Нужна помощь по поводу того, почему мой n-канальный Mosfet разрушается

У меня есть дизайн, который я унаследовал с довольно стандартным n-канальным mosfet, управляющим реле, которое управляет двигателем и приводом.

В недавней сборке мы начали получать 50% ошибок на n-канальном mosfet. Раньше у нас не было сбоев в мосфете. Единственные отличия, которые мне удалось найти, - это разные коды даты на реле и mosfet. В противном случае ничего не изменилось.

Мосфет - это ON Semiconductor 2N7002LT1G

Реле Omron Electronics G6RL-1-ASI-DC24

Обратный диод ON - полупроводник MRA4003T3G

Mosfet был исследован ON Semiconductor, и было обнаружено, что он, скорее всего, был разрушен из-за чрезмерного напряжения. Но до сих пор я не смог увидеть скачок напряжения на Mosfet выше 30 В.

Вот часть схемы с мосфет / реле / ​​диод.

Я предполагаю, что диод не был припаян должным образом в вашей недавней сборке, или, возможно, у вас есть некоторые плохие детали. Возьмите одну из неисправных плат, замените FET и посмотрите на сток с быстрым прицелом, пока реле выключено. Затем переформатируйте все паяные соединения вокруг диода и, возможно, даже припаяйте провода непосредственно от диода к реле и снова посмотрите на сигнал.

Вы показываете схему, но не физическое расположение. Где находится диод относительно реле и полевого транзистора? Если оно слишком далеко, то индуктивность к нему частично нарушает его назначение.

Другая возможность состоит в том, что это был плохой дизайн с самого начала, и теперь у вас есть некоторые части, где разница имеет значение. Попробуйте поставить небольшую крышку сразу через реле. Это замедлит изменения напряжения, так что другие части цепи могут не отставать. Если реле выключено, то вы должны защитить слив FET отдельно. Это может означать отдельный обратный диод на плате или маленькую заглушку для заземления на стоке. Вы не хотите помещать слишком много там, потому что это вызовет небольшой всплеск при включении, но несколько 100 пФ до нФ или около того должны замедлить изменения напряжения.

Какое напряжение VBATT? Почему диод Шоттки?

• МОЖЕТ помочь замена R38 на 10k.

• Добавление стабилитрона через Gate-Source может помочь

Отображение всех соответствующих схем вполне может помочь - в этом случае то, что скрывается за ACTCTRL1, может иметь или не иметь значение.

Почему это будет меняться между партиями, не очевидно, но кое-что нужно проверить, это то, что напряжение затвора никогда не может превышать (или близко приближаться к своему максимальному номинальному значению (Vgsmax). Это зависит от полного сопротивления ACTCTRL1. Емкость Миллера будет пара, чтобы отключить напряжение от стока до затвора, и это ДОЛЖНО быть ограничено присоединенным импедансом затвора менее Vgsmax. Vgsmax может варьироваться между партиями FET, но это не слишком вероятно.

Если есть какие-либо сомнения, тогда поместите стабилитрон чуть более высокого напряжения, чем V_gate_drive_max, от затвора к источнику (от катода к затвору, чтобы стабилитрон обычно не проводил).

R38, вероятно, намного выше, чем необходимо на 100 тыс. Скорее всего, это можно сказать 10 КБ, и это может быть изменено между партиями без уведомления. Энергия емкости Миллера должна довести это значение до уровня выше Vgsmax, чтобы разрушить полевой транзистор, поэтому 10k делает эту энергию в 10 раз тяжелее. При 5-вольтовом накопителе для 10-килобитного накопителя потребуется 0,5 мА, поэтому у большинства драйверов с этим проблем не возникнет. Если ACTCTRL1 не является прямым соединением с выводом привода и имеет последовательное сопротивление, то это может потребоваться пропорционально уменьшить.

Вы упоминаете, что анализ неисправностей указывает на перенапряжение, поэтому это может быть не актуально, но убедитесь, что диод не был установлен в обратном направлении. С полевым транзистором 500 мА (макс.) И диодом 1 А (макс.) Почти наверняка произойдет сбой полевого транзистора в случае диода с прямым смещением.

Когда-то у нас был сборочный цех, который делал это с нами с такими диодами SMT, как у вас (шелкография была полностью скрыта частью). Потребовалось смущающее много времени, чтобы найти, но было просто исправить ... в новом доме собраний.

Я вижу, что это по сути то, что сказал DeanB. Это добавляет несколько фигур и немного бродит по общей области.

Если D21 установлен с неправильной полярностью, FET потерпит неудачу почти мгновенно. :

Отказ от чрезмерного рассеяния почти наверняка.
Если диод выходит из строя, вместо этого происходит сбой FET вскоре из-за индуктивных пиков.

При включении FET диод проводит от 24 В на землю через FET.
Диод не выдерживает разомкнутой цепи.
Реле сейчас работает.
При срабатывании реле у вас теперь есть индуктивный импульс и нет диода ... :-(.

7002 не слишком сильный ток, и, вероятно, будет ограничение тока на "несколько" усилителей. Это может быть релиз между диодом и MOSFET, чтобы увидеть, который может самоуничтожиться первым. Если MOSFET умирает первым, реле никогда не срабатывает.
Если диод умирает первым, реле срабатывает, по крайней мере, один раз и, возможно, несколько раз.

Так:

• Проверьте полярность диода.
• Наблюдать за сливом с помощью осциллографа.
• Посмотрите на базу с помощью осциллографа (см. Другой мой ответ).

Спецификация диодов здесь рассчитана на 88 C / W с 1-дюймовыми квадратными контактными площадками, поэтому не требуется слишком большого перегрузки по току для термической смерти.

МОП-транзистор рассчитан на 300 мВт рассеяния и 417 C / W !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!! , Спецификация здесь со всем приводом в процессе создания, он хорош примерно для 1.6A и затем будет падать столько напряжения, сколько вы хотите, чтобы подать его, в то время как диод вряд ли сломает пот при 1.6A с Vf около 1 Вольт, так что если диод в обратном направлении вы получите около P_transistor = VI ~~~ = (24-1) x 1,6 = ~ 30 Вт.
Смерть будет почти мгновенной.

Вам может понадобиться более быстрый диод. В листе данных, который я собираю для этой части, нет списка времени восстановления, что обычно означает, что оно достаточно велико, чтобы никто, кому небезразлично время восстановления, использовал его. Одна партия диодов могла иметь более быстрое время восстановления, другая медленнее, и теперь, когда у вас есть медленная партия, индуктивного удара достаточно, чтобы сломать FET, прежде чем диод сможет восстановиться.