@hocheng
评估板里说400V对应40nc的QOSS,也就是说等效的输出电容是100pF?是这样的吗?
实际发现GaN MOSFET的输入输出电容比大多数SI MOSFET差,不知道为啥厂家急于推出这类器件?不明白?
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hereliu
LV.8
6
2020-02-27 16:58
@hocheng
实际发现GaNMOSFET的输入输出电容比大多数SIMOSFET差,不知道为啥厂家急于推出这类器件?不明白?

硬开关10MHz肯定不行,五六百KHz也就差不多了,除非是专门针对高频的射频管。氮化镓的输出电容是比硅管小,但也不会小一个数量级。这么高频率还是要用ZVS。

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Lam小黑
LV.3
7
2020-04-03 11:31
@hereliu
硬开关10MHz肯定不行,五六百KHz也就差不多了,除非是专门针对高频的射频管。氮化镓的输出电容是比硅管小,但也不会小一个数量级。这么高频率还是要用ZVS。
请问同级别的氮化镓-N-MOS,比硅管会相差多少?
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