MOSFET kondansatör bankını taktıktan sonra kırıldı

Ben bir bobin direnci olan bir solenoidim var $0.3\Omega$ ve burada bir çelik mermi hızlandırır. Aşağıdaki şemaları yayınladım.

Kontrol görevi gören Normal Sürüm

GPIO8, MOSFET'i açmak ve optik sensörle mermi algılandığında kapatmak için 5V'a gider. Ve gayet iyi çalışıyor .

Sonra, seri bağlı 10 süper kapasitör ile denedim. 27 volta kadar şarj ettim.

Versiyon 1

Devreye güç verdiğimde, kondansatör topraklamasını MOSFET'in topraklamasına bağladığımda bir kıvılcım vardı. Gate ve Source devresi açılmış olmalı çünkü ilk bağladığımda GPIO8 0v'de.

Bazı sorun giderme işlemlerinden sonra MOSFET'i öldürdüğümü fark ettim.

Oyunda 2 olasılık olduğuna inanıyorum. İlk olarak, MOSFET üzerindeki parazitik kapasitansın bir salınım ve dolayısıyla voltaj artışına neden olmuş olması mümkündür. Düşme süresini biraz arttırmak ve böylece yükü azaltmak için R2 ekledim. Bkz buraya videoyu (4:00 atla)

Parazitik kapasitans sadece bir salınıma neden olmakla kalmaz, başka bir faktör de aslında burada bir RLC devresine sahip olmamdır. Yüküm bir solenoid ve güç kaynağım süper kapasitörlerim. Bu yüzden D2'yi ekledim, böylece bisiklete binmeye başlamıyor. Ayrıca MOSFET'i yenisiyle değiştirdim.

Versiyon 2

Yine de aynı şey oldu, kapasitörü bağlamadan önce GPIO8 0v'de ama MOSFET devreyi yine de tamamladı ve kırdı, bu sefer kameraya yakalandı .

Yani şu an buradayım. Kapasitörüm 27V'a yüklendi ve salınımlardan kurtulmak için bileşenleri eklediğim için başka bir şey düşünemiyorum. Veri sayfasına göre, IRF3205'in arıza voltajı 55v'de ve bunun çok altındayım.

Parlak fikirler var mı?

Kapı tahrik voltajınız çok düşük. Bu MOSFET'in tamamen açılması için 10V'a ihtiyacı vardır. 5V, MOSFET zorlukla çalışmaya başladığında 4V eşiğini neredeyse hiç temizlemez. MOSFET'inizi bir anahtarda kullanmayı düşünüyorsanız Vgsth'yi KULLANMAYIN. Bu zar zor iletmeye başladığı voltaj. Verilen RDson'u elde etmek için kullanılandan en az bir Vgs kullanın. Vgsth, MOSFET'i doğrusal / analog bir cihaz olarak kullanmak içindir.

Veri sayfasındaki Şekil 1'e göre, geçit kaynağında 5V ve tahliye kaynağında 27V ile (nispeten az voltaj düştüğü için solenoid direncini görmezden geliyorum), MOSFET 10A'da doyurur. Bu 270W, MOSFET'inize dağıtılıyor.

Ve Şekil 1, 25 ° C'dadır. MOSFET'iniz tüm bunları yaparken ısınıyor ve bu da daha fazla akımın gerçekleştirildiği Şekil 2'deki gibi çalışmasını sağlıyor. Bu durumda, 30A'da ~ 800W ısı yayılan bir 27V damla ile doyurulur.

Listelenen 62 C / W'lık bir kavşak-ortam ısıl direnci ile, bu sırasıyla 17,000 ve 50,000 Celcius sıcaklık artışıdır.

Ayrıca, kapı sürücülerine bakın ve MOSFET'iniz için bir taneye ihtiyacınız olup olmadığını veya doğrudan kapının kapasitansını piddly düşük akım I / O pininden sürmek için uygulamanız için yeterli olup olmadığını düşünün.

$\mathrm{C_{oss}}$$\mathrm{C_{rss}}$$\mathrm{C_{oss}}$$\mathrm{C_{rss}}$$\mathrm{V_{ds}}$ 25V, ancak Şekil 5 başına veri sayfasının bu değerleri daha yüksek olduğunda$\mathrm{V_{ds}}$ düşük voltajda.

Bu yüzden başarısızlık dizisinin aşağıdaki gibi olduğuna inanıyorum:

1. Başlangıçta MOSFET boyunca voltaj yoktur, bu nedenle parazitik kapasitans değerleri birkaç nanofaraddır.
2. Sadece 0.3 apply'luk bir seri dirençle 27V uygularsınız (artı solenoidin sahip olduğu endüktans ne olursa olsun; bu sayıyı bilmiyoruz).
3. Bu parazitik kapasitörleri şarj etmek için bu amperden birkaç amper akar. Çok kısa bir süre için, ama çok yüksek bir tepe akım değeri!
4. ... yüksek dalgalanma akımı nedeniyle MOSFET patlar.

Çareleri:

• Yavaşça getir $\mathrm{V_{ds}}$ süper kapağınızı uygulamadan önce 27V'a kadar ve / veya,
• Süper kapağınızdan mümkün olan maksimum akımı sınırlamak için bir seri direnç ekleyin.

EDIT Başka bir arıza modu daha yeni geldi:

1. Daha öncekine benzer, ancak geçitten drenaj kapasitansı hakkında endişelenelim (yine de birkaç nanofarad).
2. Anında 27V uygularsınız, böylece bu parazitik kapıdan tahliye kapasitörüne bir miktar şarj kolayca akar $\mathrm{C_{gd}}$.
3. Bu geçit-drenaj kapasitöründen geçen akım, voltajı düşük tutan 20k direnç boyunca büyük bir voltaj oluşturmak için kolayca yeterlidir.
4. MOSFET açılır, yüksek dalgalanma akımı nedeniyle patlar.

Bu ikinci hipotez muhtemelen daha muhtemel hipotezdir. DKNguyen'in belirttiği gibi, inşa edildiği gibi devreniz normal çalışmada bile MOSFET'i havaya uçuracaktır.

Daha önce olduğu gibi, en iyi çözüm tepe akımını sınırlamanın bir yolunu bulmaktır.

Muhtemelen kapıyı yeterince sert kullanmıyorsunuzdur. GPIO muhtemelen çok yüksek empedanslıdır. 12-15v kapalı düzgün bir kapı sürücü çipi dahil etmek istiyorum. 27v veriyolunuzdan lineer bir regülatör kullanabilirsiniz.

R2 sadece bu durumda kapı tahrik empedansınızı yükselterek size zarar verir. Değeri 10 ohm'a düşürmenizi öneririm.

Mümkünse, testlerinizi 1v'de başlatın ve her şeyin yolunda olduğundan emin olarak çalışın. Bu şekilde çok fazla silikon tasarrufu yapacaksınız.

Ve lütfen dengeleme dirençlerini üst kapaklarınıza yerleştirin. Kapaklarınızın sızıntısının ne olduğunu bilmiyorum, ancak maksimum voltaja şarj etmek isterseniz, her bir başlığa paralel olarak 1k değerinin daha güvenli olacağını tahmin ediyorum.

Masraflarınızda yanıltıcı gelme riski altında, bir doktoru gören bir hasta hakkında eski bir şaka var:

Hasta: "Doktor, bunu yaptığımda acıyor."

Doktor: "Öyleyse yapma."

Bu durumda, "bunu yap" yerine "zemini son bağla" ifadesini kullanın.

Yapma.

Gerekçeleri daima birbirine bağlı tutun. Çalışır durumdayken iki sistemi bağlamanız gerekiyorsa, her zaman önce toprağı, ardından gücü, ardından kontrol hatlarını bağlayın ve kontrol hatlarının korunurken, yüzen olduklarında güç uygulanmasının size sorun vermeyeceğinden emin olun.

Spesifik arıza modunuzla ilgili olarak, Snrub muhtemelen doğrudur, ancak bobinin endüktansı gerçekten bir yığılma sınırlayıcısı olarak hareket etmelidir.

Bir yığılma sınırlayıcı devresi ile ilgileniyorsanız, Texas Instruments burada Mouser üzerinde bir değerlendirme modülü olan bir tane yapar . TPS2491 için veri sayfası, MOSFET serisini sınırlayan (yeterince komik) gücü dikkate alır (sadece bu şeyin olmamasını sağlamak için).

Bunun tasarımınız için pratik olup olmayacağından emin değilim, ancak devrenizdeki MOSFET'e neler olduğunu anlamak için en azından a-ha anını denemek ve almak için yeterince kolay. İyi şanslar!