Mosfet-Fahrer fährt kein Mosfet

Ich habe folgende Schaltung:

Der MOSFET-Treiber MCP1402 sollte den N-Kanal-MOSFET BUK7Y13 mit 12 V ansteuern , aber ich sehe ein viel schwächeres Signal, das um 0,7 V schwingt und verhindert, dass das Gate den MOSFET einschaltet.

• Die treibende Last besteht aus nur 3 LEDs und einem Widerstand in Reihe, wie hier beschrieben . Ich habe sowohl einen vollständigen Streifen als auch einen kurzen Abschnitt mit nur 3 LEDs ausprobiert.
• Ich habe versucht, einen zusätzlichen polarisierten 4,7-uF-Kondensator zwischen 12 V und GND hinzuzufügen, ohne Wirkung.
• Ich habe drei dieser Schaltkreise und sie weisen alle die gleichen Symptome auf, es handelt sich also nicht um fehlerhafte Komponenten.
• Selbst ohne Last (ohne LEDs) fühlt sich der MCP1402 heiß an, aber ich denke nicht, dass er annähernd die maximale Temperatur erreicht.
• Ich hatte zuvor die gleiche Schaltung ausprobiert, jedoch mit einem FAN3229-Treiber und ohne R2, aber ähnliche Ergebnisse erzielt.

Der FET hat eine Gate-Ladung von 5 nC und der Treiber kann 500 mA ausgeben - das scheint mir in Ordnung zu sein, aber die Schaltung funktioniert nicht und ich bin ratlos. Ich nehme an, dass ich etwas über die Verwendung eines MOSFET-Treibers nicht verstanden habe, aber ich kann nicht sehen, was.

Bearbeiten :

Hier ist ein Auszug aus dem Layout - rechts von der rechten blauen Linie befindet sich eine Ebene, die in beiden Diagrammen "SG" ist und mit der unteren Seite der LEDs verbunden ist. Und das Flugzeug links von der linken blauen Linie ist GND. Die anderen beiden Verbindungen, PWM zur Steuerung und die Verbindung zum Treiber, sind klar.

Wie Sie sehen können, ist Pin 4 das Gate, Pin 1-3 sind die Source für GND und die Lasche / Basis ist der Drain für SG.

"Ohne Last" bedeutet, dass keine LEDs von der Schaltung angesteuert werden, und ja, ich habe mit einem Oszilloskop bestätigt, dass eine schöne 5-V-Rechteckwelle von meiner MCU eingeht, sodass das Signal korrekt ist. Ich sollte auch hinzufügen, dass ich gelegentlich ein sehr, sehr schwaches Flackern von den LEDs sehe, wie ich es erwarten würde, wenn das Gate teilweise eingeschaltet ist.

Bearbeiten 2:

Nachdem ich das Offensichtliche ausgeschlossen habe, ist hier die vollständige Schaltung und das Layout, die ich aus Gründen der Klarheit zuvor nicht veröffentlicht habe.

Die Polygone SG1, SG2 und SG3 sind rechts oben rot (oben) / blau (unten) und mit vielen (thermischen) Durchkontaktierungen verbunden. Das 12-V-Polygon ist auf der unteren Hälfte der Platine blau (unten), auf der oberen Hälfte blau (unten) und auf der meisten Platine rot (oben). Die Stromversorgung ist eine große Desktop-Versorgung und die MCU funktioniert wie bei 5 V programmiert, LED1 funktioniert, PWM für Treiber funktioniert, es ist nur ein Signal von den Treibern. Alle Komponenten wurden kürzlich von Farnell gekauft.

Was mit Ihrer Schaltung nicht stimmt, ist aus Sicht der Anschaffung einer Arbeitseinheit irrelevant.

In diesem Fall ist kein MOSFET-Treiber erforderlich. Verwenden Sie den IRLML2502-MOSFET und treiben Sie sein Gate direkt vom digitalen Ausgang des Mikrocontrollers an. Überprüfen Sie das IRLML2502-Datenblatt und Sie werden sehen, dass es einen maximalen garantierten Widerstand von nur 45 mΩ mit 4,5 V am Gate hat. Sie benötigen auch keinen Widerstand in Reihe mit dem Gate:

Ja, so einfach ist das wirklich.

Meine Vermutung ist, dass Sie möglicherweise die Pinbelegung des MOSFET falsch interpretiert haben. Anstatt das Gate anzuschließen, treiben Sie die Source mit einem Gate-Treiber an, während der Drain mit Masse verbunden ist. Die 0,7 V, die Sie sehen, sind der Vorwärtsabfall über der Körperdiode des MOSFET.

In der vierten Kugel im OP sagen Sie " ohne Last [...] ". Meinen Sie damit: (a) die LEDs sind nicht angeschlossen oder (b) das MOSFET-Gate ist vom Gate-Treiber getrennt?

Wenn Sie dies noch nicht getan haben, sollten Sie ein Experiment durchführen, bei dem Sie das Gate trennen und den Leerlaufausgang des Gate-Treibers beobachten.

Teilen Sie das Problem immer in kleinere Teile. Sie müssen herausfinden, ob Sie ein Treiberproblem oder ein MOSFET-Problem haben.

Entfernen Sie zum Debuggen des Treibers den MOSFET von Ihrer Leiterplatte und schließen Sie einen kleinen Kondensator zwischen dem MOSFET-Gate und den Source-Verbindungen an. Ihr MOSFET hat von ungefähr 1 nF, verwenden Sie also eine Kappe nahe diesem Wert. Der Fahrer sollte diesen Kondensator leicht auf und ab schwenken können.$C_{iss}$

Wenn der Treiber den Kondensator nicht richtig ansteuern kann, liegt ein Treiberproblem vor (beschädigtes Teil, fehlerhafte Verbindung des Layouts usw.), und Sie können Ihre Fehlerbehebung dort konzentrieren.

Wenn der Kondensator ordnungsgemäß angesteuert werden kann, ist entweder Ihr MOSFET beschädigt oder falsch angeschlossen (wie andere hier spekuliert haben).

Wenn Sie sich Ihre Leiterplatte ansehen, ist es offensichtlich, dass Sie die Rolle von C5 / C6 nicht verstehen und welche Einschränkungen diese Rolle für die Art und Weise darstellt, wie Sie ihre Spuren ausführen. Es scheint, dass Sie glauben, dass die GND-Verbindung dieser Kondensatoren und der GND-Pin des MOSFET-Treibers eine lange lange Spur zwischen ihnen haben kann. Nun, das ist nicht der Fall. Sie müssen so nah wie möglich sein. Wie 1 oder 2mm. Überprüfen Sie die türkisfarbene Spur.

Gleiches gilt auch für die anderen Fahrer.

Die zweite Erdungsverbindung fehlt in Ihrem Schaltplan. Haben Sie Pin 4 mit der Erdung verbunden?

Hier ist, was das Datenblatt sagt

Sie haben oben erwähnt, dass Sie ein 0,7-V-Durchschnittssignal vom Treiber sehen, wenn der FET entfernt ist? "Es sieht aus wie eine saubere Rechteckwelle, die zwischen etwa 0,5 V und 1 V schwingt."

Die Mosfet VGS (Ein) -Schwelle wird mit 3 V angegeben. Der Ausgangspin des Treibers sollte sich der Schienenspannung von 0,25 V (Datenblatt) nähern, sodass Vo (h) von Pin 5 etwa 11,75 V betragen sollte. Wenn Sie tatsächlich eine Rechteckwelle mit 50% Einschaltdauer von 1 kHz einspeisen, sollte die durchschnittliche Spannung bei etwa 5,5 V abgelesen werden. Zeigt das Oszilloskop an, dass das Signal VGS erreicht (ein)?

Ich bin auf die Situation gestoßen, in der ein ganzer Board-Lauf ICs beschädigt hat. Li-Ion-Kraftstoffanzeigen wurden während des Reflow-Vorgangs zu Chips gebraten, und der Schaden konnte mit bloßem Auge nicht gesehen werden. Keiner von ihnen arbeitete im Prototyp-Batch und ich kratzte mir unendlich am Kopf. Keine Designänderungen und der zweite Lauf funktionierte perfekt. Haben Sie versucht, die Treiber-ICs auszutauschen? Wenn sie das 0-11.75V-Laufwerk nicht bereitstellen, können sie verdächtig sein, da das Layout und das Design gut zu sein scheinen.

Hier ist mein Vorschlag:

• Entfernen Sie R2 und Q1 und ersetzen Sie DR1 durch einen neuen IC. Heben Sie jedoch Pin 5 an, damit er die Spur auf der Platine nicht berührt.
• Prüfen Sie den angehobenen Stift und prüfen Sie, ob er den richtigen Signalhub (0 bis 12 V) aufweist.
• Wenn dies der Fall ist, löten Sie den Stift nach unten und überprüfen Sie ihn erneut. (Wenn dies nicht der Fall ist, stimmt etwas mit dem Treiber-IC nicht).
• Wenn der Schwung nach dem Löten von Stift 5 noch in Ordnung ist, setzen Sie den R2-Widerstand ein. (Wenn der Schwung zu diesem Zeitpunkt nicht in Ordnung ist, hat die Spur von Pin 5 zu R2 einen Widerstandskurzschluss zu einem Punkt, an dem Sie Ohm heraus müssen.)
• Wenn nach dem Einfügen von R2 der Swing in Ordnung ist, stimmt wahrscheinlich etwas mit dem MOSFET nicht, obwohl Sie dies anscheinend bereits ausgeschlossen haben. Wenn der Swing nicht in Ordnung ist, liegt ein Kurzschluss mit der Spur von R2 zum MOSFET vor, und Sie müssen dies mit benachbarten Spuren ohm.

Die Tatsache, dass es selbst bei entferntem MOSFET von 0,5 V auf 1,0 V zu gehen scheint, impliziert, dass es zu einem Knoten mit einer Spannung von etwas über 0,5 V kurzgeschlossen werden kann. Es könnte auch bedeuten, dass etwas im Umfang falsch interpretiert wird. Mein Vorschlag zu diesem Zweck ist, dieses Debugging mit dem IN-Pin durchzuführen, der niedrig gedrückt wird, und dann mit dem Pin, der hoch gedrückt wird, indem entweder die PWM3-Spur abgeschnitten oder Pin 3 angehoben und ein Draht daran gelötet wird.