请教：600V的MOSFET总炸，可能是什么原因？

只看该作者 · 2019-4-6 15:21

本帖最后由小研究于 2019-4-6 15:45 编辑

在用4个600V、20A的4个MOSFET组成一个H桥，来做一个控制线圈的双向控制，管子的型号是STP20NM60，TO220封装。由于这种斜对角的模式，无法使用自举模式，所以直接使用了上管单独加隔离DCDC电源这种简单粗暴的模式。鉴于体积的原因，DCDC使用的功率较小，只有1W。但是在DCDC的输出侧加了100Uf的电容来保障MOSFET导通瞬间的脉冲电流，12V变12V的DCDC。
故障表现为反复炸管子，既偶然，也必然。炸管子的板子分析时发现门极电路尤其脆弱。先期表现为门极电阻反并联的1N4148烧毁，后来拆掉了4148，但在GS之间加了TVS管，似乎没起到什么作用。
补充说明的是：负载电流最大峰值只有13A，管子的容量应该是够了。导通方式就是一个连续的40ms的高电平模式，也曾经加过PWM的方式来控制，因为炸管子放弃了，但没想到现在这种简单的控制仍然会炸。
请求大神相助。感谢。

只看该作者 · 2019-4-6 15:38

本帖最后由小研究于 2019-4-6 16:02 编辑

我现在感觉门极电路极为脆弱，怀疑点有：
1，STP20NM60内部的体二极管，速度是否够快？在斜对角的2个管子关断的瞬间，其续流速度能否跟得上？
2，门极电阻是否合适？20欧的阻值是我根据经验选择的，是否匹配？1N4148是否必要？
3，曾经看到资料，说上管导通瞬间，可能通过下管的DG中间的电容通过其门极形成电压，导致下管瞬间导通，如何消除这种可能性？
4，除了门极电路，是否有其他可能配置有问题，比如有哪些因素可能引起振铃现象？5，在600V这个级别，用MOS管好还是IGBT更可靠？

只看该作者 · 2019-4-6 22:35

king5555 发表于 2019-4-6 22:16
C40丶C42干嘛要接，至少也得串聯电阻，但通常也不需要RC吸收。

之所以加这个电容，原本想着有2个目的：1，做吸收电容；2，上管的参考地是虚拟的，加个电容似乎能稳一些。
不过对于这个电容，的确是没有深思熟虑，随意加的。

只看该作者 · 2019-4-6 22:40

king5555 发表于 2019-4-6 22:16
C40丶C42干嘛要接，至少也得串聯电阻，但通常也不需要RC吸收。

吸收电容不都是直接跨在管子两端加的吗？不好意思，吸收电容用的不多，以前都是直接跨接的，不过以前是153的。

只看该作者 · 2019-4-6 23:15

针对楼主说的第三条，可以通过在MOS管的GS之间并电容的方法来增加Ciss的等效值，这样可以减小米勒尖峰，从而避免半桥的MOS管出现直通的现象。建议楼主用示波器观察半桥两个MOS管的门级电压波形，以上桥臂导通时为例，当上桥臂开通时，对应下桥臂的MOS管门级会出现一个尖峰，测量该尖峰值有多大？是否大于MOS管的起始导通压降，若大于就存在直通打坏MOS管的风险。一般在MOS管GS之间并联的电容容值为MOS管本身的Ciss的1到3倍。

只看该作者 · 2019-4-6 23:32

mmm8410269 发表于 2019-4-6 23:15
针对楼主说的第三条，可以通过在MOS管的GS之间并电容的方法来增加Ciss的等效值，这样可以减小米勒尖峰，从 ...

谢谢。
有点惊呆，

似乎一直嫌弃GS之间的电容的存在，现在还要加大它？
我试试吧，门极暂态波形以前关注的确不够。

只看该作者 · 2019-4-7 09:06

小研究发表于 2019-4-6 23:32
谢谢。
有点惊呆，似乎一直嫌弃GS之间的电容的存在，现在还要加大它？
我试试吧，门极暂态波形以 ...

好的，除了增加寄生电容，另外一个办法就是增加关断时间，让关断的速度变慢，就是半桥中心点du/dt的变化速度慢下来。越是高压的应用场合，弥勒尖峰越是容易出现。
另外还要注意，MOS管和IGBT启示导通电压并不是恒定不变的，随着温度的升高，导通电压阀值会变低，也就是说刚开机的时候可能没有问题，MOS管跑热了之后如果限流保护功能做的不好，就会出现半桥上下桥臂直通最终MOS管损坏的现象。
仅供参考。