Сбой драйвера Mosfet IRS2007 при работе с mosfet IRFB3607

Я разрабатываю контроллер двигателя BLDC и сталкиваюсь с некоторыми проблемами при использовании IRS2007 вместе с IRFB3607.

введите описание изображения здесь

Для одной фазы верхняя и нижняя стороны дают чистые формы волны, пока V_Pow отключен. Время нарастания - 300нс; время спада - 100 нс; По времени - 312us; Период- 416us;

Как только V_pow подключен, входной сигнал с нижней стороны драйвера MOSFET просачивается на верхнюю сторону и управляет затвором MOSFET с высокой стороны. Ворота MOSFET на нижней стороне выключены.

Это создает короткое замыкание между двумя фазами двигателя, и двигатель немедленно останавливается. Это произошло в первый раз после бега около 1 минуты. С тех пор двигатель не работает при питании от 3-х фаз.

Двигатель представляет собой двигатель 48 В, 900 Вт, работающий от 12 В, без нагрузки (1 А).

Если управляются две другие фазы, двигатель работает.

------------------------Конец текущего выпуска---------------------- -------

Фон:--------------------------

Я пробовал эту конфигурацию несколько раз, сначала я использовал бесплатный дуэт BJT (PNP_NPN), чтобы увеличить ток, подаваемый на затвор MOSFET.

введите описание изображения здесь

В этом случае драйвер будет работать правильно, когда V_POW не будет подключен, но выйдет из строя после того, как V_POW будет подключен к 12 Вольтам.

Каждый раз, когда 3 фазы и V_pow отключены, стробирующие импульсы будут в порядке. После подключения V_pow одна фаза случайно выйдет из строя до завершения 1 цикла.

После этого оставшиеся 2 фазы будут успешно питать двигатель до тех пор, пока неисправный драйвер Mosfet не будет заменен, а затем снова в течение 1 цикла 1 фаза случайно выйдет из строя.

В приведенной выше конфигурации при сбое драйвера MOSFET контакты HO и LO будут закорочены на контакты V_Boost и V_in соответственно. Я предположил, что это был внутренний сбой MOSFET из-за перегрузки по току.

На данный момент я уничтожил 17 водителей, пытаясь выяснить, что произошло. Не знаю, что я делаю неправильно, силовые мосфеты, похоже, не выходят из строя. Максимальный ток через силовую цепь вряд ли 1-2 ампера.

введите описание изображения здесь введите описание изображения здесь

Изображения осциллографа превращаются в презентацию Powerpoint, которую можно загрузить с https://drive.google.com/open?id=1nlpuCNPgn9C2LMH-RJehQwbQ5_Q2hv2O .

Оригинальная схемавведите описание изображения здесь

Вы знаете, что такое разделительные конденсаторы? Или мертвое время? Или обратноходовые диоды?
В мосфеты встроены обратноходовые диоды (я проверял). Время простоя 500 нс встроено в драйвер MOSFET. Конденсаторы емкостью 1 нФ предназначены для замыкания высокочастотных импульсов на землю. Я думаю, что это то, что вы имеете в виду под развязкой конденсаторов.
Нет, C7/C8 - это не то, о чем я говорю. Найдите развязывающие конденсаторы. Знаете ли вы, что сторона LO должна периодически включаться для обновления до начальной загрузки, поэтому она не может работать со 100% рабочим циклом? Или слишком низкая частота при слишком высокой скважности?
Я бы также проверил ваш сигнал между VS-LO и между VB-HO и посмотрел, нет ли у вас звона или шипов. Я подозреваю, что C7/C8 не приносят вам никакой пользы. Они значительны по сравнению с вашей емкостью затвор-исток. Рассмотрите его и на своем первом кругообороте. В вашем сообщении не было ясно, какой из них вы использовали.
Я немного отредактировал вопрос, чтобы сделать его более понятным. Я думаю, это поможет. Также я как-то пропустил еще несколько заглавных букв в схеме... Сейчас добавил. Я загружу осциллограммы через несколько часов, как только доберусь до офиса. В выключенном состоянии все волны чистые, но при включении он не остается включенным достаточно долго, чтобы что-то проверить.
"Это произошло в первый раз после работы в течение примерно 1 минуты. С тех пор двигатель не работает при питании от 3-х фаз." - это говорит о том, что что-то в этой фазе вздуто. Вы должны протестировать его с источником питания с ограничением по току и небольшим двигателем с низким током (например, двигатель привода CD-ROM, двигатель «дрон» с низким Kv). Разводка вашей печатной платы выглядит не очень хорошо. Вы все еще используете его? Если это так, то, возможно, вам следует спроектировать новый без неиспользуемых частей и с лучшим распределением земли.
@BruceAbbott Не могли бы вы объяснить немного больше о том, что не так с компоновкой печатной платы? Неисправность — в драйвере 1-фазного двигателя сигнал низкого уровня просачивается на высокий уровень. Я хотел бы знать, почему. Мосфет не поврежден.
Дорожка от контакта 4 драйвера до земли довольно длинная и узкая. Он должен быть как можно ближе к источнику FET на нижней стороне. Печатная плата не соответствует вашей последней схеме, и вы не показали нам, как вы ее модифицировали, поэтому я не знаю, что еще может быть не так. Можете ли вы показать нам его фото? Не уверен, что вы подразумеваете под «утечкой», но полевой транзистор имеет значительную емкость, которая будет передавать часть сигнала ворот на сток. Это нормально. Может быть, вы могли бы показать нам некоторые формы волны? Какой артикул у диодов?
Я отредактировал исходную схему, чтобы сделать ее более компактной и удобной для чтения на форуме. Оригинальная схема загружена в вопросе. Я понимаю расстояние COM и Source. Мне придется добавить переход, чтобы исправить это.
1 нФ на выходе. Почему? Мне кажется, что недостаточная развязка в сочетании со сложной компоновкой не так уж плоха, но и не хороша. Во всяком случае, вам нужны осциллограммы каждого контакта на вашем драйвере затвора, чтобы сказать.
Вам нужно будет загрузить осциллограммы осциллографа по ссылке в вопросе. Слишком много фотографий, чтобы загрузить сюда. 1 нФ предназначен для обхода высокочастотного шума к источнику. Для линии V_in есть развязывающие конденсаторы....... Зачем мне добавлять развязывающий конденсатор на затвор и увеличивать время переключения?

Ответы (2)

Скорее всего, вы перегружаете драйвер затвора током затвора при выключении. Попробуйте удалить диоды D_RX_GATES и повторите попытку. Если это поможет, сделайте переделку с отключающим резистором последовательно с диодом.

При включении транзистора ток затвора ограничен V/R_G, при выключении ток затвора ограничен V/R_diode, где R_diode - эквивалентное сопротивление диода (очень низкое, поэтому нужен дополнительный резистор ). Это довольно хорошо освещено в любых основных указаниях по применению, касающихся конструкции драйвера затвора, например: AN2015-06 от Infineon, взгляните на рис. 8.

AN2015-06 от Infineon

Проблема в том, что он работает правильно, когда V_pow не подключен. Значит, в переходных процессах есть что-то, что портит драйвер MOSFET.
Когда V_pow не подключен, у вас нет разряда через емкость Миллера и диод D_RX_GATE.
УХ ТЫ! Наконец-то новая точка зрения. Спасибо, и позвольте мне разобраться в этом..... Что касается диода затвора, ток включения драйвера составляет 260 мА, а ток в выключенном состоянии - 600 мА. Я помню, как читал, что наличие резистора с диодом параллельно гарантирует, что выключение будет быстрее, чем включение. Не могли бы вы объяснить немного больше о том, почему диод может быть проблемой? .... Также вы можете взглянуть на формы сигналов?
Я отредактировал свой ответ, чтобы ответить на это

Проблема решена. Мне нужно было добавить емкость между V_pow и Ground на каждой из трех фаз.

Поскольку я в основном работал с малыми токами, я не добавлял входной конденсатор и не учитывал длину провода от батареи до плат. Предположительно из-за индуктивности провода, когда MOSFET отключался, на линии V_pow был короткий резкий всплеск напряжения.

Вот почему двигатель будет работать с 2 фазами, поскольку на цикл приходится только 2 действия по токопереносу. Когда были активированы 3 фазы, я предполагаю, что один мосфет включится во время пика V_pow и, возможно, повредит драйвер затвора из-за dV/dt или чего-то еще.

Это то, что я собирался ответить ;) Для вашего двигателя на 20 А вам нужно достаточное количество керамических конденсаторов и большое количество электролитических конденсаторов с низким ESR, чтобы выдержать этот пульсирующий ток и обеспечить низкую индуктивность V_pow для предотвращения скачков напряжения. Обратите внимание, что если двигатель вращается и вы уменьшите значение ШИМ, двигатель будет действовать как тормоз и генератор, который будет подавать энергию обратно в источник питания. Это нормально на батареях, но может быть проблемой при питании от сети.
Керамические колпачки и электролитические колпачки с низким ESR где? Нужно ли мне добавить что-то еще? Я знаю о регенерации ... но регенерирует ли двигатель, если рабочий цикл уменьшен с 80% до 10%? Я думаю, что он просто будет тормозить из-за нагрузки.
Если ШИМ замедляется быстрее, чем скорость вращения двигателя, то двигатель будет работать как генератор... Роль развязывающих колпачков на шине напряжения питания состоит в том, чтобы не поглощать энергию, вырабатываемую двигателем во время торможения (колпачков будет недостаточно для это), но обеспечить локальный источник питания с низкой индуктивностью, напряжение которого не будет повышаться или понижаться, когда полевые транзисторы включаются / выключаются, вызывая большой ток di / dt. Если «L» — это индуктивность вашего источника питания, а di/dt — текущая скорость переключения, помните, что e=L*di/dt будет высотой скачка напряжения…
Сбой драйвера Mosfet IRS2007 при работе с mosfet IRFB3607
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v