[电子元器件] 功率MOS管损坏原因分析

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楼主: 冰封小肥牛
| 2018-1-8 11:23 | 显示全部楼层
MOS管关断前GS间电容需通过R67放电,R67太大放电时间长导致MOS管关闭缓慢,开启时间长,功率大,发热大。加足够的散热片或减小R67。

@redleaves  开启时间不是很快的吗?
| 2018-1-8 11:27 | 显示全部楼层
冰封小肥牛 发表于 2018-1-7 20:06
中间串联负载仪了;抱歉帖子里没说清楚

NMOS损坏,无非:
1、过压击穿,如果负载上的导线比较长,有较大的电感成分,或者负载就是感性的,关断瞬间容易过压击穿,建议漏极和电源之间,就近加一个续流二极管。
2、持续过热烧坏,这个不说了,摸摸是否发热。
3、瞬间过流,由于你有负载电阻限流,这个也不太可能,除非负载有容性。
4、瞬间过热烧坏,假设开关速度比较慢,可能会导致的。管子的功耗,是电压和电流的乘积,饱和导通时,虽然电流最大,但是导通电压最低,功耗是很低的。反而中间过程,功耗很大。比如导通电流一半,电压也是一半,功耗是3A*35V=105W,这个时候就可能瞬间过热。具体还得看时间长短。所以,电阻太大,开关速度太低,容易烧管子。
 楼主 | 2018-1-8 11:41 | 显示全部楼层
zhhsky 发表于 2018-1-8 09:00
您这样是限制了MOS管的输出电流,VGS已对ID控制失效了,所以不会烧管。

放电电流到6A就会损坏MOS管
 楼主 | 2018-1-8 11:43 | 显示全部楼层
gx_huang 发表于 2018-1-8 11:27
NMOS损坏,无非:
1、过压击穿,如果负载上的导线比较长,有较大的电感成分,或者负载就是感性的,关断瞬 ...

在R67为1M,MOS管损坏摸了下很热;换成100K就不会出现这样的情况,而且MOS管温度正常
| 2018-1-8 12:05 | 显示全部楼层
冰封小肥牛 发表于 2018-1-8 11:43
在R67为1M,MOS管损坏摸了下很热;换成100K就不会出现这样的情况,而且MOS管温度正常 ...

1M会损坏,100K不会,也不建议就用100K,最好再减少一些,留一些余量。
如果是PWM控制,还得改驱动电路,加三极管跟随输出,加快开关速度。
| 2018-1-8 12:10 | 显示全部楼层
这个管子,单脉冲能量超过0.495J,就可能烧坏。这是瞬间过热的阀值。
| 2018-1-8 13:19 | 显示全部楼层
已脱离开关过程  ?进入了线性区 功耗超载?
| 2018-1-8 13:40 | 显示全部楼层
是关断时损坏,还是开启时损坏,还是脉冲式工作时损坏?如果是1,3情况时损环,关断时的钭率不够大,引发开关损耗,第二种是驱动不够大,导致VDS不够小。导通损耗加大。
| 2018-1-8 13:46 | 显示全部楼层
还是换个驱动方式为佳。PP驱动。
| 2018-1-8 14:20 | 显示全部楼层
通过负载仪限流到6A?
可以测试一下是在哪个过程中烧毁的,打开还是关断V4。
我觉得应该是关断,
先让EH为高,此时V4的电压约15V,
再让EH为低,由于R67为1M,之前Cgs上冲的15V电压通过1M缓慢放电,注意Cgd上的电容也在放电
存在某个时刻(Vgs到达一定值时)V4开始关闭,V4的漏极电压从0V开始抬高到最终关闭为70V。
关闭时间内,通过1M欧的电阻放电的电流基本全部流过Cgd,Cgs电压不放电,放电时间
t=Cgd*△V/Igate
此时V4上的电流I=(70V-Vds)/R负载仪
可以估算整个时间内V4的功率,显然随着负载仪的电流越大,瞬时功率也就越大。
功率乘以热阻就是温升,超过结温就烧毁,当然还要计算热容,对照MOSFET的SOA。热阻和热容与MOSFET的封装,铺铜,散热器等都有关,不好模拟。
但是可以假想一下,有一段关闭时间,Vds电压是10V,此时电流Ids=5A,如果关闭时间很慢,50W的持续时间越长,MOSFET就越容易挂掉。
所以要么减小Ids的最大值,要么减小t。
采取减小t的方法按照公式,可以加大gate脚的放电电流Ig,也就是减小Rg,还有减小V等等。


| 2018-1-8 14:40 | 显示全部楼层
本帖最后由 whtwhtw 于 2018-1-8 14:44 编辑

Vgs是可以承受+-20v电压的,过压损坏的说法不靠谱。


很有可能是过热损坏,机理是1M的栅极泻放电阻与栅极电容(8115pf)构成的电荷泻放回路时间常数较大,由15v下降到3.3v持续12ms,期间由于Vgs下降,Rds增加,是有可能烧坏mos管的。
这个电阻10k级别以下的比较靠谱


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 楼主 | 2018-1-8 16:08 | 显示全部楼层
whtwhtw 发表于 2018-1-8 14:40
Vgs是可以承受+-20v电压的,过压损坏的说法不靠谱。

专业,学习到了
| 2018-1-8 16:21 | 显示全部楼层
MOS管关断前GS间电容需通过R67放电,R67太大放电时间长导致MOS管关闭缓慢,开启时间长,功率大,发热大。加足够的散热片或减小R67。
这个是正解
| 2018-1-8 16:37 | 显示全部楼层
栅极输入电容Ciss典型值为8115pf,也就是68%比例的mos管输入电容在8115pf及以下,另外的都大于8115pf;该数据手册没标注最大值,也许离散性还是很大的,超过1nf不是没可能
| 2018-1-11 19:29 | 显示全部楼层
本帖最后由 viseng 于 2018-1-11 20:25 编辑
冰封小肥牛 发表于 2018-1-8 08:31
看规格书应该是110A


用手机看,没看到下一页,报歉
| 2018-1-11 19:32 | 显示全部楼层
本帖最后由 viseng 于 2018-1-11 20:26 编辑

顶帖
| 2018-1-12 12:01 | 显示全部楼层
从gs结电容的存在,与结电容充电时间,及mos管耗散功率角度去考虑。tips:开与关状态 MOS管 有电流无电压,有电压无电流。
| 2018-1-12 12:50 | 显示全部楼层
你可以测下100K与100M下  Nmos的门极电压 ? 估计是1M电阻太大,导致nmos 栅极驱动能力不够,nmos没有完全工作在开关模式
| 2018-1-14 18:00 | 显示全部楼层
whtwhtw 发表于 2018-1-8 14:40
Vgs是可以承受+-20v电压的,过压损坏的说法不靠谱。

机理是1M的栅极泻放电阻与栅极电容(8115pf)构成的电荷泻放回路时间常数较大,由15v下降到3.3v持续12ms

---请问这个是怎样算出来的?
| 2018-1-14 18:25 | 显示全部楼层
06007507 发表于 2018-1-8 14:20
通过负载仪限流到6A?
可以测试一下是在哪个过程中烧毁的,打开还是关断V4。
我觉得应该是关断,

关闭时间内,通过1M欧的电阻放电的电流基本全部流过Cgd,Cgs电压不放电

请问Cgd的放电回路是哪里?
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