工程师们在日常的工作生活中时常会遇到一些棘手的问题,而又因为一些环境固化等因素导致短时期内陷入某种思维定式中,在网络上求助已成为一个行之有效的方式,本期网站精粹栏目精选两则精彩的求助讨论帖,为工程师网友们提供一些新的思路。
DC/DC电感后稳压二极管漏电问题
问题描述:网友“学无止境啊”近做一款手持式仪表需要满足本安要求,又要求功耗小,因此碰到一个问题,图1中稳压二极管本安要求,加了后就有0.6mA漏电,测了电感处波形后,其理解是电感那里电压接近稳压值,导致稳压管有点击穿,因此用6.8v稳压管,还是有漏电,但是比之前小点,可还不满足电流要求。根据本安要求已无法再提高稳压管稳压值。同时“学无止境啊”还认为这跟DC/DC也有关系,因为当另一款产品用相同电感和稳压管,不同DC/DC,则没测到这么大漏电。
图1:一款手持式仪表设计电路,需要满足本安要求
如何才能解决这个问题呢?下面精选了几个热心网友的回复,以供大家参考:
香雪茶:在这里,有一个基础知识,就是稳压管死区,也是有漏电的。而且,这个漏电的测试,随着稳压值的不同而不同。在低稳压值的产品系列中,一般的测试条件(规范)是1V。也就是说,稳压管的漏电是在两端加1V电气情况下,测量稳压管的漏电值。因此,楼主想用这种方法来做保护,在不考虑静态功耗时,是可行的。但,当对静态功耗有要求时,这种方案就不可取了。此时,建议采用电子保险管对仪器进行保护。因为,保险管是串接在电路里的,而且,对电路的性能等,几乎没影响。
阿城007:本安型要求电路的所有部分都要限压么?我对本安型设计不是很懂。如果不是,DZ1和DZ2看起来就似乎没有必要了,因为它们保护的是boost电路的内部。我认为如果LZ的意思是DZ1和DZ2漏电流过大(因为DZ3和DZ4显然不可能,因为这两个与输出并联,似乎不可能有那么大的漏电流(我看到在datasheet中,当5.1V Zener电压达4.8V时电流依然<0.1mA,那么两个Zener的漏电流显然不可能大于0.2mA;nnd,一个小Zener的datasheet里面竟有那么多参数,特别是Izk是什么东西搞不懂,一时半会儿研究不完))。
至于LZ的问题,我怀疑是不是boost的死区电压造成的。boost有两个mosfet,一个接输出,一个接地。那么在电感的pin2由接输出转为接地的过程中,为了保护输出不短路,电路中显然会先关闭输出,再延迟一段时间(dead time),然后打开接地switch使之接地。但是这段时间内,电感2pin的电压由于不续流,电压突然增大为输出的N(N=3?)倍,即3*NV使得6.8V Zener导通了。于是Zener的平均电流变大了,当然这段时间很短,只有几十纳秒。
(这年头buck和boost都是同步整流,即同时有两个mosfet,为了提高效率;如果下面的mosfet是schottky diode可能就不存在这个问题,但是schottky diode topology属于比较老的了,由于diode压降影响效率,似乎都不流行了)我对本安设计不是很懂,如果要求限压,显然此时zener起保护了,电流小不了。
李松柏CS:为什么不找一款没有FB脚的IC呢?即是IC只有3个脚,LX接电感,OUT接输出电容输出固定3.3V,GND脚接地。这样不管是UL还是本安,在任何异常时(短路PCB上任何一个元件)都不存在电压变高。也就不需要LX和VOUT上的所有稳压管了。
分析电路中三极管的损坏原因
问题描述:网友“cchit”表示图2中的电路,其中Q1(BCW68G)在使用中部分器件出现了“穿通损坏”(CE之间短路,万用表在两端用红黑表笔交换测量),但是实际测量,在三极管控制打开的瞬间,Vce也就-38V。因此,cchit认为不应该出现损坏的情况。(问题描述补充:损坏的三极管其两个PN结用万用表测量均正常,三极管外观无烧坏的痕迹。BCW68的Vce极限值为-45V。输出负载可以看做60K的纯阻性负载。)
图2:电路图中Q1(BCW68G)部分器件出现“穿通损坏”
图2中的三极管为什么会损坏呢?热心网友们纷纷发表了自己的见解,下面精选的回复供大家参考:
信天游01:1:68G三极管集电极电流800ma。1172额定电流1.25A,原因是不是在这里。把管子功率搞大点的,应该不会烧!
未来使者:二楼说的对,管子的功率要提高点,还有,个人认为,Q1的反向电压不止-38V,因为你用万用表测的是有效值,对于Q1来说,更重要的是瞬间值,你好用速度快点的示波器来看看它的值是多少?而且在这种电路中,一般人都会给Q1加个续流管。这只是个建议!
zeng-gj:出现问题的几率跟开关的频度有直接关系。在Q1关断过程中,L1会施加一个感应电压,我觉得这是造成Q1击穿的根本原因。这个电路没有考虑到这一问题,因该说本身是不完善的。
鹏鹰恋晴空:是的,电感反向电压击穿了三极管,建议L1并联1K电阻,C4并联二极管到地。L1并联1K作用于L1的反向感应电压消除,C4并联二极管作用于L2电感反向电压消除。以上加上电路之后,可以解决你的问题。