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BUCK電路續(xù)流二極管總是損壞

本人近期做了一個(gè)7.5kW的BUCK電路如圖所示，其中開(kāi)關(guān)管與續(xù)流二極管選用的英飛凌的DF150R12RT4集成模塊，內(nèi)部集成了IGBT和續(xù)流二極管，二者的容量均為150A/1200V，Tvj = 150℃。系統(tǒng)的輸入電壓400V，輸出電壓150V，開(kāi)關(guān)頻率12kHz。輸出7.5kW進(jìn)行耐久性實(shí)驗(yàn)，運(yùn)行時(shí)間約2min時(shí)，二極管損壞，觸發(fā)了短路保護(hù)，拆卸后測(cè)量IGBT完好，續(xù)流二極管損壞，運(yùn)行期間通過(guò)溫度槍測(cè)量模塊表面溫度上升速度較快，大概上升至60℃時(shí)模塊損壞。運(yùn)行期間電感電流最大值為56A，測(cè)得的尖峰電壓值為650V，二者均在二極管耐受范圍內(nèi)，測(cè)得的表面溫度并未達(dá)到150℃。

為了排除器件質(zhì)量的問(wèn)題又進(jìn)行了兩次實(shí)驗(yàn)，分別是輸出功率6kW及9kW時(shí)的耐久性實(shí)驗(yàn)，運(yùn)行時(shí)間分別為3min、1min時(shí)，二極管再一次損壞。于是采用外接艾賽斯二極管DSEI2x101-12A代替損壞的二極管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，DSEI2x101-12A的容量為91A/1200V，輸出功率7.5kW，進(jìn)行耐久性實(shí)驗(yàn)，第一次運(yùn)行時(shí)間12min，檢測(cè)到表面溫度上升至90℃，二極管正常，第二次運(yùn)行時(shí)間5min,檢測(cè)表面溫度上升至65℃，二極管正常，第三次實(shí)驗(yàn)運(yùn)行時(shí)間1min，溫度上甚至46℃，二極管損壞，停止運(yùn)行后觸摸二極管表面，很燙。

希望各位有經(jīng)驗(yàn)的大神能夠給小弟提一些建議，現(xiàn)在思路比較混亂，不知道如何入手，希望各位做過(guò)類似電路或者用過(guò)類似器件的大神給點(diǎn)幫助，謝謝?。?！

微信圖片_20190903151323

全部回復(fù)(13)
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ta7698
LV.9
2
2019-09-04 07:34

要考慮到二極管耐受的峰值電流!150V9KW平均電流60A，峰值電流更高。

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CN_11
LV.1
3
2019-09-04 09:25
@ta7698
要考慮到二極管耐受的峰值電流!150V9KW平均電流60A，峰值電流更高。
感謝您的回答！150V、9kW的時(shí)候電感電流紋波當(dāng)時(shí)記錄的是12A，即此時(shí)電感電流峰值為66A，流過(guò)二極管正向的電流峰值應(yīng)該也是66A，不會(huì)超過(guò)150A的限值才對(duì)，而且在150V、6kW的時(shí)候也出現(xiàn)了二極管損壞的情況，損壞的二極管最終都表現(xiàn)出短路的現(xiàn)象，通過(guò)實(shí)驗(yàn)記錄我覺(jué)得跟正向?qū)〞r(shí)流過(guò)的電流關(guān)系不大；反向恢復(fù)可能存在一個(gè)較大的峰值電流，但是這個(gè)應(yīng)該是元器件本身的特性決定的；還有就是電壓尖峰之前測(cè)試過(guò)是在限值范圍內(nèi)，但是不知道電壓尖峰會(huì)不會(huì)隨著時(shí)間變化；還有一個(gè)原因我覺(jué)得可能是熱擊穿，但是我沒(méi)有依據(jù)，因?yàn)楸砻鏈囟榷紱](méi)有超過(guò)100℃，而且未免也太敏感了，測(cè)試時(shí)間都是幾分鐘而已。
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2019-09-04 18:32
@CN_11
感謝您的回答！150V、9kW的時(shí)候電感電流紋波當(dāng)時(shí)記錄的是12A，即此時(shí)電感電流峰值為66A，流過(guò)二極管正向的電流峰值應(yīng)該也是66A，不會(huì)超過(guò)150A的限值才對(duì)，而且在150V、6kW的時(shí)候也出現(xiàn)了二極管損壞的情況，損壞的二極管最終都表現(xiàn)出短路的現(xiàn)象，通過(guò)實(shí)驗(yàn)記錄我覺(jué)得跟正向?qū)〞r(shí)流過(guò)的電流關(guān)系不大；反向恢復(fù)可能存在一個(gè)較大的峰值電流，但是這個(gè)應(yīng)該是元器件本身的特性決定的；還有就是電壓尖峰之前測(cè)試過(guò)是在限值范圍內(nèi)，但是不知道電壓尖峰會(huì)不會(huì)隨著時(shí)間變化；還有一個(gè)原因我覺(jué)得可能是熱擊穿，但是我沒(méi)有依據(jù)，因?yàn)楸砻鏈囟榷紱](méi)有超過(guò)100℃，而且未免也太敏感了，測(cè)試時(shí)間都是幾分鐘而已。
才幾分鐘就超過(guò)100度了，可想而知在二極管上的壓降非常大，有可能開(kāi)通時(shí)間dv/dt太長(zhǎng)了，你要測(cè)測(cè)波形，才好分析
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CN_11
LV.1
5
2019-09-04 19:31
@其樂(lè)518
才幾分鐘就超過(guò)100度了，可想而知在二極管上的壓降非常大，有可能開(kāi)通時(shí)間dv/dt太長(zhǎng)了，你要測(cè)測(cè)波形，才好分析
感謝您的回復(fù)，因?yàn)槲覝y(cè)試的是器件表面的溫度，可能不太準(zhǔn)，幾分鐘表面的溫度上升的很快，但就測(cè)試的結(jié)果來(lái)看，溫度并沒(méi)有超過(guò)100℃。我會(huì)在測(cè)試一下波形。
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wxgsnake
LV.4
6
2019-09-04 22:41
檢查一下輸出端電容是否有問(wèn)題是否存在輸出端電感飽和導(dǎo)通，導(dǎo)致電流過(guò)大燒毀
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wrtiger88
LV.1
7
2019-09-05 08:46
輸出部分飽和導(dǎo)致短路，電流瞬間提升會(huì)損壞元件
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CN_11
LV.1
8
2019-09-10 09:45
@wrtiger88
輸出部分飽和導(dǎo)致短路，電流瞬間提升會(huì)損壞元件
您好，您說(shuō)的輸出部分飽和指的是電感電流飽和嗎？
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CN_11
LV.1
9
2019-09-10 09:47
@wxgsnake
檢查一下輸出端電容是否有問(wèn)題是否存在輸出端電感飽和導(dǎo)通，導(dǎo)致電流過(guò)大燒毀
您好，目前記錄的現(xiàn)象，電流并沒(méi)有過(guò)大，而且我的程序中有過(guò)流保護(hù)，理論上如果過(guò)流是可以觸發(fā)的
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dy-7sQkysLG
LV.1
10
2022-05-04 13:47
@CN_11
感謝您的回答！150V、9kW的時(shí)候電感電流紋波當(dāng)時(shí)記錄的是12A，即此時(shí)電感電流峰值為66A，流過(guò)二極管正向的電流峰值應(yīng)該也是66A，不會(huì)超過(guò)150A的限值才對(duì)，而且在150V、6kW的時(shí)候也出現(xiàn)了二極管損壞的情況，損壞的二極管最終都表現(xiàn)出短路的現(xiàn)象，通過(guò)實(shí)驗(yàn)記錄我覺(jué)得跟正向?qū)〞r(shí)流過(guò)的電流關(guān)系不大；反向恢復(fù)可能存在一個(gè)較大的峰值電流，但是這個(gè)應(yīng)該是元器件本身的特性決定的；還有就是電壓尖峰之前測(cè)試過(guò)是在限值范圍內(nèi)，但是不知道電壓尖峰會(huì)不會(huì)隨著時(shí)間變化；還有一個(gè)原因我覺(jué)得可能是熱擊穿，但是我沒(méi)有依據(jù)，因?yàn)楸砻鏈囟榷紱](méi)有超過(guò)100℃，而且未免也太敏感了，測(cè)試時(shí)間都是幾分鐘而已。

最后是怎么解決的

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

換個(gè)二極管吧

0
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SQDA_XY
LV.1
12
2023-08-17 10:43
@CN_11
感謝您的回答！150V、9kW的時(shí)候電感電流紋波當(dāng)時(shí)記錄的是12A，即此時(shí)電感電流峰值為66A，流過(guò)二極管正向的電流峰值應(yīng)該也是66A，不會(huì)超過(guò)150A的限值才對(duì)，而且在150V、6kW的時(shí)候也出現(xiàn)了二極管損壞的情況，損壞的二極管最終都表現(xiàn)出短路的現(xiàn)象，通過(guò)實(shí)驗(yàn)記錄我覺(jué)得跟正向?qū)〞r(shí)流過(guò)的電流關(guān)系不大；反向恢復(fù)可能存在一個(gè)較大的峰值電流，但是這個(gè)應(yīng)該是元器件本身的特性決定的；還有就是電壓尖峰之前測(cè)試過(guò)是在限值范圍內(nèi)，但是不知道電壓尖峰會(huì)不會(huì)隨著時(shí)間變化；還有一個(gè)原因我覺(jué)得可能是熱擊穿，但是我沒(méi)有依據(jù)，因?yàn)楸砻鏈囟榷紱](méi)有超過(guò)100℃，而且未免也太敏感了，測(cè)試時(shí)間都是幾分鐘而已。

你這個(gè)二極管是二合一，查看了規(guī)格書(shū)，平均正向整流才90A，你所說(shuō)的沒(méi)超過(guò)100℃，我估摸著大概在90℃，那么內(nèi)核溫度應(yīng)該在120℃差不多，這個(gè)溫度下，必須打半折，也就是大概在50A，然后你這個(gè)電流就超了。

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2023-08-17 14:39

150是節(jié)溫，表面溫度低于節(jié)溫

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

把二極管多個(gè)并聯(lián)試試，看看溫度能降下來(lái)嗎？或者換個(gè)容量更大的，加強(qiáng)一下散熱試試。

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