MOS管燒壞常見(jiàn)的可能性故障分析

2023-05-08 11:24:58 來(lái)源:電路一點(diǎn)通

MOS在控制器電路中的工作狀態(tài):開(kāi)通過(guò)程(由截止到導(dǎo)通的過(guò)渡過(guò)程)、導(dǎo)通狀態(tài)、關(guān)斷過(guò)程(由導(dǎo)通到截止的過(guò)渡過(guò)程)、截止?fàn)顟B(tài)。MOS主要損耗也對(duì)應(yīng)這幾個(gè)狀態(tài),開(kāi)關(guān)損耗(開(kāi)通過(guò)程和關(guān)斷過(guò)程),導(dǎo)通損耗,截止損耗(漏電流引起的,這個(gè)忽略不計(jì)),還有雪崩能量損耗。只要把這些損耗控制在mos承受規(guī)格之內(nèi),mos即會(huì)正常工作,超出承受范圍,即發(fā)生損壞。而開(kāi)關(guān)損耗往往大于導(dǎo)通狀態(tài)損耗,不同mos這個(gè)差距可能很大。

什么原因?qū)е驴刂菩」β薀o(wú)刷直流電機(jī)的MOS管被燒壞呢?若能夠提供詳細(xì)電路圖及各元器件的型號(hào)(比如MOS管型號(hào)等)更好,由于沒(méi)電路圖,下面對(duì)這部分設(shè)計(jì)MOS管燒壞常見(jiàn)的可能性故障進(jìn)行分析,自己核對(duì)一下是否有相應(yīng)的問(wèn)題。


(資料圖片僅供參考)

一般幾種情況:

1. 啟動(dòng)電流過(guò)大,未做任何保護(hù)

2. 上下橋臂直通,瞬間過(guò)電流

3. 死區(qū)時(shí)間過(guò)短,反電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)致反向擊穿

4. 硬件不確定故障,偶發(fā)現(xiàn)象

5. 控制算法是否有誤

6. 死區(qū)保護(hù)可能沒(méi)有做好,導(dǎo)致H橋的上下臂有直通的可能,可以用多通道示波器測(cè)量一下控制PWM信號(hào),是否有上下臂同時(shí)導(dǎo)通可能。

1、電路圖中是否有續(xù)流二極管?

因?yàn)殡姍C(jī)屬于感性負(fù)載,其內(nèi)部具有線圈,當(dāng)MOS管關(guān)斷瞬間,很大的反向電動(dòng)勢(shì),與原電源電壓疊加產(chǎn)生高壓,從而擊穿管子。

增加該二極管是使線圈與二極管能夠形成回路,給反向電動(dòng)勢(shì)續(xù)流,從而保護(hù)MOS管等控制器件,如下圖D1為電機(jī)續(xù)流二極管。

2、MOS管的選型是否合理?

①電機(jī)驅(qū)動(dòng)瞬間電流比穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)電流(額定電流)要大5~8倍左右,因此MOS管的最大漏極電流應(yīng)選擇電機(jī)額定電流10倍以上,比如額定功率為0.5A的電機(jī),MOS管最大漏極電流應(yīng)選擇5A以上,盡量選擇內(nèi)阻小的MOS管,其內(nèi)阻越小越好。

內(nèi)阻小,壓降小,管子功耗小,其發(fā)熱量就小。②MOS管的最大工作電壓是否滿足要求?選取管子的工作電壓應(yīng)比電機(jī)工作電壓大一倍,比如24V的電機(jī),MOS管最大工作電壓應(yīng)選擇48V以上。

3、MOS管的驅(qū)動(dòng)電壓是否符合要求?

雖然MOS管導(dǎo)通驅(qū)動(dòng)電壓3V~10V左右,但是VGS電壓一般6V~10V管子才能達(dá)到飽和。

若只用3.3V電壓驅(qū)動(dòng),雖然MOS管能夠?qū)ǎ莾?nèi)阻較大,并沒(méi)有達(dá)到飽和狀態(tài)。導(dǎo)致管子內(nèi)耗大,發(fā)熱量大而燒壞。如下圖為小功率MOS管2N7002驅(qū)動(dòng)電壓VGS與漏極電流ID曲線圖,可以看出VGS>2V就開(kāi)始有電流,管子導(dǎo)通,但是電壓高達(dá)5.5V左右管子才飽和。

4、MOS管控制端柵極串聯(lián)電阻是否過(guò)大?

雖然MOS管屬于電壓控制型器件,但是該電阻不能省,串聯(lián)該電阻起到隔離保護(hù)作用(如上圖R1)。

若該電阻太大,因?yàn)镸OS管會(huì)有結(jié)電容,管子太大充電速度慢,管子很長(zhǎng)時(shí)間達(dá)不到飽和開(kāi)通狀態(tài),從而過(guò)熱燒毀。該電阻阻值一般10k以內(nèi)即可。

若為正反轉(zhuǎn)控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路,如下圖4個(gè)二極管不能省,這4個(gè)二極管屬于電機(jī)線圈續(xù)流二極管,用于保護(hù)控制電路,若控制管使用的是MOS管,其內(nèi)部一般會(huì)有寄生二極管,不需要外接。

審核編輯:湯梓紅

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