Guasto MOSFET di potenza molto intermittente

Sto lavorando a un guasto al motore molto macchiato (non sono il progettista). Abbiamo un'armatura avvolta che viene commutata dai MOSFET di potenza. Questi sono guidati da un driver FET tipo FEM totem pole. Pertanto, quando il conducente è spento, il gate del FET di potenza è mobile. Si lo so. Cattiva scelta di design. Sto solo ripulendo il casino.

C'è un triac e un circuito di comando controllato da una micro uscita sul lato statore del motore. Quando si collega il motore, la linea di trasmissione fluttua poiché la micro porta viene tristata fino al completamento dell'avvio. Poiché questa linea di porta sta entrando in un gate AND e galleggia, si finisce con circa 5 cicli di CA su di esso di ampiezza sufficiente per sparare il gate e questo il triac. Ciò pone circa 3-5 semicicli della linea sullo statore, con picchi fino a 100A a seconda dell'impedenza della sorgente. Sì. Un altro errore di progettazione: avrebbe dovuto essere rimosso.

Problema: ciò non accade spesso, né il guasto del MOSFET di alimentazione. Su centinaia di motori, abbiamo avuto tre guasti con FET di potenza in cortocircuito drain e gate to source. Domanda - Sto cercando di decidere se questa serie di picchi di corrente (che inducono tensione sull'armatura - e il rapporto di giri è 1: 1) è probabilmente un sospetto, dato il circuito MOSFET di potenza progettato male. I MOSFET sono proprio attraverso l'avvolgimento dell'indotto. Quando il motore si guasta, non si guasta durante il funzionamento. Sembra fallire non appena lo si collega. Le mie prove sono tutte circostanziali - finora non sono stato in grado di forzare un fallimento. Ma l'enorme picco del plugin, la rarità dell'errore e la difficoltà di duplicarlo sembrano indicare questo. Se sto percorrendo la strada sbagliata, devo sapere e sapere perché. Sembra che possa danneggiare la FET, ma io '

Al momento sto mettendo in moto diversi motori, usando un PLC per tenerli d'occhio. Il piano è di eseguire il ciclo fino al fallimento, applicare le correzioni del progetto ed eseguire nuovamente. A meno che non riceva un lampo di genio.

mosfet motor

— Mike Lipphardt
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Benvenuti in EE.SE. Tutto sommato, questa è una prima domanda piuttosto buona. +1 da me.

— Adam Lawrence,

Oltre alla domanda: se sto cercando un difetto che non riesco a replicare, e trovo un po 'di "cattiveria" che mi fa grattare la testa, farei tutto il possibile per risolvere quel male anche se la causa principale rimane sfuggente. Fa schifo, ma a volte è necessario risolvere empiricamente un raro problema di casi angolari, apportando miglioramenti e vedendo se il tasso di fallimento nel tempo e la quantità migliora.

— Adam Lawrence,

Questa è solo una speculazione, ma se si dispone di un MOSFET con gate flottante e si applica un impulso di tensione allo drain, la capacità drain-to-gate potrebbe far sì che la tensione gate-source superi il valore nominale del transistor e creare un fallimento permanente.

— Dave Tweed,

Per prima cosa: siamo una nuova società e iper sensibili ai guasti sul campo. Concordo sul fatto che si tratta di un modo di agire sensato: risolvere i problemi e guardare i dati sui resi. È discutibile se la direzione lo comprerà, ma vale la pena provare.

— Mike Lipphardt,

Per un secondo commento, anche l'accoppiamento capacitivo con il gate mi fa impazzire un po '. Quella linea avrebbe dovuto essere abbattuta se non altro per la protezione ESD, ma avrebbe protetto anche da questa modalità di guasto. Stavo pensando in questo senso quando ho iniziato il programma di test ciclico. Grazie.

— Mike Lipphardt,

I cancelli FET NON DEVONO galleggiare.
Nulla può essere garantito in quello stato.

La capacità di Miller accoppierà felicemente segnali di comando di grandi dimensioni sul gate dai transienti di drenaggio. Un gate guidato al di sopra del suo valore Vgsmax spesso fora abbastanza l'ossido di gate e può risultare una qualsiasi combinazione di corti duri tra GDS. Ho visto DS corto con G aperto, GS corto con D aperto, GDS tutto corto e forse GD corto con S aperto, ma non ne sarei sicuro al 100%.

Per QUALSIASI FET di potenza con un carico induttivo aggiungo uno zener GS montato il più vicino possibile al FET, con una tensione nominale superiore a Vgs_drive_max e comodamente inferiore a VGS_abs_max. Questo trasforma i circuiti che falliscono in pochi minuti o ore in circuiti che non falliscono mai.

— Russell McMahon
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