Szuka pomocy, dlaczego mój n-kanałowy mosfet ulega zniszczeniu

Mam projekt, który odziedziczyłem z dość standardowym mosfetem n-kanałowym napędzającym przekaźnik sterujący silnikiem i siłownikiem.

W najnowszej kompilacji zaczęliśmy uzyskiwać 50% awaryjność na mosfecie n-kanałowym. Wcześniej nie mieliśmy awarii mosfetu. Jedyne różnice, które udało mi się do tej pory znaleźć, to różne kody daty na przekaźniku i mosfecie. W przeciwnym razie nic się nie zmieniło.

Mosfet to ON Semiconductor 2N7002LT1G

Przekaźnik to Omron Electronics G6RL-1-ASI-DC24

Dioda flyback jest półprzewodnikiem ON MRA4003T3G

Mosfet został zbadany przez półprzewodnik ON i stwierdzono, że najprawdopodobniej został zniszczony przez nadmierne napięcie. Ale do tej pory nie widziałem gwałtownego wzrostu napięcia w mosfecie powyżej 30 V.

Oto część obwodu z mosfetem / przekaźnikiem / diodą.

Domyślam się, że dioda nie została odpowiednio przylutowana do twojej ostatniej wersji, a może masz jakieś złe części. Weź jedną z płyt, które uległy awarii, wymień FET i spójrz na odpływ szybkim lunetą, gdy przekaźnik jest wyłączany. Następnie ponownie zalej wszystkie połączenia lutowane wokół diody, a może nawet lutuj przewody bezpośrednio od diody do przekaźnika i ponownie spójrz na sygnał.

Pokazujesz schemat, ale nie fizyczny układ. Gdzie jest dioda w stosunku do przekaźnika i FET? Jeśli jest zbyt daleko, to jego indukcyjność częściowo przeczy celowi.

Inną możliwością jest to, że był to zły projekt przez cały czas, a teraz masz kilka części, w których różnica ma znaczenie. Spróbuj nałożyć małą czapkę natychmiast na przekaźnik. Spowolni to zmiany napięcia, aby inne części obwodu mogły nadążyć. Jeśli przekaźnik nie znajduje się na pokładzie, musisz osobno zabezpieczyć odpływ FET. Może to oznaczać oddzielną diodę odwrotną na płycie i być może małą nasadkę do uziemienia w odpływie. Nie chcesz wkładać tam zbyt wiele, ponieważ spowoduje to niewielki wzrost po włączeniu, ale kilka 100 pF do nF lub tak powinno spowolnić zmiany napięcia.

Jakie napięcie to VBATT? Dlaczego dioda nie jest Schottky?

• Zmiana R38 na 10k MOŻE pomóc.

• Dodanie zenera w bramie może być pomocne

Pokazanie wszystkich odpowiednich obwodów może być pomocne - w tym przypadku to, co kryje się za ACTCTRL1, może, ale nie musi być istotne.

Dlaczego miałoby się zmieniać między partiami nie jest oczywiste, ale należy sprawdzić, czy napięcie bramki nigdy nie może przekroczyć (lub zbliżyć się do maksymalnej wartości znamionowej (Vgsmax). Zależy to od impedancji ACTCTRL1. Pojemność kondensatora spowoduje odłączenie napięcia od drenu do bramki, a MUSI to być zaciśnięte przez impedancję bramki podłączonej do wartości mniejszej niż Vgsmax. Vgsmax może różnić się między partiami FET, ale nie jest to zbyt prawdopodobne.

W razie wątpliwości należy umieścić diodę Zenera o nieco wyższym napięciu niż V_gate_drive_max od bramki do źródła (katoda do bramki, więc Zener zwykle nie przewodzi).

R38 jest prawdopodobnie znacznie wyższy niż to konieczne przy 100k. Szanse są takie, że można to powiedzieć 10k i można to było zmienić między partiami bez powiadomienia. Energia pojemności Millera musi doprowadzić ją powyżej Vgsmax, aby zniszczyć FET, więc 10k czyni tę 10 razy trudniejszą energię. Przy napięciu 5 V 10k będzie wymagało napędu 0,5 mA, więc większość sterowników nie będzie miała z tym problemu. Jeśli ACTCTRL1 nie jest bezpośrednim połączeniem ze sworzniem napędowym i ma szeregowy opór, może to wymagać proporcjonalnego zmniejszenia.

Wspominasz, że analiza awarii wskazuje na przepięcie, więc może to nie być istotne, ale upewnij się, że dioda nie została umieszczona do tyłu. Z 500 mA (maks.) FET i 1A (maks.) Diodą, jest prawie pewne, że FET zawiedzie najpierw w przypadku diody nastawionej do przodu.

Kiedyś mieliśmy dom montażowy, który robił nam to z diodami SMT takimi jak twoje (sitodruk był całkowicie zasłonięty przez część). Znalezienie zajęło dużo czasu, ale było to proste rozwiązanie ... w nowym domu montażowym.

Widzę, że tak właśnie powiedział DeanB. Dodaje to kilka figurek i trochę błąka się po obszarze ogólnym.

Jeśli D21 zostanie zainstalowany z nieprawidłową polaryzacją, FET niemal natychmiast zawiedzie. :

Niepowodzenie z powodu nadmiernego rozproszenia jest prawie pewne.
Jeśli zamiast tego dioda ulegnie awarii tj. FET zaraz po awarii z powodu impulsów indukcyjnych.

Po włączeniu FET dioda przewodzi z 24 V do ziemi za pośrednictwem FET.
Dioda nie działa w obwodzie otwartym.
Przekaźnik działa teraz.
Po zwolnieniu przekaźnika masz teraz impuls indukcyjny i brak diody ... :-(.

7002 nie jest zdolny do zbyt dużego prądu i prawdopodobnie ograniczy prąd przy „kilku” wzmacniaczach. Może to być dioda uwalniająca między diodą a MOSFET-em, aby zobaczyć, które z nich mogą najpierw ulec samozniszczeniu. Jeśli MOSFET umrze pierwszy, przekaźnik nigdy nie zadziała.
Jeśli dioda zginie jako pierwsza, przekaźnik zadziała co najmniej raz, a być może kilka razy.

Więc:

• Sprawdź polaryzację diody.
• Za pomocą oscyloskopu obserwuj drenaż.
• Obserwuj bazę za pomocą oscyloskopu 9, patrz moja inna odpowiedź).

Arkusz danych diody tutaj ma moc 88 C / W z 1-calowymi kwadratowymi podkładkami, więc nie wymaga zbyt dużego prądu nadprądowego, aby umrzeć termicznie.

MOSFET ma moc 300 mW i rozproszenie 417 C / W !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!! . Arkusz danych tutaj Wityh cały napęd w trakcie tworzenia jest dobry na około 1,6 A, a następnie spadnie tyle napięcia, ile chcesz go zasilić, podczas gdy dioda prawie nie poci się przy 1,6 A przy Vf około 1 Volt, więc jeśli dioda jest odwrócony, otrzymasz około P_transistor = VI ~~~ = (24-1) x 1,6 = ~ 30 watów.
Śmierć byłaby prawie natychmiastowa.

Możesz potrzebować szybszej diody. Arkusz danych, który wyciągam dla tej części, nie podaje czasu powrotu do przodu, co ogólnie oznacza, że ​​jest wystarczająco długi, aby nikt, kogo obchodzi czas odzyskiwania, nie wykorzystałby go. Jedna partia diod mogła mieć szybszy czas regeneracji, inna wolniejsza, a teraz, gdy masz wolną partię, kopnięcie indukcyjne wystarczy, aby przerwać FET, zanim dioda będzie mogła się zregenerować.