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プッシュプル回路の破損と破損原因の解析
- プッシュプル回路を設計した際に、FETの破損が発生しました。駆動周波数や駆動時間などの条件を明示しながら、破損原因を探ります。
- センタータップのトランスを駆動するために使ったFETの破損について、電源の差異が原因であることが判明しました。安定化電源のDC50Vでは正常に動作していましたが、AC100Vを平滑化してDCに変換したものを使うとFETが破損してしまいます。
- FETの耐圧やパワータイプに問題はなさそうですが、センターの電源をON/OFFするタイミングとプッシュプル動作を同時に行うことが破損の原因と考えられます。他にも破損の可能性がある要素についても考えなければなりません。
- 電気設計
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毎度ＪＯです。 プッシュプル回路 http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/40/Depp.svg/286px-Depp.svg.png 私も ＃１と同意見です とするならばFETはDC50V～DC140の間の電圧で破損している事に成ります DC50Vは「偶然に動いていた」に過ぎず、破損してもおかしく無かった電圧と考えるべきです 耐圧超過による損傷で有るなら、先ずはオシロで電圧の観測が必要です どの程度の電圧が掛かっているか確認して、取り合えずの解決策は １）耐電圧の高いFETに変える http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-08419/ ２）スナバ回路を挿入して瞬間的な電圧の上昇を抑える http://www.maximintegrated.com/jp/images/appnotes/3835/3835Fig02.gif スナバ回路の時定数は、駆動周波数100kHz=10μsより短くする ところで「駆動周波数100kHz」と有りますがどの様なトランスをお使いですか？
Q＆Aに投稿するよりも、オシロスコープを回路に繋いで、徹底的に波形 観測する方が、速く、確実に問題解決に近づくと思います。 そういって突き放してしまったら身も蓋もないので、ご質問の中で 気にかかったところをお知らせします。 ＞センターの電源を安定化電源のDC50Vを使用しているときは ＞正常に動作していましたが、AC100Vを平滑化してDCに変換したものを ＞使用し始めてから、FETが破損する AC100Vを平滑化してDCに変換した電源が、AC100Vをコンデンサインプット 整流回路でDC化した電源を意味するなら、DC電圧のピーク値は、約140V です。出力トランスを使ったプッシュプル回路ですから、一方のFETが ONするとき、他方のOFFを保っているFETには、電源電圧の2倍の電圧が 加わります。リンギング等を無視した動作原理上140V×2＝280Vの電圧 が加わるということです。現実には、電圧波形にはある程度のリンギング 又はオーバーシュートが生じるでしょうから、FETの耐圧である300Vより 高い電圧が加わることが容易に想定できます。 というような“想像”からすると、まずは素直に耐圧超過による破壊を 疑ってみることをお勧めします。 次には、2個のFETが同時ONする動作が起こっていないか、更にはturn ON turn OFF時に、ASO（安全動作領域）を超過するV-I軌跡を辿っていないか などについて、順次動作波形を確認していくことが一般的な手順と思います。 オシロスコープのトリガ機能をよく理解して、電圧信号と電流信号の情報を 組み合わせて、ASOを超過した際に波形データを記録するように設定すれば 破壊の瞬間の動作波形を高い確率で記録できると思います。破壊に至る 動作波形を把握できれば、確実な原因追及が可能です。 ＞トランス：市販のコアに私が手巻きで製作したものです トランスを設計・製作できる技術力があ持ちであれば、 トランスの巻数を変えた場合に、回路動作の挙動がどのように変化するか 観測することが容易ですね。また、リーケージインダクタンスが、スイッ チング波形に対してどのような影響を与えるか、ある程度予測を立てるこ とができると思います。 ご健闘を祈ります。 また、観察結果について、更に疑問があれば、遠慮無くご質問下さい。
お礼
返信が遅くなり誠に申し訳ありません。 早速オシロスコープで確認をしてみたいと思います。
お礼
返信が遅くなり誠に申し訳ありません。 教えて頂いたＵＲＬ、参考にさせて頂きます。 ちなみにトランスですが恥ずかしながら、市販のコアに私が手巻きで製作したものです。