Problemas de Mosfet Actualizado

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Actualmente tengo el siguiente circuito que se muestra a continuación en un prototipo de PCB. Elpropósitodeloscircuitoseshacerlosiguiente:

  1. RecibedosseñalesPWMde5Vdesdeunmicrocontrolador.
  2. Aumenteunpocolacorrienteusando FDS6912A MOSFET de canal N
  3. Luego, la señal pasa a través de un optoacoplador 4N25 . Cada optoacoplador tiene su propia batería independiente, que aísla la potencia del microcontrolador del lado derecho.
  4. La salida del optoacoplador 4N25 se pasa a un ESC (controlador electrónico de velocidad). Para mí, el controlador de velocidad es una "caja negra", pero se usa para impulsar un motor.

El problema al que me estoy enfrentando es que el MOSFET de canal N FDS6912A falla (por una razón que no puedo entender). La señal PWM en la entrada de PWM_CH1 y PWM_CH2 está bien cuando la alcance. La salida de ambos optoacopladores permanece en 0 V.

Lo que he encontrado es que después de reemplazar el mosquito FDS6912A, el PWM tiende a funcionar bien nuevamente. Mis observaciones me llevan a creer que el mosfet está soplando cuando conecto las baterías inicialmente, pero no puedo entender por qué. Esta es mi teoría, pero no puedo estar seguro.

Debido a que el circuito ya está en una PCB, estoy muy restringido en lo que puedo hacer para intentar solucionarlo. Si puedo poner un mejor MOSFET de reemplazo que se adapte a un paquete SOIC-8 o se puede hacer una sugerencia en cuanto a la causa, será de gran ayuda.

He adjuntado hojas de datos del mosfet y el optoacoplador en los enlaces a continuación y cualquier ayuda sería apreciada.

Actualización:
Volví a examinar el voltaje de la compuerta después de que fallara otro mosfet y sí. El servicio de PWM se redujo de 5 V a aproximadamente medio voltio (0,5 V) después de que fallara. Si desconecto el mosfet vuelve a 5V. ¿Alguien puede sugerir un mosfet más resistente ... o tendré que recurrir a la modificación de la PCB para intentar incluir una resistencia de compuerta en serie?

Hoja de datos de FDS6912A

hoja de datos del optoacoplador 4n25

    
pregunta Peter H

3 respuestas

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Mientras estaba soldando el mosfet SOIC-8, estaba aplicando un flujo para ayudar a que la soldadura fluyera al mosfet y evitar los puentes entre los pines. Luego utilicé una pistola de calor y un soldador para ayudar al flujo de soldadura. Resultó que estaba aplicando a mucho flujo. Después de desmontar el mosfet, todavía existía una gran cantidad de flujo en la parte inferior / debajo del chip y la PCB. No todo el flujo se evaporó.
Descubrí esto completamente por casualidad y era escéptico porque el voltaje en R3 variaría en diferentes momentos, cuando estaba probando. Otro regalo que no detecté lo suficientemente temprano fue que al medir las resistencias R1 y R2 a veces no había resistencia. I.E Un cortocircuito. Esto se debió nuevamente al flujo que estaba cortocircuitando los pines mosfet. A veces funcionaría bien y en otras no. Supongo que el fluido de flujo se estaba moviendo causando todo tipo de cosas extrañas que suceden, dependiendo de los pines que estaban cortocircuitando y el ángulo de la placa.

Después de limpiar la PCB y aplicar un nuevo MOSFET, esta vez con un flujo MUY mínimo, resulta que las cosas parecen estar bien. Sólo puedo esperar que siga siendo así. Hasta ahora todas las pruebas han sido positivas.

Aprecio todos los comentarios y sugerencias. Sin duda los incorporaré en un diseño futuro.

    
respondido por el Peter H
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Comprendo que tienes un PCB listo y no quieres modificarlo, pero ¿por qué no usaste este circuito ?:

No necesita los FET y no necesita un suministro intermedio de 5V. La entrada del LED es muy robusta y todo lo que debe asegurarse es que no invierta la polarización del LED en el opto. Un diodo conectado en sentido inverso a través de los terminales de entrada lograría esto.

    
respondido por el Andy aka
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El esquema se ve bien para mí (a través de, con todos los componentes al revés u orientados de manera extraña, es difícil de decir), así que sospecho que la causa es un comportamiento no ideal.

Superar el voltaje máximo de la fuente de la puerta, incluso por un instante, es una forma segura de destruir un MOSFET. Si está conduciendo un motor con PWM, tendrá un alto \ $ \ frac {di} {dt} \ $ en algún lugar, y esto podría estar acoplado a la compuerta a través de una inductancia mutua no deseada. O bien, el timbre provocado por la inductancia de la puerta y las trazas de la fuente y la capacitancia de la puerta puede provocar voltajes transitorios suficientes para causar daños.

Cosas que podrías probar:

  • mantenga el área de bucle de la traza de la puerta y su retorno, desde la fuente hasta la MCU, lo más pequeño posible para minimizar su inductancia
  • mantenga el área de bucle de sus trazas de alta corriente igualmente pequeña, y lejos, y no paralela, en la medida de lo posible
  • reduzca la impedancia de la puerta (reduzca R1 y R2)
  • agregue un Zener con un desglose muy por debajo del máximo \ $ V_ {GS} \ $ para fijar los transitorios a un nivel seguro
  • modifique la unidad del motor para obtener un \ $ \ frac {di} {dt} \ $
    • inferior
  • use BJT en lugar de MOSFET
  • agregue resistencia en serie con la puerta para amortiguar el timbre
respondido por el Phil Frost

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