Mosfet bläst bei hoher Last mit Gate-Treiber

Ich verwende den LM5060 von TI zum Schalten großer modularer N-Kanal-MOSFETs im SOT-227-Gehäuse (IXFN420N10T) für relativ hohe Lasten von 100-200 A.

Bei kleinen Lasten wie 10-20A funktionierte es gut, dann versuchten wir eine größere Widerstandslast von etwa 50A und es funktionierte völlig gut, als es zum ersten Mal angeschlossen wurde, als das Gate geschaltet wurde, es geöffnet wurde und Strom floss und gut funktionierte. Aber dann funktionierte das Gate des MOSFET nicht mehr immer geöffnet.

Unser Schema basiert auf der Referenz aus dem Datenblatt mit zusätzlichem 0,01-uF-Kondensator am Gate.

Vielleicht weiß jemand, warum Mosfet durchgebrannt ist? Es soll 420 A verarbeiten und bei 50 A brennt es (nicht wörtlich, aber das Tor funktioniert nicht mehr).

EDIT: Hier ist schematisch wie gefragt

EDIT2: Zuerst habe ich in der Dokumentation gesehen, dass Vgate wie 12 V ist, also lag es innerhalb des Bereichs, und jetzt sehe ich in weiterer Dokumentation, dass es dies schreibt, aber ich verstehe nicht wirklich, ob ich richtig verstanden habe:

Eine Ladungspumpe liefert eine Vorspannung über der Eingangs- und Ausgangsspannung, um das N-Kanal-MOSFET-Gate zu verbessern. Wenn die Systemspannung anfänglich angelegt wird und sowohl EN als auch UVLO über ihren jeweiligen Schwellenwerten liegen, wird der GATE-Pin durch die (typische) 24-µA-Stromquelle geladen. Unter normalen Betriebsbedingungen wird die GATE-Pin-Spannung durch einen internen Zener auf etwa 16,8 V über dem OUT-Pin (dh VGS) geklemmt

Wenn ich also verstanden habe, dass es die Spannung VIN - 16,8 V auflädt?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Sind Sie sicher, dass die Gate-Spannung innerhalb der Spezifikation liegt?
Ist das alles, was Sie uns sagen können?
Schaltplan oder es ist nicht passiert. Ihr Schaltplan, keine Kopie eines Datenblatts oder App-npte.
Nun, es ist einfach. Du hast etwas falsch gemacht. Wenn Sie uns nicht genau sagen, was Sie getan haben, können wir Ihnen natürlich nicht helfen.
Wie haben Sie Gate vor übermäßigem LdI/dt geschützt?
Schaltplan habe ich hinzugefügt
TonyStewartEEsince1975 Wenn Sie weitere Fragen haben, kann ich sie beantworten. Ich kenne mich mit LdI/dT-Schutz nicht wirklich aus, daher kann ich das nicht für Sie beantworten
Show-Layout und Cinch-Kühlkörper
Das Layout ist ziemlich einfach, der Chip befindet sich auf einer separaten Platine und der Gate-Draht geht auch auf die Mosfet-VIN- und VOUT-Drähte. Mosfet ist an einem massiven Kühlkörper befestigt.
@C_Elegans Ich habe die Frage zur Gate-Spannung aktualisiert
Wie hoch ist die Eingangsspannung und wie hoch war die Last, als es nicht mehr funktionierte?
Kannst du die Vgs-Impedanz messen?
42 V und ungefähr 50 A war es ungefähr 1 Ohm Widerstandsdraht, der in Wasser getaucht wurde, um ihn zu kühlen.
Du meinst vom Tor zum Boden?
Bei 30 V und einfachem Mosfet, den wir zur Hand hatten, betrug Vgate 42 V. Ich denke, das Problem ist, dass die Gate-Spannung zu hoch ist?
Hast du 42V an Vgs angelegt?
Ich habe mich nicht beworben, aber LM5060 hat es getan: DI und denke, das ist das Problem, oder? Wenn dieser Mosfet bei VGS maximal 20 V beträgt und die Fahrgestellnummer 42 V beträgt, also ~ 15 V mehr, und es ungefähr 60 V am Gate wären, was das Gate getötet hat, denke ich, richtig? Also würde die Zenerdiode dieses Problem lösen, oder?
Aber jetzt habe ich über High-Side-n-Kanal-Mosfet-Schaltungen gelesen und Vgate volgate ist nicht mehr auf Masse, sondern auf Source bezogen, was bedeutet, dass etwa 15 V zusätzlich zur Source-Spannung benötigt werden, oder? 42V auf 30V sollten also in Ordnung sein, oder?

Antworten (1)

Dieser Schaltungstyp erzeugt eine Rampe für die Gate-Spannung, die bewirkt, dass die Ausgangsspannung rampenförmig ansteigt. Dies begrenzt den Einschaltstrom aufgrund kapazitiver Lasten. Aber es gibt eine Kehrseite, während die Spannung ansteigt, arbeitet der MOSFET im linearen Modus und wird einer Belastung von V * I ausgesetzt. In Ihrem Fall hat der von Ihnen gewählte MOSFET einen Ciss von 47 nF, was die von Ihnen hinzugefügten 0,01 uF in den Schatten stellt, sodass die Anstiegszeit etwa 100 ms beträgt. Auf der Hälfte der Rampe verbraucht der MOSFET also 441 W (21 V * 21 A). Im Datenblatt gibt es eine Kurve namens SOA (Safe Operating Area). Bei Vds von 20 V kann der MOSFET 30 A für 100 ms standhalten. Es ist also möglich, dass Sie SOA überschritten haben. Es könnte sich lohnen, ein Zielfernrohr an Gate und Source anzubringen, um zu sehen, wie hoch die Anstiegszeit tatsächlich ist. Sie könnten es mit einer etwas niedrigeren Last versuchen, um zu sehen, ob es überlebt.

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