Nichts ist immun gegen Schäden, und dazu gehören auch MOSFETS. Aber warum werden MOSFETS beschädigt? Die Quintessenz ist; MOSFETS erleiden Schäden, wenn Sie sie über ihre Bewertungen hinaus verwenden. Wenn Sie also möchten, dass Ihr MOSFET lange lebt und gleichzeitig ordnungsgemäß funktioniert, sollten Sie den MOSFET-Schutz ernst nehmen. Glücklicherweise ist es nicht komplex und leicht zu verstehen. Wenn Sie jedoch Schwierigkeiten haben, es zu verstehen und mehr über den MOSFET-Schutz erfahren möchten, sind Sie hier genau richtig.
In diesem Artikel erfahren Sie alles über MOSFET-Schutz und wie Sie MOSFETs in Ihrer Anwendungsschaltung schützen können.
Bist du so weit? Lass uns gleich einsteigen!
MOSFET-Schutz:Was ist MOSFET-Schutz?
MOSFETs sind zerbrechliche Geräte, die Sie leicht beschädigen können, indem Sie die falsche Bewegung ausführen. Daher sollten Sie vorsichtig mit ihnen umgehen, insbesondere wenn sie nicht in einer Schaltung installiert sind.
Installierte MOSFETs sind jedoch genauso zerbrechlich wie jedes ähnliche Gerät (sowohl in Größe als auch in Konstruktion) in einer Schaltung.
Der MOSFET-Schutz umfasst also alle verschiedenen Möglichkeiten, um Ihren MOSFET effektiv vor unvorhergesehenen Schäden zu schützen.
Doch warum sind MOSFETs so schadensempfindlich? Nun, MOSFETs verfügen über eine ultradünne Siliziumschicht, die Sie zwischen dem Gate-Pin und dem Kanal finden können. Jetzt werden MOSFETs leicht durch zu viel Gate-to-Source-Spannung (Vgs) beschädigt, da die Isolierschicht dünn ist.
MOSFET-Schutz:Warum versagen MOSFETs?
MOSFETs
Es ist nicht einfach, die genaue Ursache Ihres beschädigten MOSFETs zu bestimmen, und hier liegt das Problem. Meistens wissen wir nicht, was einen Fehler in einem MOSFET verursachen könnte. Außerdem führt ein Ausfall in einem MOSFET zu einer Fehlfunktion und wechselt in einen anderen Fehlermodus. Und das allein macht es schwierig, die ursprüngliche Ursache für den Ausfall des MOSFETs herauszufinden.
Fehlermodi oder -ursachen
Hier sind einige der Ursachen für DEN MOSFET-Ausfall:
Lawinenausfall
Lawinenausfall tritt immer dann auf, wenn Sie die maximale sichere Betriebsspannung eines MOSFETs überschreiten. Es verursacht eine Lawinendurchbruchspannung, die nicht so zerstörerisch ist, aber ausreicht, um Einen fehlerhaften MOSFET zu hinterlassen.
Kurzgeschlossene Last
Wenn induktive Lasten Kurzschlüsse erleiden, kommt es zu einer Stromerhöhung, die wiederum die Strombegrenzung aktiviert. Dies schützt den Stromkreis zwar vor sofortigem Ausfall, garantiert jedoch nicht die Sicherheit Ihrer MOSFETs.
Wenn Sie also zu kurze Shorts haben, führt dies schließlich zu Ausfällen.
Überschüssige Verlustleistung
Dieser Fehlermodus hängt von der Menge der freigesetzten überschüssigen Leistung ab. Bei anhaltender Verlustleistung wird der MOSFET heiß genug, um sich vom Stromkreis zu lösen. Obwohl es nicht dazu führt, dass der MOSFET ausfällt, beschädigt es die thermische Leistung des MOSFETs.
Fremdkörperschäden
Fremdkörper wie Späne, Muttern, Unterlegscheiben, Schraubenschlüssel und sogar Schrauben können einen MOSFET schwer beschädigen.
Überschüssiger Strom
Das Passieren von überschüssigem Strom durch einen MOSFET führt zu einem Ausfall. Der Ausfall hängt jedoch von mehreren Faktoren ab, z. B. wie hoch der überschüssige Strom ist und wie viel Zeit Sie ihn durch den MOSFET fließen lassen.
MOSFET-Schutz:So schützen Sie MOSFETS
Es ist üblich, dass Ihre MOSFETs in wenigen Minuten nach dem Einschalten Ihrer MOSFET-basierten Schaltung überhitzen und abblasen. Und das sogar, obwohl alle Ihre Komponenten richtig angeschlossen sind.
Wenn Sie also alle Ihre Verbindungen überprüft und bestätigt haben, Ihre MOSFETs jedoch immer noch beschädigt sind, finden Sie hier einige der besten Möglichkeiten, MOSFETs zu schützen:
Lawinenschutz
MOSFETs können beschädigt werden, wenn ihre Sperrschichttemperatur aufgrund von Überspannungsbedingungen den absoluten Grenzwert überschreitet. Wenn Sie eine Überspannung über die absolute Höchstspannung an die internen Körperdioden des MOSFETs anlegen, verursacht dies eine Lawinenspannung.
Lawinenschutz-Kreislauf
Quelle: Wikimedia Commons.
Jetzt können Sie dieses Problem problemlos lösen, indem Sie eine zusätzliche externe Hochleistungsdiode über die Anschlüsse des MOSFETs installieren. Diese Lösung hilft, den Rückstrom auf die Dioden zu verteilen und die Erzeugung überschüssiger Wärme zu eliminieren.
MOSFET-Schutz:Befreien Sie sich von streunender Induktivität
Ein häufiges Problem des MOSFETs ist die Streuinduktivität. Streuinduktivität bleibt normalerweise in den Spuren der Schaltung verborgen.
MOSFET-Schaltplan
Quelle: Wikimedia Commons
Wenn der Strompegel und die Schaltfrequenz hoch sind, erzeugt die kleinste unbedeutende Erhöhung der Leiterplattenspur (Verbindungsweg) eine miteinander verbundene Induktivität.
Pcb-Spur
Es wird auch schwere Defekte im Verhalten des MOSFETs aufgrund ineffizienter Transienten, Spikes und Leitungen verursachen.
Eine Lösung hierfür besteht darin, sicherzustellen, dass Ihre Spuren breiter sind, wenn Sie Ihre Leiterplatte erstellen, und sicherzustellen, dass Ihre Geräte so nah wie möglich an dem Treiber-IC sind, der den MOSFET und einander antreibt.
Symbol für Schutzschalter
Quelle: Wikimedia Commons
Bedeutung des Torwiderstands
Schädliche Spitzen über die Drain-/Gate-Pins des MOSFETs können schwerwiegende Probleme für Ihren MOSFET verursachen.
Um dieses Problem zu lösen, können Sie einen Widerstand mit niedrigen Werten in Reihe mit dem MOSFET-Gate und der Logikeingangsspannung verwenden.
Somit ermöglicht die Lösung die exponentielle Aufladung der internen Kondensatoren, was die Wahrscheinlichkeit eines negativen Spikes verringert.
MOSFET-Schutz:Verwenden von Reverse-Dioden
Während die allmähliche Ladegate-Kapazität die Wahrscheinlichkeit schädlicher Spitzen abstumpft, verzögert sie auch die Entladung der Kapazität. Wenn eine verzögerte Entladung auftritt, führt dies dazu, dass der MOSFET unter stressigen Bedingungen arbeitet und überschüssige Wärme erzeugt.
Die Lösung für dieses Problem besteht darin, parallel zum Gate-Widerstand eine Reverse-Diode hinzuzufügen. Außerdem behandelt es das Problem der verzögerten Entladung, indem es einen Pfad für die elektrostatische Entladung des Gates durch den Logikeingang und die Diode erstellt.
Umgekehrte Diodenschaltung
Quelle: Wikimedia Commons
Schutz von MOSFETs vor Überhitzung
Sie können einen reflowablen Wärmeschutz in Ihre MOSFET-basierte Schaltung einbauen, um eine Überhitzung zu verhindern oder eine Wärmeableitung zu ermöglichen.
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Der RTP funktioniert wie ein Low-Value-Widerstand, wenn der MOSFET bei normalen Temperaturen arbeitet, und Sie können ihn in der Nähe des MOSFETs montieren. Auf diese Weise kann der RTP die Temperatur des MOSFETs präzise erfassen.
Überhitzung MOSFET Circuit Fix
Quelle: Wikimedia Commons
Außerdem schaltet der RTP auf einen hochwertigen Widerstand um, wenn die Temperatur des MOSFETs steigt. Daher verhindert dieser Schalter, dass Strom zum MOSFET fließt und verhindert, dass er beschädigt wird.
MOSFET-Schutz:Verwenden eines Widerstands zwischen Gate und Source
Es ist eine leistungsstarke Möglichkeit, Ihren MOSFET zu schützen und zu verhindern, dass er unter allen Umständen explodiert.
Die Verwendung eines Widerstands zwischen Gate und Quelle (zwischen 1K und 10K) würde sicherstellen, dass sich Ihr MOSFET schnell ausschalten kann, sobald Sie das Schaltsignal entfernen. Und das verhindert sowohl einen Rasteffekt als auch mögliche Beschädigungen.
Gate/Source-Schaltung
Quelle: Wikimedia Commons
Vorsichtsmaßnahmen zum Schutz von MOSFET-Geräten
Da N-Kanal-MOSFETs und P-Kanal-MOSFETs empfindliche Geräte sind, müssen Sie immer vorsichtig mit ihnen umgehen.
Verbinden oder trennen Sie Ihren MOSFET außerdem nicht, während Strom durch den Stromkreis fließt. Stellen Sie immer sicher, dass der Strom ausgeschaltet ist, um elektrische Schäden an Ihnen und Ihren teuren MOSFETs zu vermeiden.
MOSFET-Schutz:Abschließende Worte
MOSFETs
MOSFET-Schutz ist unerlässlich und was noch wichtiger ist, ist, die potenziellen Probleme zu kennen und zu wissen, wie man sie verhindert oder behebt.
Wir haben einige andere Ursachen für den MOSFET-Ausfall nicht erwähnt, darunter eine defekte Batterie, die auftritt, wenn die Batterieversorgungsspannung zu niedrig wird, schnelle Verzögerung, geschwärzter Motor und dV / dt-Ausfall.
Stellen Sie schließlich sicher, dass Sie Ihre elektronischen Schaltungen ordnungsgemäß optimieren, um die Ausfallrate von MOSFETs zu reduzieren. Nun, das schließt diesen Artikel ab, wenn Sie weitere Hilfe benötigen, zögern Sie nicht uns zu kontaktieren, und wir helfen Ihnen gerne weiter.
