Panne de MOSFET de puissance très intermittente

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Je travaille sur une panne moteur très inégale (je ne suis pas le concepteur). Nous avons une armature bobinée qui est commutée par des MOSFET de puissance. Ceux-ci sont entraînés par un pilote FET de type mât totémique FET. Par conséquent, lorsque le conducteur est éteint, la grille du FET de puissance flotte. Ouais je sais. Mauvais choix de conception. Je nettoie juste le désordre.

Il y a un circuit triac et variateur contrôlé par une micro sortie côté stator du moteur. Lorsque vous branchez le moteur, la ligne d'entraînement flotte car le micro-port est tristatique jusqu'à la fin du démarrage. Puisque cette ligne de port entre dans une porte ET et flotte, vous vous retrouvez avec environ 5 cycles de courant alternatif d'amplitude suffisante pour déclencher la porte et ceci le triac. Cela met environ 3 à 5 demi-cycles de la ligne sur le stator, avec des pics allant jusqu'à 100 A en fonction de l'impédance de la source. Ouaip. Une autre erreur de conception - elle aurait dû être supprimée.

Problème - cela ne se produit pas souvent, pas plus que la panne du MOSFET d'alimentation. Sur des centaines de moteurs, nous avons eu trois défaillances avec des transistors FET de puissance court-circuités au drain et à la source. Question - J'essaie de décider si cette série de pics de courant (qui induisent une tension sur l'armature - et le rapport de spires est 1: 1) est un suspect probable, étant donné le circuit MOSFET de puissance mal conçu. Les MOSFET sont juste en face de l'enroulement d'induit. Lorsque le moteur tombe en panne, il ne tombe pas en panne pendant le fonctionnement. Il semble échouer dès que vous le branchez. Mes preuves sont circonstancielles - je n'ai jusqu'à présent pas été en mesure de forcer un échec. Mais le pic massif du plugin, la rareté de l'échec et la difficulté de le dupliquer semblent le montrer. Si je me trompe de chemin, j'ai besoin de savoir et de savoir pourquoi. Il semble que cela puisse endommager le FET, mais je '

Pour le moment, j'utilise plusieurs moteurs en utilisant un automate pour les surveiller. Le plan consiste à faire défiler jusqu'à l'échec, à appliquer les corrections de conception et à réexécuter. À moins que je reçoive un éclair de génie.

mosfet motor Mike Lipphardt
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Bienvenue à EE.SE. Dans l'ensemble, c'est une très bonne première question. +1 de moi.
Adam Lawrence
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Suite à la question - si je recherche un défaut que je ne peux pas reproduire, et que j'y trouve une `` méchanceté '' qui me fait me gratter la tête, je ferais ce que je pourrais pour corriger ce mal même si la cause profonde demeure insaisissable. Cela craint, mais parfois, un problème rare de coin-case doit être résolu empiriquement, en apportant des améliorations et en voyant si le taux de défaillance au fil du temps et de la quantité s'améliore.
Adam Lawrence du
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Ceci n'est que de la spéculation, mais si vous avez un MOSFET avec la grille flottante et que vous appliquez une impulsion de tension au drain, la capacité drain-à-grille pourrait faire en sorte que la tension grille-à-source dépasse la valeur nominale du transistor et créer un échec permanent.
Dave Tweed
Pour commencer, nous sommes une nouvelle entreprise hyper sensible aux pannes de terrain. Je suis d'accord que c'est une ligne de conduite sensée - corrigez les bêtises et regardez les données de retour. Il est douteux que la direction achète cela, mais ça vaut le coup.
Mike Lipphardt
Pour un deuxième commentaire, le couplage capacitif à la porte me fait un peu peur aussi. Cette ligne aurait dû être abaissée si pour aucune autre raison que la protection ESD, mais elle aurait également protégé contre ce mode de défaillance. Je pensais dans ce sens lorsque j'ai commencé le programme d'essais cycliques. Je vous remercie.
Mike Lipphardt

Réponses:

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Les portes FET NE DOIVENT PAS flotter.
Rien ne peut être garanti dans cet état.

La capacité de Miller couplera avec plaisir de grands signaux d'entraînement sur la grille à partir des transitoires de drain. Une porte entraînée au-dessus de sa valeur Vgsmax perforera souvent suffisamment l'oxyde de porte et toute combinaison de courts-circuits durs entre GDS peut en résulter. J'ai vu DS court avec G ouvert, GS court avec D ouvert, GDS tout court et peut-être GD court avec S ouvert mais je n'en suis pas sûr à 100%.

Pour tout FET de puissance avec une charge inductive, j'ajoute un GS zener monté aussi près que possible du FET, avec une tension nominale supérieure à Vgs_drive_max et confortablement inférieure à VGS_abs_max. Cela transforme les circuits qui échouent en quelques minutes en heures en circuits qui ne échouent jamais.

Russell McMahon
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