功率MOSFET间歇性故障


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我正在研究非常零散的电机故障(我不是设计师)。我们有一个绕线电枢,它由功率MOSFET切换。这些由FET图腾柱型FET驱动器驱动。因此,当驱动器关闭时,功率FET的栅极将浮置。是的,我知道。错误的设计选择。我只是清理烂摊子。

在电机的定子侧有一个由微型输出控制的双向可控硅和驱动电路。插入电动机后,由于微端口处于三态,直到启动完成,驱动线才浮空。由于此端口线进入与门并处于浮动状态,因此最终会在其上获得大约5个AC周期的交流信号,其幅度足以触发门极和双向可控硅。这将在定子上放置大约3-5个线路的半个周期,根据电源阻抗的不同,峰值最高可达100A。对。另一个设计错误-应该将其拉低。

问题-这种情况很少发生,功率MOSFET也不会发生故障。在数百个电机中,我们遇到了三个故障,即功率FET的漏极和栅极至源极短路。问题-考虑到功率MOSFET电路的设计欠佳,我可能要确定是否可能怀疑这一系列电流尖峰(确实会在电枢上感应出电压-匝数比为1:1)。MOSFET正对着电枢绕组。电动机发生故障时,在运行期间不会发生故障。只要插入电源,它似乎就会失败。我的证据全是旁白的-到目前为止,我一直无法强迫失败。但是插件的大量尖峰,失败的稀有性以及复制它的困难似乎都表明了这一点。如果我走错了路,我需要知道并知道原因。这似乎可能会损坏FET,但我

目前,我正在使用PLC监视几个电动机,以使其循环运转。该计划是循环直到失败,应用设计更正并再次运行。除非我有天才的闪光。


欢迎来到EE.SE。总而言之,这是一个相当不错的第一个问题。向我+1。
亚当·劳伦斯

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进一步提出问题-如果我正在寻找无法复制的错误,并且在其中发现一些“坏处”,这使我挠头,即使根源仍然存在,我也将尽我所能来修复该坏处难以捉摸。它糟透了,但有时必须通过改进并查看故障率随时间和数量的提高是否改善,凭经验修复罕见的极端情况。
亚当·劳伦斯

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这只是推测,但是如果您的MOSFET的栅极处于浮动状态,并且向漏极施加电压脉冲,则漏极至栅极的电容可能会导致栅极至源极的电压超过晶体管的额定值,并产生一个永久性失败。
Dave Tweed 2014年

首先,我们是一家新公司,对现场故障非常敏感。我同意这是明智的做法-修复问题并查看退货数据。管理层是否会购买它值得怀疑,但值得一试。
Mike Lipphardt 2014年

再说一遍,与门的电容耦合也让我有些吃惊。如果除ESD保护外没有其他原因,应将该线拉低,但也可以防止这种故障。当我启动循环测试程序时,我正在沿着这些思路思考。谢谢。
Mike Lipphardt 2014年

Answers:


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FET栅极不得浮空。
在那种状态下无法保证任何事情。

Miller电容会愉快地将大的驱动信号从漏极瞬态耦合到栅极。驱动高于其Vgsmax值的栅极通常会足够刺穿栅极氧化物,并且可能导致GDS之间的硬短路的任何组合。我见过DS空头道理,G空头道理,GS空头道理,D空头道理,以及G空头道理,空头道理S开盘,但我不确定100%如此。

对于具有电感性负载的任何功率FET,我都添加一个GS齐纳二极管,该齐纳二极管应尽可能靠近FET安装,其额定电压应高于Vgs_drive_max,并且应低于VGS_abs_max。这会将几分钟至几小时内发生故障的电路转换为永不故障的电路。

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