非常间歇性的功率 MOSFET 故障

电器工程 场效应管 发动机
2022-01-14 15:51:23

我正在处理一个非常不稳定的电机故障(我不是设计师)。我们有一个由功率 MOSFET 切换的绕线电枢。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 的栅极处于浮动状态。是的,我知道。糟糕的设计选择。我只是在收拾烂摊子。

有一个可控硅和驱动电路,由电机定子侧的微输出控制。当您插入电机时,驱动线处于浮动状态,因为微型端口处于三态,直到启动完成。由于该端口线进入 AND 门并处于浮动状态,因此您最终会在其上获得大约 5 个 AC 周期,其幅度足以触发门和三端双向可控硅开关。这会将大约 3-5 个半周期的线路放在定子上,峰值高达 100A,具体取决于源阻抗。对。另一个设计错误 - 它应该被拉下来。

问题 - 这不会经常发生,功率 MOSFET 故障也不会发生。在数百个电机中,我们有三个因功率 FET 漏极和栅极到源极短路而发生故障。问题 - 我正在尝试确定这一系列电流尖峰(确实会在电枢上感应电压 - 匝数比为 1:1)是否可能是可疑的,因为功率 MOSFET 电路设计不佳。MOSFET 正好穿过电枢绕组。当电机发生故障时,它在运行过程中不会发生故障。一旦插入,它似乎就失败了。我的证据都是间接的——到目前为止,我一直无法强迫失败。但是插件的巨大峰值,失败的罕见性以及复制它的难度似乎都指向了这一点。如果我走错了路,我需要知道并知道为什么。这似乎可能会损坏 FET,但我

目前我正在循环几个电机,使用 PLC 来监视它们。计划是循环直到失败,应用设计更正并再次运行。除非我得到一闪而过的天才。

1个回答

FET 门不得浮动。
在那种状态下,什么都不能保证。

米勒电容很乐意将大驱动信号从漏极瞬态耦合到栅极。驱动高于其 Vgsmax 值的栅极通常足以刺穿栅极氧化物,并且可能导致 GDS 之间的硬短路的任何组合。我见过 DS 短路,G 开路,GS 短路,D 开路,GDS 全部短路,也许 GD 短路,S 开路,但我不能 100% 确定这一点。

对于任何带有感性负载的功率 FET,我添加了一个 GS 齐纳二极管,安装在尽可能靠近 FET 的位置,其额定电压高于 Vgs_drive_max,低于 VGS_abs_max。这将在几分钟到几小时内失效的电路转变为永不失效的电路。