高压之下,必有懦夫
在设计无线充电系统的过程中,需要对选择的功率MOS的耐压进行测试。虽然在新品的数据手册上已经给出了芯片的耐压等级,但是之前很少通过实验来判断芯片在高压下出现击穿的过程和效果,所以通过简单实验来观察芯片的耐压情况,这也为系统设计中芯片耐压余量的选择打下基础。
如下是利用了一个废弃空调中臭氧离子发生器中的高压模块,形成的一个可控的高压电源。它输出的高电压有输入的直流工作电源所确定。
外部增加上击穿限流电阻和电流采样电阻,便可以对于手边的 一些功率MOS管进行耐压测试了。
如下即几种MOS管在栅极电压Vg=0的情况,D-S之间的V-A关系图。可以看出,它们在击穿电压与手册中的耐压值非常接近。只是比手册中的耐压值略微大5%~10%zoyb .
如下是对高压整流二极管哪呀测试。看到他的实际耐压值比手册中的数据底35%左右。
对于MOS管,它的驱动电压也有一个极限值。如下是对IR3710的G-S之间的V-A特性进行测试。会看到当电压超过30V之后,就会出现击穿电流。当这个击穿电流大到一定程度(1mA)就会产生不可恢复的损耗。
这是对普通中频电容测试的直流V-A特性,看到它在150V之内保持良好的直流绝缘特性。
上述V_A曲线是由MATLAB采集的数字万用表测量结果绘制的曲线,由于每一点数据需要等待2秒钟万用表稳定,所以测量过程相对缓慢。
还可以使用可调的变压器所产生的可变交流电压信号来进行测试。如下是将可调变压器的输出经过全波整流后形成的高压脉冲信号来测试器件的耐压情况。
将高压脉冲信号送入示波器的Y通道,将电流采集信号送入示波器的X通道,便可以形成器件的V-A特性曲线。
由于无线充电逆变系统还会使用到各种电解电容器,对于它们耐压等级的选择也需要充分留有余量。特别是在不同的温度下,电解电容的耐压特性也会有变化。如下显示了 一些常见到的电解电容。如果输入电压长期超过了它们的耐压值,漏电流就会急剧上升,造成电容温度增加,从而会损毁电容。
如下是普通标称值为16V的电解电容,施加了32V~50V电压后出现的烧毁情况。
对于普通的低压电路,选择器件的耐压余量往往在三倍左右。对于高压电路,由于选择高压器件往往在体积、价格、其它性能等方面会造成影响,所以上面的耐压余量往往会降低到1.5倍左右了。
文章来源: zhuoqing.blog.csdn.net,作者:卓晴,版权归原作者所有,如需转载,请联系作者。
原文链接:zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/104120705
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