Sehr intermittierender Leistungs-MOSFET-Fehler

Ich arbeite an einem sehr fleckigen Motorschaden (ich bin nicht der Designer). Wir haben einen gewickelten Anker, der durch Leistungs-MOSFETs geschaltet wird. Diese werden von einem FET-Totempfahl-FET-Treiber angesteuert. Wenn der Treiber daher ausgeschaltet ist, schwebt das Gate des Leistungs-FET. Ja ich weiß. Schlechte Designwahl. Ich räume nur das Chaos auf.

Auf der Statorseite des Motors befindet sich eine Triac- und Ansteuerschaltung, die von einem Mikroausgang gesteuert wird. Wenn Sie den Motor anschließen, schwebt die Antriebsleitung, da der Mikroanschluss bis zum Abschluss des Startvorgangs tristiert ist. Da diese Portleitung in ein UND-Gatter geht und schwebt, haben Sie ungefähr 5 Wechselstromzyklen mit ausreichender Amplitude, um das Gatter und dies den Triac abzufeuern. Dies bringt ungefähr 3-5 Halbzyklen der Leitung auf den Stator, mit Spitzen von bis zu 100A abhängig von der Quellenimpedanz. Jep. Ein weiterer Konstruktionsfehler - es sollte heruntergezogen worden sein.

Problem - dies kommt nicht oft vor und der Leistungs-MOSFET fällt auch nicht aus. Von Hunderten von Motoren hatten wir drei Ausfälle mit Leistungs-FETs, die Drain und Gate zur Source kurzgeschlossen haben. Frage - Ich versuche zu entscheiden, ob diese Reihe von Stromspitzen (die eine Spannung am Anker induzieren - und das Windungsverhältnis 1: 1 beträgt) angesichts der schlecht ausgelegten Leistungs-MOSFET-Schaltung ein wahrscheinlicher Verdächtiger ist. Die MOSFETs befinden sich direkt über der Ankerwicklung. Wenn der Motor ausfällt, fällt er während des Laufs nicht aus. Es scheint zu scheitern, sobald Sie es anschließen. Meine Beweise sind alle Indizien - ich war bisher nicht in der Lage, einen Fehler zu erzwingen. Aber die massive Spitze beim Plugin, die Seltenheit des Fehlers und die Schwierigkeit, es zu duplizieren, scheinen darauf hinzudeuten. Wenn ich den falschen Weg gehe, muss ich wissen und wissen warum. Dies scheint den FET zu beschädigen, aber ich '

Im Moment zylle ich mehrere Motoren und benutze eine SPS, um sie im Auge zu behalten. Es ist geplant, bis zum Ausfall zu fahren, Konstruktionskorrekturen vorzunehmen und erneut auszuführen. Es sei denn, ich bekomme einen genialen Blitz.

mosfet motor

— Mike Lipphardt
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Willkommen bei EE.SE. Alles in allem ist dies eine ziemlich gute erste Frage. +1 von mir.

— Adam Lawrence

Weiter zur Frage: Wenn ich nach einem Fehler suche, den ich nicht replizieren kann, und dort eine „Schlechtigkeit“ finde, die mich am Kopf kratzen lässt, würde ich alles tun, um diese Schlechtigkeit zu beheben, selbst wenn die Grundursache bestehen bleibt schwer fassbar. Es ist scheiße, aber manchmal muss ein seltenes Eckproblem empirisch behoben werden, indem Verbesserungen vorgenommen werden und festgestellt wird, ob sich die Ausfallrate im Laufe der Zeit und in der Menge verbessert.

— Adam Lawrence

Dies ist nur eine Spekulation. Wenn Sie jedoch einen MOSFET mit schwebendem Gate haben und einen Spannungsimpuls an den Drain anlegen, kann die Drain-Gate-Kapazität dazu führen, dass die Gate-Source-Spannung die Nennleistung des Transistors überschreitet und a erzeugt dauerhafter Ausfall.

— Dave Tweed

Zum ersten Kommentar: Wir sind ein neues Unternehmen und überempfindlich gegenüber Feldausfällen. Ich bin damit einverstanden, dass dies eine vernünftige Vorgehensweise ist - beheben Sie die Fehler und sehen Sie sich die Rückgabedaten an. Es ist fraglich, ob das Management das kaufen wird, aber es ist einen Versuch wert.

— Mike Lipphardt

Zum zweiten Kommentar: Die kapazitive Kopplung an das Gate macht mich auch ein bisschen fertig. Diese Leitung hätte aus keinem anderen Grund als dem ESD-Schutz heruntergezogen werden müssen, aber sie hätte auch vor diesem Fehlermodus geschützt. Ich habe in diese Richtung gedacht, als ich das zyklische Testprogramm gestartet habe. Danke.

— Mike Lipphardt

FET-Gatter dürfen NICHT schweben.
In diesem Zustand kann nichts garantiert werden.

Die Miller-Kapazität koppelt glücklich große Ansteuersignale von Drain-Transienten an das Gate. Ein Gate, das über seinen Vgsmax-Wert hinausgetrieben wird, durchstößt häufig genug das Gateoxid, und es kann jede Kombination von harten Kurzschlüssen zwischen GDS resultieren. Ich habe DS Short mit G Open, GS Short mit D Open, GDS Short und GD Short mit S Open gesehen, aber da wäre ich mir nicht 100% sicher.

Für JEDEN Leistungs-FET mit induktiver Last füge ich einen GS-Zener hinzu, der so nahe wie möglich am FET montiert ist und eine Nennspannung über Vgs_drive_max und bequem unter VGS_abs_max aufweist. Dadurch werden Schaltkreise, die in Minuten bis Stunden ausfallen, in Schaltkreise umgewandelt, die niemals ausfallen.

— Russell McMahon
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