BOOST升壓電路，輸入電源范圍400-630V，輸出670V，電流5A左右，工作頻率100k。SIC MOS，負壓3V，正壓16V。
后級帶的是LLC全橋電路，輸出功率3kW。
最近發現一個問題：輸入630V時，升壓輸出為670V，LLC電路部分輸出帶負載后，電子負載CC模式，當輸出需求功率大于輸入功率時，瞬間會將BOOST升壓部分的MOS管燒毀，三個極全穿。用示波器觀察DS波形，未見有瞬間尖峰。一直找不到原因，請教各位大俠。
BOOST升壓電路燒MOS
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針對BOOST升壓電路MOS管燒毀的問題，結合您描述的現象（輸入630V時輸出670V、LLC后級功率需求突增導致MOS擊穿），以下是可能的原因分析和解決方案：
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### **1. 功率倒灌導致過流擊穿**
- **現象匹配**：當LLC輸出功率需求突然超過輸入功率時，可能通過升壓二極管反向向BOOST電路倒灌能量，導致MOS管承受異常電流。
- **關鍵檢查點**：
- **升壓二極管選型**：確認二極管的反向恢復特性（如SiC二極管需低反向恢復電荷Qrr），若反向恢復慢可能導致瞬態短路。
- **電流檢測保護速度**：檢查BOOST電路的電流保護環路響應時間是否足夠快（100kHz下需μs級響應）。
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### **2. 負壓驅動不足或瞬態誤導通**
- **現象匹配**：負壓-3V可能在高dV/dt工況下不足，導致MOS管因米勒效應誤導通，形成直通短路。
- **解決方案**：
- **增強負壓驅動**：將負壓提升至-5V以上（SiC MOS推薦值）。
- **驅動電阻優化**：減小柵極電阻（如1-5Ω）以加快關斷速度，并聯反向肖特基二極管增強抗干擾能力。
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### **3. 輸入電壓突變引發過壓/過流**
- **現象匹配**：輸入630V接近BOOST上限，LLC負載突變可能導致輸入電壓跌落，引發控制環路震蕩。
- **關鍵檢查點**：
- **輸入電容容量**：增加高壓電解電容或薄膜電容（如100μF/630V）以緩沖瞬態能量。
- **環路補償參數**：檢查BOOST的電壓/電流環PID參數，確保在負載階躍時無超調。
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### **4. 寄生參數導致高頻振蕩**
- **現象匹配**：示波器未觀察到尖峰，但高頻振蕩可能因探頭帶寬不足或測量點選擇被掩蓋。
- **解決方案**：
- **優化PCB布局**：縮短MOS管漏極與電感的路徑，減少寄生電感；增加RC緩沖電路（如1nF+10Ω）。
- **高頻探頭復測**：用高壓差分探頭（≥100MHz帶寬）直接測量MOS管DS極。
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### **5. 散熱設計不足**
- **現象匹配**：燒毀時三極全穿可能是熱失效（高溫導致載流子倍增）。
- **檢查點**：
- **瞬態溫升估算**：SiC MOS的瞬態熱阻（如Cree C3M0065090D的RθJC≈0.3℃/W）是否滿足脈沖功率需求。
- **散熱器與導熱材料**：檢查接觸面是否均勻，導熱硅脂是否老化。
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### **6. 保護電路缺失或失效**
- **必須檢查項**：
- **過流保護（OCP）**：確認電流采樣電阻/霍爾傳感器的信號是否準確觸發保護。
- **過壓保護（OVP）**：輸出670V是否接近BOOST的OVP閾值（建議設置≥700V）。
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### **推薦步驟**
1. **立即措施**：
- 在BOOST輸出端增加防倒灌二極管（如1200V/20A SiC二極管）。
- 將柵極負壓調整為-5V，并檢查驅動波形（關注開啟/關斷延遲）。
2. **深入測試**：
- 用電子負載模擬階躍負載（如10%-90%跳變），同時監測輸入電流、MOS管VDS及柵極驅動波形。
- 檢查LLC前級電容（670V側）的電壓穩定性，確認無大幅跌落。
3. **長期改進**：
- 采用交錯并聯BOOST拓撲分攤電流應力。
- 升級驅動IC（如隔離驅動的UCC5350）以提高抗干擾能力。
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若上述措施仍未能解決，需重點關注**LLC與BOOST的交互作用**（如LLC啟動時的浪涌電流），建議在兩者之間加入預充電電路或軟啟動控制。
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