Очень прерывистый сбой питания МОП-транзистора

Я работаю на очень пятнистый отказ двигателя (я не дизайнер). У нас есть намотанная арматура, которая переключается с помощью силовых полевых МОП-транзисторов. Они приводятся в действие FET драйвером типа тотема. Следовательно, когда драйвер выключен, затвор силового полевого транзистора плавает. Да, я знаю. Плохой дизайнерский выбор. Я просто убираю беспорядок.

На стороне статора двигателя имеется цепь симистора и привода, управляемая микропроцессором. Когда вы подключаете двигатель, приводная линия остается на плаву, поскольку микропорт переключается до завершения загрузки. Так как эта линия порта входит в логический элемент И и находится в плавающем состоянии, вы получите около 5 циклов переменного тока с достаточной амплитудой для срабатывания вентиля и этого триака. Это помещает примерно 3-5 полупериодов линии на статор, с пиками до 100А в зависимости от полного сопротивления источника. Ага. Еще одна ошибка дизайна - его надо было снести.

Проблема - это случается не часто, и не происходит сбой питания MOSFET. Из сотен двигателей у нас было три отказа с короткими замыканиями на полевых транзисторах и затвором на источник. Вопрос - Я пытаюсь решить, является ли эта серия пиков тока (которые вызывают напряжение на якоре - и отношение витков составляет 1: 1) вероятным подозрением, учитывая плохо спроектированную схему силового полевого МОП-транзистора. МОП-транзисторы расположены прямо через обмотку якоря. Когда двигатель выходит из строя, он не выходит из строя во время работы. Похоже, что он потерпит неудачу, как только вы подключите его. Все мои доказательства косвенные - я до сих пор не смог вызвать неудачу. Но огромный всплеск на плагине, редкость неудачи и трудность дублирования, похоже, указывают на это. Если я иду по неверному пути, мне нужно знать и знать почему. Кажется, что это может повредить FET, но я

В данный момент я запускаю несколько двигателей, используя ПЛК, чтобы следить за ними. План состоит в том, чтобы выполнить цикл до отказа, применить исправления проекта и запустить снова. Если я не получу вспышку гения.

mosfet motor

— Майк Липпхардт
источник

Добро пожаловать в EE.SE. В общем, это довольно хороший первый вопрос. +1 от меня.

— Адам Лоуренс

В дополнение к вопросу - если я ищу ошибку, которую я не могу воспроизвести, и я нахожу там какую-то «плохость», которая заставляет меня чесать голову, я бы сделал все возможное, чтобы исправить эту ошибку, даже если основная причина остается недостижимой. Это отстой, но иногда редкую проблему в угловом случае необходимо устранить эмпирически, сделав улучшения и посмотрев, улучшится ли частота отказов со временем и количество.

— Адам Лоуренс

Это всего лишь предположение, но если у вас есть полевой МОП-транзистор с плавающим затвором, и вы подаете импульс напряжения на сток, емкость между стоком и затвором может привести к тому, что напряжение затвора-исток превысит номинал транзистора и создаст постоянный сбой.

— Дэйв Твид

Для первого комментария - мы новая компания и сверхчувствительны к полевым сбоям. Я согласен, что это разумный курс действий - исправьте глупости и посмотрите на возвращаемые данные. Сомнительно, если руководство купит это, но оно того стоит.

— Майк Липпхардт

Во-вторых, емкостная связь с затвором меня тоже немного пугает. Эту линию следовало бы отключить, если бы не по какой-либо другой причине, кроме защиты от электростатического разряда, но она также защитила бы от этого режима отказа. Я думал в том же духе, когда начал программу циклических испытаний. Спасибо.

— Майк Липпхардт

Ворота FET НЕ ДОЛЖНЫ плавать.
Ничто не может быть гарантировано в этом состоянии.

Емкость Миллера будет успешно соединять большие сигналы привода на затворе от переходных процессов стока. Затвор, управляемый выше его значения Vgsmax, будет достаточно часто прокалывать оксид затвора, и может возникнуть любая комбинация жестких шортов между GDS. Я видел DS коротким с открытым G, GS коротким с открытым D, GDS коротким и, возможно, коротким GD с открытым S, но я не был бы на 100% уверен в этом.

Для ЛЮБОГО мощного полевого транзистора с индуктивной нагрузкой я добавляю стабилитрон GS, установленный как можно ближе к полевому транзистору, с номинальным напряжением выше Vgs_drive_max и комфортно ниже VGS_abs_max. Это преобразует цепи, которые выходят из строя в считанные минуты, в цепи, которые никогда не выходят из строя.

— Рассел МакМахон
источник