登录
首页 PLC论坛 腾控Tengcon
回帖 发帖
正文

主题:VTH相关应用问题分析:电源系统开机工作不正常、低温不开机

点击:760 回复:1


国内某通讯公司,做了一批基站系统,出口到俄罗斯,7、8份的时候,就有一些产品开始返回,原因是系统不能开机,换了另外的系统板后,系统能工作正常。有问题的系统板在国内的实验室测试,客户的工程师发现能够正常工作没有问题,以为是个例,没有太关注。到了10、11月,发现不能开机工作的系统越来越多,客户工程师才开始重视这个问题,找到功率MOSFET的供应商,对方的FAE说功率MOSFET都正常,没有问题,于是就不再处理。由于系统板上使用了当时作者所在公司的PWM控制器,客户也找到作者去解决问题。
问题分析:检查后,发现通讯系统板直接使用电源模块将-48V变为3.3V,然后用Buck降压变换器将3.3V变为系统板上各种芯片供电所需的的2.5V、1.2V等电压。降压变换器使用PWM芯片外加分立的功率MOSFET,客户工程师选用的是逻辑电平驱动的功率MOSFET,因此问题就产生了。
使用3.3V的VCC电压线PWM芯片供电,Buck变换器的上管需要浮驱,因为上管的源极电压不是固定,PWM内部自举二极管的压降为0.4V,实际加在上管的驱动电压只有2.9V。
前面讨论过,逻辑电平驱动的功率MOSFET的VTH中间值1.5-2V,查看客户选用的功率MOSFET数据表,VTH的上限电压2.5V,实际的驱动电压为2.9V,在常温下,大多数器件的VTH在中间值,即使是处在VTH上限的器件,虽然驱动电压的裕量非常小,驱动电压较低导致器件的温度上升,但是MOSFET仍然可以正常的工作。由于VTH是负温度系数,当温度降低的时候,VTH值就会增加,这样功率MOSFET的沟道反型层的宽度就会变得越来越小,导通电阻逐渐增大。
随着温度的进一步降低,VTH值就会进一步的增大,处于VTH上限电压的一些器件的沟道反型层宽度低到一定值,器件无法完全导通,系统就不能开机正常工作。温度降得越低,不能工作的器件就会越多,就出现了问题中所出规的情形。
和客户工程师设计后,给出了二个方案:
(1)选用次逻辑电平驱动的功率MOSFET。
(2)使用一个小的BOOST升压变换器或充电泵,将3.3V的电压升到5V,给PWM芯片的VCC供电。
由于大电流的次逻辑电平驱动的功率MOSFET价格非常贵,而且型号特别少,交货时间长,客户工程师采用了通用性比较强的第二种方案,使用一个小的
总结:当发现电源系统低温不开机或工作不正常的时候,首先检查PWM输出的驱动信号是否正常。如果驱动信号正常,那么就要检查产生的原因是否是因为驱动电压的不足。
16-12-28 15:21
环境因素的影响;
对现象进行原理性的分析,有助于针对性地解决问题。
16-12-28 20:45

工控新闻

更多新闻资讯