Il doppio MOSFET a canale N / P muore con fumo

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Ho costruito il seguente circuito MOSFET doppio push-pull N-MOS e P-MOS. Il suo scopo è controllare alcuni LED esterni da un microprocessore da 3,3 V.

Tuttavia, sembra esserci un problema, in cui il doppio chip MOSFET “SI4554DY-T1-GE3 Dual N / P-Channel” muore per un orribile fumo fumoso, quando 12V è collegato come mostrato nello schema seguente.

Il fumo appare anche quando nessun carico è collegato e i MOSFET non sono commutati (inattivo).

Per quanto posso vedere nella scheda tecnica , nessuno dei limiti (V [GS] <20 V, V [DS] <40 V) viene superato.

Potete aiutarmi a identificare il problema? Grazie!

schematico

^{simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab}

— Johis
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Qual è la tensione del gate quando si collega 12V? Probabilmente entrambi i mosfet si stanno dirigendo, mettendosi in corto circuito. Inoltre, perché stai usando push-pull per questo? L'N-mosfet non sta facendo nulla di utile nel guidare i tuoi LED ...

— marcelm

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Quando si applica l'alimentazione, ci si affida a R2 per caricare le porte dei due MOSFET. Quanto tempo ci vuole e quanta corrente li attraversa in quel momento?

— Dave Tweed,

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Sei in grado di aggiungere un interruttore tra 12 V e dove alimenta M1? In questo modo, è possibile attivare l'alimentazione a 12 V e lasciarla stabilizzare e il gate drive si stabilizza prima di alimentare il circuito push-pull. Ciò escluderebbe o rallenterebbe il lento aumento del PSU che conduceva entrambi i dispositivi contemporaneamente. Vorrei anche provare a ridurre il 47 K pull-up a 4K7 per un tempo di salita molto più nitido mentre carica le porte, anche se penso che sia meno probabile la causa.

— TonyM,

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Probabilmente ha qualcosa a che fare con il 222A che ci soffia dentro quando sono entrambi

— accesi

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La parte effettivamente installata sulla scheda è 51K. Perché le persone insistono nel mostrarci schemi che non riflettono la realtà della loro situazione? Anche i designatori di riferimento hanno torto.

— Dave Tweed,

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La tua configurazione Push-Pull è invertita. Il MOSFET a canale N dovrebbe essere collegato alla guida + ve e il MOSFET a canale P dovrebbe essere collegato alla guida -ve. Il tuo circuito esplode perché entrambi i MOSFET si accenderanno per un certo periodo di tempo quando l'ingresso passa da basso ad alto o da alto a basso. Questo causerà un corto circuito e otterrai il fumo magico!

Si prega di consultare il link di riferimento di seguito:

http://www.talkingelectronics.com/projects/MOSFET/MOSFET.html

— vivekkholia
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Sono certo che il design dovrebbe essere corretto. Ho usato quel disegno push-pull più volte. La differenza ora è che sto usando un componente con doppio MOSFET, rispetto all'utilizzo di singoli MOSFET in passato. Alla ricerca del driver mosfet half bridge, entrambi i design sembrano essere popolari.

— Johis,

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@Johis c'è una differenza significativa nei tempi di commutazione dei mosfet. Anche se puoi garantire che i segnali di gate arrivino contemporaneamente, ci sarà un tempo "entrambi acceso". Ti suggerisco di guidare le porte separatamente o aggiungere un po 'di induttanza nella linea di alimentazione con un diodo fly-back per tagliare i picchi.

— Trevor_G

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@Johis, mi sento stupido perché l'ho visto prima, quando ho controllato che le tue fonti FET fossero collegate correttamente sul tuo PCB. Ma il tuo schema funzionerebbe ... se i tuoi cancelli avessero tempi di salita e di discesa molto rapidi. Per evitare i problemi di questo, è molto meglio e altrettanto facile usare lo schema opposto, mostrato dai collegamenti di vivekkholia. Ciò garantisce che entrambi i FET siano disattivati mentre la tensione dei gate passa attraverso la "zona morta" tra molto alta e molto bassa. Mi è stato mostrato questo su un motore alcuni decenni fa, avrei dovuto individuarlo.

— TonyM,

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@Johis se devi usare la stessa configurazione che stai usando, quindi considera di guidare i MOSFET singolarmente. Concedi un tempo morto per assicurarsi che non stiano conducendo allo stesso tempo.

— vivekkholia,

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@WhatRoughBeast Non era semplicemente sbagliato . Probabilmente era irrilevante per la domanda posta. Ho anche detto alcune cose extra prima di pubblicarle. Rimosso però.

— vivekkholia,

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I circuiti push pull di quel design sono noti per la fusione a causa dell'accensione involontaria di entrambi i mosfet contemporaneamente.

Ovviamente, ciò può accadere durante la commutazione, ma può anche accadere quando l'alimentazione viene applicata al circuito. L'impulso attuale è normalmente molto breve, tuttavia, più piccoli sono i dispositivi mosfet, più è probabile che si verifichi un guasto su uno o entrambi.

Pertanto, quando si utilizzano driver push-pull rail-rail come questo, è necessario fornire una protezione per garantire che la corrente non possa raggiungere il ponte.

Di seguito è riportato un esempio che utilizza un induttore in linea come strozzatore attuale.

schematico

^{simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab}

L1 e D1 nello schema sopra dovrebbero essere dimensionati per limitare il tempo di salita della corrente in modo significativamente inferiore al tempo di commutazione dei mosfet.

Il resistore R2 dovrebbe essere incluso per forzare il circuito in uno stato particolare mentre la logica che lo sta guidando si sta accendendo. Ciò è particolarmente vero se il segnale proviene da un micro inizialmente configurato come pin ad alta impedenza. Se questo resistore viene portato a terra della logica 1 dipenderà dallo stato in cui si desidera avviare l'uscita.

C1 ha lo scopo di provare a proteggere i mosfet da eventuali picchi di tensione di avvio sull'alimentatore.

Anche R1 non dovrebbe essere sovradimensionato. Deve scaricare la capacità di M1 e caricare M2 abbastanza rapidamente quando il transistor si spegne.

In definitiva, con questo tipo di driver, si preferisce utilizzare segnali di controllo separati con un tempo di inattività incorporato in cui entrambi gli interruttori vengono disattivati prima di accenderne uno. Oltre a offrirti una maggiore protezione per il tuo driver, aggiunge anche la funzionalità di poter disconnettere completamente l'output.

— Trevor_G
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Quando dici "test senza segnale di azionamento", vuoi dire che "nessun azionamento" è terra a bassa resistenza o O / C.

Se Vin è sempre alto o basso, viene definito lo stato Q1.
Ma O / C Vin consente a Q1 di accendersi parzialmente, il che può essere disastroso.
Indipendentemente da ciò, un resistore di valore elevato dalla base Q1 a terra è in ordine - diciamo 10K.

Diverse persone hanno menzionato la sparatoria attraverso M1 e M2 e sono stati proposti diversi schemi. POSSIBILMENTE utile è uno zener da Q1 C a ciascun gate FET e un resistore per FET che spegne ogni FET da Gate a sorgente.
2 x dicono che gli zener 6V8 su un'alimentazione a 12V significano che c'è un crossover minimo.

Nel diagramma seguente, supponiamo che V + sia 12V e FET Vgsth sia 2V in ciascun caso.
FET inferiore Vc richiesto per essere a 2 V + 6 V 8 = 8,8 V o superiore per l'accensione.
La FET superiore richiede che Vc sia a 12V - 8,8 V = 3,2 V o inferiore per accendersi.

Per Vin <6,8 V. FET inferiore è completamente spento.
Per Vin> 12 - 6,8 V = 5,2 V FET superiore è completamente spento.
Questa significativa protezione della banda morta PUO 'aiutare a prevenire gli spari.

schematico

^{simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab}

— Russell McMahon
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Metterò alla prova il tuo suggerimento e tornerò da te. Il test di cui sopra era con un circuito aperto alla base (dal momento che ho ipotizzato che la perdita non sarebbe sufficiente per accendere NPN BJT).

— Johis,

@Johis Prima di provare zeners ecc., Basta aggiungere il pull down della base. La corrente di dispersione viene moltiplicata per Beta (almeno) e può verificarsi un aumento della corrente del collettore "non appena inizia". | Questa è sicuramente la fonte di problemi in alcuni casi. Se è così qui è TBD. | NB - MAI dare a Murphy una pausa uniforme - è abbastanza capace di creare problemi anche quando fai le cose correttamente :-).

— Russell McMahon,

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12V e non c'è limite di corrente. Assumi un'incidenza in cui entrambi conducono per qualsiasi motivo e conducono al fallimento. Collocare a terra un resistore di limite di corrente o un resistore di alimentazione e un resistore per il bilanciamento della tensione di uscita entro la tolleranza di corrente del dispositivo o dei dispositivi.

Presto intendo sperimentare FET dual gate (MOS) e questo articolo ha fornito ispirazione! Grazie :-)

— Tom Miller
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