MOSFET-bescherming:hoe u het op de juiste manier kunt beschermen

Niets is immuun voor schade, en dat geldt ook voor MOSFETS. Maar waarom raken MOSFETS beschadigd? De conclusie is; MOSFETS lopen schade op wanneer u ze buiten hun classificaties gebruikt. Dus als u wilt dat uw MOSFET lang meegaat terwijl hij correct werkt, moet u MOSFET-bescherming serieus nemen. Gelukkig is het niet ingewikkeld en gemakkelijk te begrijpen. Als u het echter moeilijk te begrijpen vindt en meer wilt weten over MOSFET-bescherming, dan bent u hier aan het juiste adres.

In dit artikel vertellen we u alles over MOSFET-beveiliging en hoe u MOSFET's in uw toepassingscircuit kunt beschermen.

Ben je klaar? Laten we er meteen in springen!

Wat is MOSFET-bescherming?

MOSFET's zijn kwetsbare apparaten die u gemakkelijk kunt beschadigen door de verkeerde beweging te maken. Je moet ze dus voorzichtig behandelen, vooral als ze niet in een circuit zijn geïnstalleerd.

Geïnstalleerde MOSFET's zijn echter net zo kwetsbaar als elk soortgelijk apparaat (zowel qua grootte als constructie) in een circuit.

Dus, MOSFET-bescherming omvat alle verschillende manieren om uw MOSFET effectief te beschermen tegen onvoorziene schade.

Maar waarom zijn MOSFET's zo schadegevoelig? Welnu, MOSFET's hebben een ultradunne siliciumlaag die je tussen de gate-pin en het kanaal kunt vinden. Nu raken MOSFET's gemakkelijk beschadigd door te veel gate-to-source-spanning (Vgs) vanwege de dunne isolatielaag.

Waarom mislukken MOSFET's?

MOSFET's

Het is niet eenvoudig om de exacte oorzaak van uw beschadigde MOSFET te bepalen, en hier zit het probleem. Meestal zijn we ons niet bewust van wat een storing zou kunnen veroorzaken in een MOSFET. Bovendien zal een storing in een MOSFET ervoor zorgen dat deze defect raakt en in een andere storingsmodus gaat. En dit alleen al maakt het een uitdaging om de oorspronkelijke oorzaak van het falen van de MOSFET te achterhalen.

Foutmodi of oorzaken

Hier zijn enkele van de oorzaken van MOSFET-storingen:

• Avalanche Mislukking

Lawinestoringen treden op wanneer u de maximale veilige bedrijfsspanning van een MOSFET overschrijdt. Het veroorzaakt een lawinedoorslagspanning die niet zo destructief is, maar voldoende is om een ​​defecte MOSFET achter te laten.

• Kortgesloten belasting

Wanneer inductieve belastingen kortsluiting ervaren, zal er een stroomtoename zijn die op zijn beurt de stroomlimiet activeert. Hoewel dit het stroomcircuit beschermt tegen onmiddellijke uitval, garandeert het niet de veiligheid van uw MOSFET's.

Dus als je een te korte korte broek hebt gehad, zal dit uiteindelijk storingen veroorzaken.

• Overmatige vermogensdissipatie

Deze storingsmodus is afhankelijk van de hoeveelheid overtollig vermogen die vrijkomt. Als er een aanhoudende vermogensdissipatie is, wordt de MOSFET heet genoeg om los te komen van het circuit. Hoewel het er niet voor zorgt dat de MOSFET uitvalt, schaadt het wel de thermische prestaties van de MOSFET.

• Schade aan vreemde voorwerpen

Vreemde voorwerpen zoals spanen, moeren, ringen, sleutels en zelfs bouten kunnen ernstige schade aan een MOSFET veroorzaken.

• Overstroom

Als u overtollige stroom door een MOSFET laat lopen, zal dit een storing veroorzaken. De storing is echter afhankelijk van verschillende factoren, zoals hoe hoog de overtollige stroom is en hoe lang u deze door de MOSFET laat stromen.

MOSFETS beschermen

Het komt vaak voor dat uw MOSFET's oververhit raken en afblazen in slechts enkele minuten na het inschakelen van uw MOSFET-gebaseerde circuit. En het gebeurt zelfs ondanks het correct aansluiten van al uw componenten.

Dus als je al je verbindingen hebt gecontroleerd en bevestigd, maar je MOSFET's nog steeds beschadigd raken, zijn hier enkele van de beste manieren om MOSFET's te beschermen:

Avalanchebescherming

MOSFET's kunnen beschadigd raken wanneer hun junctietemperatuur de absolute limiet overschrijdt als gevolg van overmatige spanningsomstandigheden. Wanneer u een te hoge spanning toepast boven de absolute maximale spanning over de interne lichaamsdiodes van de MOSFET, veroorzaakt dit een lawinespanning.

Avalanche Protection Circuit

Bron:Wikimedia Commons.

Nu kunt u dit probleem eenvoudig oplossen door een extra externe hoogvermogendiode over de klemmen van de MOSFET te installeren. Deze oplossing helpt de tegenstroom over de diodes te delen, waardoor overtollige warmte wordt geëlimineerd.

Verwijder verdwaalde inductie

Een veelvoorkomend probleem van de MOSFET is verdwaalde inductantie. Verdwaalde inductantie blijft meestal verborgen in de sporen van het circuit.

MOSFET-schakelschema

Bron:Wikimedia Commons

Bovendien, wanneer het huidige niveau en de schakelfrequentie hoog zijn, zal de kleinste onbeduidende toename in het PCB-spoor (verbindingspad) onderling verbonden inductantie creëren.

PCB-track

Het veroorzaakt ook ernstige defecten in het gedrag van de MOSFET als gevolg van inefficiënte transiënten, pieken en geleiding.

Een oplossing hiervoor is om ervoor te zorgen dat uw sporen breder zijn bij het maken van uw PCB en ervoor te zorgen dat uw apparaten zo dicht mogelijk bij het driver-IC zijn dat de MOSFET en elkaar aandrijft.

Symbool van beschermende stroomonderbreker

Bron:Wikimedia Commons

Belang van poortweerstand

Schadelijke spikes over de drain/gate-pinnen van de MOSFET kunnen ernstige problemen veroorzaken voor uw MOSFET.

Om dit probleem op te lossen, kunt u een weerstand met lage waarden gebruiken in serie met de MOSFET-poort en logische ingangsspanning.

De oplossing maakt dus het exponentieel opladen van de interne condensatoren mogelijk, waardoor de kans op een negatieve piek wordt verkleind.

Omgekeerde diodes gebruiken

Hoewel de capaciteit van de geleidelijke laadpoort de kans op schadelijke pieken verkleint, vertraagt ​​het ook het ontladen van de capaciteit. Wanneer vertraagde ontlading plaatsvindt, zorgt dit ervoor dat de MOSFET onder stressvolle omstandigheden werkt en overtollige warmte genereert.

De oplossing voor dit probleem is het toevoegen van een omgekeerde diode parallel aan de poortweerstand. Het lost ook het probleem van vertraagde ontlading op door een pad te creëren voor de elektrostatische ontlading van de poort via de logische ingang en diode.

Omgekeerde diodecircuit

Bron:Wikimedia Commons

MOSFET's beschermen tegen oververhitting

U kunt op uw MOSFET gebaseerde circuit een hervloeibare thermische beveiliging installeren om oververhitting te voorkomen of warmteafvoer mogelijk te maken.

‘

De RTP werkt als een weerstand van lage waarde wanneer de MOSFET bij normale temperaturen werkt, en u kunt hem dicht bij de MOSFET gemonteerd vinden. Op deze manier kan de RTP de temperatuur van de MOSFET nauwkeurig detecteren.

Oververhitting MOSFET Circuit Fix

Bron:Wikimedia Commons

Ook schakelt de RTP over naar een hoogwaardige weerstand als de temperatuur van de MOSFET stijgt. Deze schakelaar stopt dus de stroom naar de MOSFET en voorkomt dat deze beschadigd raakt.

Een weerstand gebruiken tussen poort en bron

Het is een krachtige manier om uw MOSFET te beschermen en te voorkomen dat deze onder alle omstandigheden doorblaast.

Het gebruik van een weerstand tussen de poort en de bron (ergens tussen 1K en 10K) zou ervoor zorgen dat uw MOSFET snel kan worden uitgeschakeld zodra u het schakelsignaal verwijdert. En dit voorkomt zowel een vergrendelingseffect als mogelijke schade.

Gate/Bron Circuit

Bron:Wikimedia Commons

Voorzorgsmaatregelen voor het beschermen van MOSFET-apparaten

Aangezien N-kanaal MOSFET's en P-kanaal MOSFET's gevoelige apparaten zijn, moet u er altijd voorzichtig mee omgaan.

Bovendien mag u uw MOSFET niet aansluiten of loskoppelen terwijl er stroom door het circuit loopt. Zorg er altijd voor dat de stroom is uitgeschakeld om elektrische schade aan u en uw dure MOSFET's te voorkomen.

Laatste woorden

MOSFET's

MOSFET-bescherming is essentieel en wat belangrijker is, is de potentiële problemen kennen en hoe u deze kunt voorkomen of oplossen.

We hebben enkele andere oorzaken van MOSFET-storingen niet genoemd, zoals een defecte batterij, die optreedt wanneer de voedingsspanning van de batterij te laag wordt, snelle vertraging, zwarte motor en dV/dt-storing.

Zorg er ten slotte voor dat u uw elektronische circuits goed aanpast om het uitvalpercentage van MOSFET te verminderen. Welnu, hiermee is dit artikel afgerond. Als u meer hulp nodig heeft, neem dan gerust contact met ons op, wij helpen u graag verder.