매우 간헐적 인 전력 MOSFET 오류


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나는 매우 드문 모터 고장을 겪고있다 (나는 디자이너가 아니다). 우리는 전력 MOSFET에 의해 스위칭되는 상처 전기자를 가지고 있습니다. 이들은 FET 토템 폴 타입 FET 드라이버에 의해 구동됩니다. 따라서 드라이버가 꺼지면 전력 FET의 게이트가 플로팅됩니다. 그래, 알아 나쁜 디자인 선택. 난 그냥 혼란을 정리하고 있습니다.

모터의 고정자쪽에 마이크로 출력으로 제어되는 트라이 액 및 구동 회로가 있습니다. 모터를 연결하면 부팅이 완료 될 때까지 마이크로 포트가 tristated되므로 드라이브 라인이 플로팅됩니다. 이 포트 라인은 AND 게이트로 들어가 플로팅되므로 게이트를 발사하기에 충분한 진폭의 AC에 약 5 사이클의 AC가 생겨 트라이 악을 발생시킵니다. 이로 인해 고정자에 약 3-5 반주기의 라인이 생기고 소스 임피던스에 따라 최대 100A의 피크가 발생합니다. 예. 또 다른 설계 오류-풀렸어 야합니다.

문제-이것은 자주 발생하지 않으며 전력 MOSFET 고장도 아닙니다. 수백 개의 모터 중 전원 FET가 드레인 및 게이트-소스 간 단락으로 3 개의 장애가 발생했습니다. 질문-제대로 설계되지 않은 전력 MOSFET 회로로 인해이 일련의 전류 스파이크 (전기자에 전압을 유도하고 권선비가 1 : 1 임)가 의심 스러운지 여부를 결정하려고합니다. MOSFET은 전기자 권선에 걸쳐 있습니다. 모터가 고장 나더라도 작동 중에 고장이 나지 않습니다. 플러그를 꽂 자마자 실패하는 것 같습니다. 제 증거는 모두 정황입니다. 지금까지 실패를 강요 할 수 없었습니다. 그러나 플러그인의 엄청난 스파이크, 실패의 희귀 성 및 복제의 어려움은 이것을 지적하는 것 같습니다. 내가 잘못된 길을 가고 있다면 그 이유를 알아야합니다. 이것은 FET를 손상시킬 수있는 것처럼 보이지만

현재 PLC를 사용하여 여러 모터를 주시하고 있습니다. 계획은 실패 할 때까지 순환하고 설계 수정을 적용한 후 다시 실행하는 것입니다. 내가 천재의 플래시를 얻지 않는 한.


EE.SE에 오신 것을 환영합니다. 대체로 이것은 꽤 좋은 첫 번째 질문입니다. 나에게서 +1
Adam Lawrence

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질문에 더하여-복제 할 수없는 결함을 찾고 거기에서 내 머리를 긁는 일부 '나쁜'을 발견하면 근본 원인이 남아 있어도 그 나쁜 점을 해결하기 위해 할 수있는 일을 할 것입니다 피하는. 시간이 지남에 따라 고장률이 개선되는지 확인하고 개선하여 희소 한 코너 케이스 문제를 경험적으로 수정해야하는 경우도 있습니다.
Adam Lawrence

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이것은 단지 추측에 불과하지만 게이트가 플로팅 된 MOSFET이 있고 드레인에 전압 펄스를 적용하면 드레인 간 게이트 커패시턴스로 인해 게이트 간 전압이 트랜지스터의 정격을 초과하여 영구적 인 실패.
Dave Tweed 님이

먼저, 우리는 새로운 회사이며 현장 장애에 매우 민감합니다. 나는 이것이 합리적인 행동 과정이라는 것에 동의합니다-바보를 고치고 수익 데이터를 살펴보십시오. 경영진이 그것을 사면 의문의 여지가 있지만 그만한 가치가 있습니다.
Mike Lipphardt

두 번째로, 게이트에 대한 용량 성 커플 링은 저를 조금 놀라게합니다. ESD 보호 이외의 다른 이유가없는 경우 해당 라인을 풀어야했지만이 장애 모드에서도 보호했을 것입니다. 순환 테스트 프로그램을 시작할 때 그 라인을 따라 생각하고있었습니다. 감사합니다.
Mike Lipphardt

답변:


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FET 게이트는 부유하지 않아야합니다.
그 상태에서는 아무것도 보장 할 수 없습니다.

밀러 커패시턴스는 드레인 과도 상태에서 게이트로 큰 드라이브 신호를 행복하게 결합합니다. Vgsmax 값 이상으로 구동되는 게이트는 종종 게이트 산화물에 충분한 구멍을 뚫고 GDS 간의 하드 단락 조합을 초래할 수 있습니다. 나는 G open으로 DS short, G open으로 D short, GDS all short, 아마도 GD short with S open을 보았지만 100 % 확신 할 수는 없었다.

유도 성 부하가있는 모든 전력 FET의 경우 전압 등급이 Vgs_drive_max보다 높고 VGS_abs_max보다 편안하게 FET에 가깝게 장착 된 GS 제너를 추가합니다. 이것은 몇 분에서 몇 시간이 걸리지 않는 회로를 결코 실패하지 않는 회로로 변환합니다.

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