Fallo del controlador MOSFET

3

Estoy teniendo problemas con los controladores MOSFET TC4421A en un nuevo soplado de diseño de calentador PWM DC. La fuente de alimentación de 12V utilizada durante las pruebas es capaz de 25A. Mientras realizaba mi prueba inicial, comencé con resistencias de carga de mayor valor con un ciclo de trabajo de PWM de 5 kHz del 25%. He probado con éxito el diseño en hasta 4A. Fue entonces cuando el controlador TC4421A falló y literalmente se incendió. El MOSFET no fue dañado. El PWM es generado por un PIC con un Vdd de 5V. Mi configuración de prueba tenía aproximadamente 2 pies de cable conectando la fuente de alimentación de CC. No es la configuración más ideal, pero no esperaba que el controlador fallara. El P-Chan MOSFET tiene una potencia nominal de 80 A y el conductor tiene una potencia máxima de 9 A. Además, la resistencia de la puerta de 100 ohmios no se dañó ni el PIC. Estoy dudando con realizar más pruebas hasta que al menos intente evitar que el conductor explote. Mi objetivo final es poder entregar hasta 100W en una carga resistiva variando el ciclo de trabajo de PWM.

Gracias de antemano por cualquier consejo.

    
pregunta MotoDan

3 respuestas

3

Es muy posible que sean los dos pies de cable los que forman un inductor en algún lugar entre 100nH y un par de uH dependiendo de cómo se coloque el cable en el banco.

Con un pulso de 4A y 1uH, la energía almacenada es de 8 uJ y si se descargó en el condensador de 4.7 uF cuando se apagaba la carga, la tensión del terminal aumentaría un par de voltios, PERO si el condensador fuera electrolítico. tal vez una ESR de un ohmio podría estar comenzando a ver voltajes en la línea del chip que lo destruyen. El TC4421 tiene 20V como su voltaje de suministro máximo.

Intente retorcer los cables de alimentación y quizás también intente aumentar la capacitancia.

Mirando a su circuito, tiene una carga de 2 ohmios, por lo que las corrientes pico serían 6A y esto, por supuesto, significa más voltaje en el condensador 4u7, por lo que sería más como un fallo de 3 V en el suministro, lo que lleva a 15 voltios. ¡Se está acercando! Cada vez que el voltaje aumenta, la corriente que toma la carga aumenta y quizás haya algún punto en el que esto se salga de control.

EDIT

  

Mi primera prueba fue con un corto a través de la resistencia de compuerta de 100 ohmios con   el hecho de que la capacidad de la puerta relativamente alta podría mantener la   Conductor de cambiar el MOSFET lo suficientemente rápido. Esa prueba terminó   Soplando tanto el MOSFET como el controlador.

El MOSFET en su esquema tiene una tensión máxima de 16V en la puerta de la fuente: -

Con el timbre y los fallos, como he explicado anteriormente, este es el mecanismo de falla probable para el MOSFET: perforar la compuerta hasta la fuente también será bastante fatal para el conductor.

    
respondido por el Andy aka
2

Bien, para evitar asar más controladores TC4421, bajé el suministro de 12V a 10V. Tenga en cuenta que este es un conmutador de 350W. En la traza de alcance a continuación, la traza superior (azul) es la resistencia de carga que ahora es de 1.5 Ohmios, la traza más baja (amarilla) es la fuente de 10V medida en la PCB que está a 8 "(18 AWG) de la fuente. El FET gira se enciende de inmediato, pero cae a unos 35 V bajo tierra con 10-15 uSeg de señal de llamada. El PWM funciona a 5 kHz con un 15% de trabajo o un promedio de aproximadamente 1,5 V a la resistencia de carga. La corriente promedio es de solo 1 A, por lo que el FET es es bastante frio. El 80A FET está comenzando a calentarse bastante, lo que estoy seguro es debido al comportamiento de apagado. El bache de 2 uS 5V en la línea de suministro probablemente se deba a que la fuente de conmutación reacciona al volcado de carga . Realmente no necesito ejecutar el PWM tan rápido ya que solo estoy calentando una carga resistiva y puedo reducir la frecuencia a 100 Hz. Esto no ayudará al MOSFET a desactivar el comportamiento, que es mi preocupación actual. hasta el sobrecalentamiento. Al final, utilizaré 10A con la potencia máxima para el calentador. El calentador no funcionará continuamente, sino que n durante al menos 15-20 segundos a la vez con aproximadamente dos minutos entre cada una, por lo que el impuesto será de alrededor del 15%. Estoy bastante seguro de que el MOSFET no sobrevivirá a esto, ya que se está calentando con solo una carga corta de 1A.

    
respondido por el MotoDan
0

De la hoja de datos de Microchip:

Estos dispositivos son esencialmente inmunes a cualquier forma de trastorno, excepto la sobretensión directa o el exceso de disipación. No se pueden enganchar bajo ninguna condición dentro de sus niveles de potencia y voltaje. Estas piezas no están sujetas a daños ni a una operación incorrecta cuando hay hasta 5 V de rebote en el suelo en sus terminales de tierra. Pueden aceptar, sin daños ni alteraciones lógicas, más de 1A de corriente inductiva de cualquiera de las dos polaridades que son forzadas a regresar a sus salidas. Además, todos los terminales están totalmente protegidos contra hasta 4 kV de descargas electrostáticas.

¿Seguro que lo conectaste correctamente? ¿Tienes un TC4421A genuino?

    
respondido por el jp314

Lea otras preguntas en las etiquetas