Vous cherchez de l'aide pour savoir pourquoi mon mosfet à canal n est détruit

J'ai une conception dont j'ai hérité avec un mosfet à canal N assez standard pilotant un relais qui contrôle un moteur et un actionneur.

Sur une construction récente, nous avons commencé à obtenir un taux d'échec de 50% sur le mosfet à canal n. Auparavant, nous n'avions aucun échec du mosfet. Les seules différences que j'ai pu trouver jusqu'à présent sont des codes de date différents sur le relais et le mosfet. Sinon, rien n'a changé.

Le mosfet est un ON Semiconductor 2N7002LT1G

Le relais est un Omron Electronics G6RL-1-ASI-DC24

La diode flyback est un semi-conducteur ON MRA4003T3G

Le mosfet a été examiné par ON semi-conducteur et il a été constaté qu'il était très probablement détruit par une tension excessive. Mais je n'ai pas pu voir de pic de tension sur le mosfet au-dessus de 30V jusqu'à présent.

Voici la partie du circuit avec le mosfet / relais / diode.

Je suppose que la diode n'a pas été correctement soudée sur votre construction récente, ou peut-être que vous avez des pièces défectueuses. Prenez l'une des cartes qui a échoué, remplacez le FET et regardez le drain avec une lunette rapide pendant que le relais est éteint. Puis refusionnez toutes les connexions de soudure autour de la diode et peut-être même soudez les fils directement de la diode au relais et regardez à nouveau le signal.

Vous montrez le schéma, mais pas la disposition physique. Où est la diode par rapport au relais et au FET? S'il est trop éloigné, l'inductance à son égard va partiellement à l'encontre de son objectif.

Une autre possibilité est que c'était un mauvais design depuis le début, et maintenant vous avez des pièces où la différence compte. Essayez de placer un petit capuchon juste en face du relais. Cela ralentira les changements de tension afin que d'autres parties du circuit puissent suivre. Si le relais est hors carte, vous devez protéger le drain FET séparément. Cela pourrait signifier une diode inverse séparée sur la carte et peut-être un petit capuchon à la terre sur le drain. Vous ne voulez pas en mettre trop car cela provoquera une petite surtension lors de la mise en marche, mais quelques 100 pF à nF environ devraient ralentir les changements de tension.

Quelle tension est VBATT? Pourquoi la diode n'est-elle pas un Schottky?

• Changer R38 en 10k PEUT aider.

• L'ajout d'un zener sur gate-source peut aider

Afficher tous les circuits pertinents peut être utile - dans ce cas, ce qui se cache derrière ACTCTRL1 peut ou non être pertinent.

La raison pour laquelle il changerait entre les lots n'est pas évidente, mais quelque chose à vérifier est que la tension de grille ne peut jamais dépasser (ou approcher de près sa valeur nominale maximale (Vgsmax). Cela dépend de l'impédance d'ACTCTRL1. La capacité de Miller coupera la tension du drain à la porte et cela DOIT être fixé par une impédance de porte attachée à moins de Vgsmax.Vgsmax peut varier entre les lots FET mais ce n'est pas trop probable.

En cas de doute, placer une diode Zener de tension légèrement supérieure à V_gate_drive_max de grille à source (la cathode à grille, donc Zener ne conduit généralement jamais).

R38 est probablement beaucoup plus élevé que nécessaire à 100k. Il y a de fortes chances que cela puisse dire 10k et cela peut avoir été changé entre les lots sans être des avis. L'énergie de capacité de Miller doit conduire cela au-dessus de Vgsmax pour détruire le FET, donc un 10k rend ce 10x plus difficile en énergie. Avec un variateur de 5 V, un 10k nécessitera un variateur de 0,5 mA, donc la plupart des pilotes n'auront aucun problème avec cela. Si ACTCTRL1 n'est pas une connexion directe à une broche d'entraînement et présente une résistance série, il peut être nécessaire de la réduire proportionnellement.

Vous mentionnez que l'analyse de défaillance indique une surtension, donc cela peut ne pas être pertinent, mais assurez-vous que la diode n'a pas été placée à l'envers. Avec un FET 500ma (max) et une diode 1A (max), il est presque certain que le FET échouera en premier dans le cas d'une diode polarisée en direct.

Une fois, une maison de montage nous a fait faire des diodes SMT comme la vôtre (la sérigraphie était totalement masquée par la pièce). Cela a mis un temps embarrassant à trouver, mais c'était une solution simple ... dans une nouvelle maison de montage.

Je vois que c'est essentiellement ce que DeanB a dit. Cela ajoute quelques chiffres et erre un peu dans la zone générale.

Si D21 est installé avec une polarité incorrecte, le FET échouera presque instantanément. :

L'échec d'une dissipation excessive est presque certain.
Si la diode tombe en panne à la place, le toll du FET échouera peu après en raison de pointes inductives.

Sur FET, allumez les conducteurs de diode de 24V à la masse via FET.
La diode ne fonctionne pas en circuit ouvert.
Le relais fonctionne maintenant.
Au relâchement du relais, vous avez maintenant un pic inductif et pas de diode ... :-(.

Le 7002 n'est pas capable de courant trop élevé et limitera probablement le courant à "quelques" ampères. Il peut s'agir d'une version à diode et MOSFET pour voir lesquels peuvent s'autodétruire en premier. Si le MOSFET meurt en premier, le relais ne fonctionne jamais.
Si la diode meurt en premier, le relais fonctionne au moins une fois, et peut-être plusieurs fois.

Donc:

• Vérifiez la polarité de la diode.
• Observer la vidange avec l'oscilloscope.
• Observer la base avec l'oscilloscope 9 (voir mon autre réponse).

La fiche technique de la diode ici est évaluée à 88 C / W avec des coussinets carrés de 1 pouce, donc ne nécessite pas trop de surintensité pour mourir thermiquement.

Le MOSFET est évalué à 300 mW de dissipation et 417 C / W !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!! . Fiche technique ici Wityh tout le lecteur en création, il est bon pour environ 1,6 A et baissera ensuite autant de tension que vous voulez l'alimenter, tandis que la diode ne casse guère une sueur à 1,6 A avec Vf d'environ 1 Volt, donc si la diode est inversé, vous obtiendrez environ P_transistor = VI ~~~ = (24-1) x 1,6 = ~ 30 Watts.
La mort serait presque instantanée.

Vous aurez peut-être besoin d'une diode plus rapide. La fiche technique que je tire pour cette partie ne répertorie pas un temps de récupération avant, ce qui signifie généralement qu'il est suffisamment long pour que personne qui se soucie du temps de récupération ne l'utilise. Un lot de diodes peut avoir eu un temps de récupération plus rapide, un autre plus lent, et maintenant que vous avez le lot lent, le coup de pied inductif est suffisant pour casser votre FET avant que la diode ne puisse récupérer.