Перегрев МОП-транзистора при ШИМ-контроле

Только для потерь проводимости мощность рассеяния в МОП-транзисторах обычно может быть$I^2 \cdot R_{ds(on)}$или около 5,4 Вт при Tj = 120 ° C, при условии, что напряжение питания 4,5 В, которое должен обеспечивать ваш микроконтроллер 5 В. При частоте всего 500 Гц коммутационные потери не должны быть слишком большими даже с резистором затвора 100 Ом, но они все же могут добавиться.

Вам нужен довольно большой радиатор или вентилятор, чтобы рассеять это количество тепла. Без радиатора он быстро перегреется и разрушится.

Редактировать: Как отметил Уилл Дин в комментарии ниже, вы можете сказать, что у вас есть проблема, посмотрев на переход теплового сопротивления к окружающей среде (без радиатора) из таблицы данных .

Повышение температуры выше температуры окружающей среды составит 5,4 Вт, умноженное на 62 или 334 °C, то есть более 350 °C при температуре окружающей среды 25 °C. Это намного превышает абсолютную максимальную номинальную температуру перехода, и деталь выйдет из строя до того, как доберется до нее.

Если у вас уже есть большой радиатор, я подозреваю, что D1 не выполняет свою работу. Вы не указываете номер детали, но он также должен рассеивать немалую мощность, поэтому желателен диод Шоттки.

Насколько высоки ваши текущие возможности вождения UC? Если я прав, <20 мА, что довольно мало, чтобы достаточно быстро включить этот полевой МОП-транзистор. Устройство может нагреваться в периоды включения/выключения. Другими словами, время включения/выключения MOSFET довольно велико, емкость затвора заряжается слишком медленно из-за ограниченной выходной мощности uC.

Если это так, попробуйте поместить пару транзисторов NPN + PNP (2N2222 + 2N2907) в конфигурацию тотемного столба для управления MOSFET, то есть драйвером MOSFET для бедняков.

Резистор затвора сделайте как можно меньше (), а тотемный столб запитайте от 24В.

Несколько простых цифр: из таблицы данных вход MOSFET C = 1,65 нФ, Rg = 100 Ом 5Tau = 0,8us вы управляете им на частоте 500 Гц ... это означает, что общее время, затрачиваемое на переключение из вкл-> выкл и выкл-> вкл, не менее 1/1000 времени. Именно в это время происходит наибольшее количество потерь.

Какова ваша физическая планировка? R1 должен быть прямо у ворот полевого транзистора. Ваш отрицательный провод 24 В должен быть прямо у истока на полевом транзисторе. Короткий провод от истока полевого транзистора к контакту заземления микроконтроллера.

Другими словами, рассматривайте вывод источника FET как соединение звезды для источника питания 24 В и остальной части схемы.

Я думаю, что полевой транзистор колеблется.

Спецификации полевого транзистора выглядят хорошо: он почти полностью улучшен при Vgs выше 4 В.

Другие вещи, чтобы попробовать:

Сбросьте частоту ШИМ и посмотрите, нагревается ли полевой транзистор. Если это так, уменьшите сопротивление R1 до 22 Ом.