周末隨想：PFC中功率MOSFET常見(jiàn)的一種失效形式

TV、戶外LED照明等功率比較大的電源系統(tǒng)中，通常輸入端使用PFC功率因素校正電路。系統(tǒng)反復(fù)起動(dòng)的過(guò)程中，如系統(tǒng)動(dòng)態(tài)老化Burn In測(cè)試、輸入打火測(cè)試，由于PFC控制芯片的供電VCC電源建立過(guò)程比較慢，特別是使用PFC的電感繞組給PFC控制芯片供電的情況，會(huì)導(dǎo)致功率MOSFET管的驅(qū)動(dòng)在起動(dòng)的過(guò)程中，由于驅(qū)動(dòng)電壓不足，容易進(jìn)入線性區(qū)工作，功率MOSFET反復(fù)不斷的進(jìn)入線性區(qū)工作，工作一段時(shí)間后，就會(huì)形成局部熱點(diǎn)而損壞。

例1：戶外LED照明電源，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為PFC+LLC，PFC兩個(gè)功率MOSFET并聯(lián)，PFC控制芯片ST6562臨界模式，Vin：90-305Vac，PFC輸出Vout即母線電壓460V，PFC電感是200uH。

具體的情況如下：

輸入端305Vac、220Vac進(jìn)行打火測(cè)試，滿載情況下，電感電流會(huì)進(jìn)入連續(xù)模式狀態(tài)，MOSFET失效。

從失效的圖片，可以明顯的看到，功率MOSFET進(jìn)入線性區(qū)失效。

圖1：例1失效圖片

例2：日光燈電子鎮(zhèn)流器的PFC電路，系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)老化測(cè)試過(guò)程中，MOSFET產(chǎn)生損壞失效，測(cè)試實(shí)際的電路，在起動(dòng)過(guò)程中，MOSFET實(shí)際驅(qū)動(dòng)電壓只有5V左右，MOSFET相當(dāng)于有很長(zhǎng)的一段時(shí)間工作在線性區(qū)，器件形成局部熱點(diǎn)，而且離G極比較近，因此，器件是在開(kāi)通過(guò)程中，由于較長(zhǎng)時(shí)間工作線性區(qū)產(chǎn)生的失效，工作波形和失效形態(tài)如圖2、圖3所示。

圖2：例2失效圖片

圖3：例2線性區(qū)的工作波形