¿Por qué se quemaron mis MOSFET?

Hay tres posibles causas que podrían causar daños en los FET:

1) Sobre la disipación. Usted dice que los LED son 15W, ¿cuánta corriente es esa? ¿Se calientan los FET? ¿A qué voltaje se están moviendo? ¿Qué tan rápido es el multiplexado desde el TLC5940? Si la unidad de la puerta no es suficiente para asegurar la saturación, podrían calentarse excesivamente y dañarse.

2) Sobre voltaje. No tiene amortiguadores (una R y una C) en las salidas para disipar los picos de voltaje si hay una inductancia en el cableado, puede obtener estos picos al apagar los FET.

3) Violación de SOA: ¿hay un exceso de capacitancia en las líneas de salida que podría causar corrientes excesivas al encender los FET?

Para empezar, observaría detalladamente el encendido y el apagado de las etapas de salida. Asegúrese de que haya suficiente accionamiento de la compuerta, que el voltaje de drenaje descienda a un voltaje muy bajo cuando el FET esté encendido. Busque picos en el desagüe cuando el FET se apaga.

Mirar la corriente del FET no es tan fácil: una resistencia de bajo valor en la fuente de uno de los FET sería de una manera o una sonda de corriente.

Desde su descripción, está conectando los MOSFET directamente en serie con la fuente de voltaje y los LED. Cuando se trata de LED, siempre necesitamos resistencias limitadoras de corriente en serie para limitar la corriente.

Sin una resistencia limitadora de corriente, la fuente de voltaje está simplemente a través del LED y una gran corriente fluirá a través del MOSFET y el diodo, lo que causará que el MOSFET se queme. Para calcular la resistencia limitadora de corriente, primero debe determinar la corriente que desea que fluya a través de su LED según el brillo deseado. Entonces es cuestión de (VCC - V_LED) / R = I_LED, resolver para R. Consulte la hoja de datos de sus LED para conocer la relación entre el brillo y la corriente.

Sería cauteloso sobre cómo está utilizando el TLC5940. El TLC5940 es un controlador LED, no un controlador de puerta MOSFET. Si bien el TLC5940 tiene una limitación de corriente, limita la cantidad de corriente que fluye hacia la puerta del MOSFET, no la corriente que fluye a través del MOSFET (drenaje hasta la fuente).

Yo modificaría el circuito en 1 de 2 maneras. Primero, agregue las resistencias limitadoras de corriente en serie a las cargas de LED. Esto debería limitar la cantidad de corriente que fluye a través de los MOSFET y solucionar el problema al quemar los MOSFET. Segundo, el TLC5940 en realidad ya proporciona un control de corriente constante. Por lo tanto, podría conectar LED directamente al TLC5940 y se encargará de limitar la corriente. Ahora su R_iref estaría controlando de manera significativa la corriente correcta y ni siquiera necesita los MOSFET.

Por último, algunos comentarios sobre el circuito de accionamiento de la puerta. Las resistencias de puerta 1k parecen muy grandes. Estas resistencias en serie limitan la rapidez con que la compuerta del MOSFET puede cargarse y descargarse como lo ha notado. También puede ayudar a evitar oscilaciones en la compuerta MOSFET. Sin embargo, a medida que aumentamos la resistencia de la puerta, se pasa más tiempo haciendo la transición entre ON / OFF. Hay una gran disipación de poder durante esta transición y es aconsejable mantener estas transiciones cortas. Algo del orden de 10-100 ohmios podría ser más apropiado. Además, los 10k pullups a VCC no deberían hacer que los MOSFET se apaguen más rápido. Estamos utilizando dispositivos NMOS, por lo que APAGADO es igual a un voltaje de entrada bajo. Al tirar débilmente de la compuerta hacia arriba, estas resistencias intentan encender la compuerta. En particular, tampoco creo que sean necesarios apagados rápidos en esta aplicación, pero la forma estándar de implementar apagados rápidos es tener un diodo colocado entre el terminal de control y la puerta. Durante el encendido, el diodo tiene polarización inversa y toda la corriente fluye a través de la resistencia de la compuerta, lo que ralentiza el encendido. Durante el apagado, el terminal de control está conectado a tierra y la puerta está alta. El diodo está polarizado hacia delante y la compuerta puede descargar a través del diodo para una descarga rápida. Consulte esta pregunta