У меня есть схема, в которой заряженный конденсатор должен разряжаться через сопротивление нагрузки. Триггерный переключатель здесь представляет собой реле на 10 А, поэтому, чтобы не повредить его при слишком низком сопротивлении нагрузки, я решил добавить схему ограничения тока между конденсатором и нагрузкой. Это схема (все между правой кнопкой и LOAD):
Как видите, конденсатор заряжен напряжением 160 В, взятым из предыдущей повышающей схемы (здесь не показана). Значение RSENSE для следует ограничить выходной ток до 7А ( ). При входном напряжении 160 В схема ограничения тока срабатывает, если сопротивление нагрузки ниже:
Я запустил симуляцию, и все выглядело нормально. Затем я собрал его по-настоящему и провел несколько тестов:
Используя нагрузка (максимальный выходной ток: , уступает пределу) у меня получилась следующая кривая разряда:
Здесь все в порядке. В следующем тесте я использовал резистор. При срабатывании ограничителя выходное напряжение должно быть ограничено до . Я получил эту кривую:
Ограничение было немного выше 50 В, что означает, что ток ограничен 5 А, но это то, что я могу настроить позже с помощью RSENSE. Я повторил этот тест несколько раз с тем же результатом и без каких-либо проблем.
В следующем тесте я использовал загрузить, и это произошло:
Как видите, на какое-то время все пошло нормально, выходное напряжение было ограничено до 7 В ( ), чем MOSFET закоротил, а остальная часть заряда конденсатора текла без каких-либо ограничений. Дальнейшее тестирование MOSFET подтвердило повреждение.
Итак, из-за чего это произошло? Я начал искать возможных виновников и выдвинул гипотезу:
1 - Перегрузка по току внутри МОП-транзистора.
Это на самом деле не имеет смысла, потому что ток будет ограничен 7 А (на самом деле 5 А), несмотря ни на что, а полевые МОП-транзисторы рассчитаны на 9 А постоянного тока (32 А в импульсном режиме). Во всяком случае, я пытался использовать два полевых МОП-транзистора параллельно, и я получил то, что один из двух МОП-транзисторов всегда оказывался поврежденным (вероятно, «самым слабым»).
2 - Перенапряжение от затвора к источнику.
Согласно моделированию, оно никогда не превышает 10 В, но я все равно решил добавить стабилитрон на 15 В для защиты. Тот же результат, что и раньше.
3 - Перенапряжение сток-источник.
Эти МОП-транзисторы рассчитаны на 200 В, так что это не должно быть проблемой, но поскольку этот параметр увеличивается, когда мы снижаем сопротивление нагрузки, я решил попробовать следующую конфигурацию, используя два МОП-транзистора последовательно, чтобы каждый из них получил половину Напряжение:
Результат: теперь у меня повреждены сразу два MOSFET!
Итак, вот вопросы, которые я хотел бы задать вам, ребята. Что здесь происходит? Почему он выходит из строя только при таком низком сопротивлении? Что решило бы эту проблему?
Заранее спасибо.
Безопасная операционная зона. Повторяйте за мной "посмотрите на график зоны безопасной работы": -
Согласно графику SOA из технического паспорта для IRF630, он выдержит менее 1 мс при 5 амперах и 160 вольтах на нем. Похоже, ему удалось пережить 3 мс: -
Что здесь происходит?
Это называется эксплуатацией устройства ниже точки его нулевого температурного коэффициента. ZTC лучше всего показан на этом графике IRF630:
Я взял на себя смелость добавить несколько кусочков красного цвета. В частности, обращаю ваше внимание на красный кружок; точка ЗТК. При напряжении на затворе выше 6,5 вольт если прибор немного греется то ток стока падает. Это по своей сути безопасно. Если напряжение затвора ниже 6,5 вольт (скажем, 5,75 вольт), то, если устройство нагревается, ток стока довольно быстро возрастает с 5 ампер до 6 ампер, когда температура перехода устройства достигает 150 ° C, но оно не перестанет нагреваться. Если бы на приведенном выше рисунке были графики при более высоких температурах перехода, вы бы увидели более высокие токи стока, и теперь вы должны были бы видеть, что это выходит из-под контроля. Это может произойти менее чем за 1 мс с уверенностью.
Проблема в том, что когда срабатывает ваше ограничение по току, именно ваши полевые МОП-транзисторы, работающие в своей линейной области (насыщение тока), рассеивают оставшуюся мощность.
По сути, мощность вашего MOSFET равна падению напряжения, умноженному на ток.
Мосфеты обычно не предназначены для работы в своей линейной области, это в основном переключающие устройства.
Техническое описание даст вам безопасную рабочую область, но в целом, в установившемся режиме, принимайте недоверие, поскольку они часто слабее, чем спецификации, или имеют хорошие запасы.
Есть некоторые полевые МОП-транзисторы, которые предназначены для использования в линейном режиме , но часто дороги.
BJT может быть более подходящим решением или изменить схему, чтобы иметь отсечку тока, а не ограничение тока.
Бимпельрекки
Бимпельрекки
vini_i
danmcb
Винни
Бруно Питанга Майя
Бруно Питанга Майя
Винни