Что случилось с МОСФЕТом? Опции

[Меджикивис]

Обстоятельства дела.
Изготавливаю стабилизатор тока, ключевой, на ток до 25А. Но вопрос темы пока не о нем (если придется совсем уж туго, дам про него тему отдельно). Пока вкратце: схема традиционная - дроссель, замкнутый диодом Шоттки и ключ на МОСФЕТе.
Нагрузка в цепи дросселя и малоомный резистор-датчик тока.
Компаратор снимает напряжение с этого резистра, и когда ток превышает заданный, компаратор выключает МОСФЕТ.
Силовое питание: нестабилизированные +12..+16V (мост 50Гц и здоровенный электролит + МБГО 10мкф)

Подробности.
Поскольку питающее напряжение меньше допустимого для затвора, освобождаемся от драйвера верхнего плеча.
Силовая часть решена так:
МОСФЕТ IRF5305, p-типа, включен истоком к +12V, нагрузка с дросселем находятся около "земли" (минуса питания).
Управляется МОСФЕТ от драйвера IR4426. Этот драйвер имеет ток выхода до 1.5А и триггер Шмитта с инверсией.
Драйвер запитан непосредственно от силовых +12V, на ножки питания микросхемы напаян керамический конденсатор 0.1мкФ.
Затвор МОСФЕТа подключен к выходу драйвера через МЛТ0.125, 33 Ом.

На этом преамбулу заканчиваю.

Что произошло.
Схема пока представляет собой макет на проводах, раскиданная на столе; пока проверяю работоспособность в принципе.
Нагрузкой служит амперметр (КЗ - для стабилизатора тока допустимый режим), в цепь стока включил лампочку, для защиты в процессе отладки.

Как я и предполагал - огромное количество головной боли со звоном в цепях и самовозбудом. Кажется, преодолел эти проблемы, надев на провод стока ферритовую бусину. ("бусина" представляет собой антизвонную ферритовую трубку, снятую с видеошнура от старого монитора).

Пробую на большем токе: в качестве лампочки поставил автомобильную фару, 10 Ампер.
В первом приближении всё сносно регулируется. (Бусина заметно греется.)

Хочу посмотреть, как поведет себя схема без бусины. Ток ограничен 10А в амплитуде импульса (вдвое ниже номинального), вроде сгорать ничего не должно.
Снимаю бусину, включаю.
Схема немедленно входит в самовозбуд и что-то сгорает (лампа загорается и не гасится).

Смотрю, что сгорело. Оказалось - драйвер МОСФЕТа.
Прозваниваю сам МОСФЕТ: замыкания на затворе нет.
Ставлю новый драйвер, к компаратору пока не подсоединяю, даю на вход драйвера уровень в ручную: лампа и загорается, и гаснет, всё как положено.
Восстанавливаю схему, возвращаю на место бусину, теперь должно всё быть снова нормально.
Ан нет! - теперь схема на небольшом токе срывается в самовозбуд (но гораздо более мягкий, без мгновенных разрушений).
В таком самовозбуде (частота - приблизительно 1 МГц) драйвер жестоко греется, аж пышет, выключаю сразу.
Что повреждено? Компаратор? - Не верю...
Обнаруживаю, что дисковый керамический конденсатор на ножках драйвера, 0.1мкФ, греется сильнее чем сам драйвер! Ясно, что греется мощностью высокой частоты. Но откуда она там взялась?
Все-таки компаратор? - не верю...
Заменяю МОСФЕТ.
Всё пришло в норму. Самовозбуд пропал, драйвер не греется, конденсатор тоже.



ТЕПЕРЬ ВОПРОС ТЕМЫ.

Что повреждено в МОСФЕТе?
Может быть Вы встречались с таким типом неисправности.

2. Не понимаю, почему вообще что-то сгорело - ведь ток был ограничен.

3. Не понимаю, каким образом побитому МОСФЕТу удается так сильно грузить драйвер: ведь затвор соединен с выходом через резистор. Даже в случае любого КЗ в затворе, 12V / 33 Ом не превысит 400 мА, явно недостаточно, чтобы перегрузить полутораамперный драйвер.


Буду благодарен за разъяснения.



Сообщение отредактировал Меджикивис - Jun 29 2015, 17:15

[Plain]

Дополните Вашу якобы простую схему из якобы трёх деталек всем тем, чем Вы её по факту одарили, а именно, замените все прямые линии на ней завитушками, т.е. индуктивностями всей этой полусотни проводочков, и тогда увидите, что такое творение неработоспособно уже в теории.

[Меджикивис]

замените все прямые линии на ней завитушками, т.е. индуктивностями

Да, забыл уточнить. Микросхема драйвера напаяна непосредственно на ноги МОСФЕТа; длина линии от выхода драйвера до затвора равна длине выводов МЛТушки. Так что в этом месте завивать особенно нечего, а остальные места не очень должны влиять на драйвер.


Прямые проводники конечно тоже обладают индуктивностью, не спорю.
Наибольшая длина цепи у меня сейчас приблизительно сантиметров 30. Значит резонансная частота будет под гигагерц, и она едва ли достижима для такого ключа, даже на фронтах.

Но мне хотелось бы понять все же, что именно повреждено в формально рабочем МОСФЕТЕ. (Так как вообще, где-либо возникшая вот такая-вот неисправность представит большую проблему для поиска и ремонта.)

Дополните свою "традиционную схему" традиционной UC3842 или подобной current sence PWM

Выигрыш именно в чем она мне даст?

[Егоров]

Да, забыл уточнить.
Наибольшая длина цепи у меня сейчас приблизительно сантиметров 30.

Всего-то? Для начала хоть схему графически представьте. Со слов она трудновоображаема. Такие токи уже требуют тщательной разводки и трансформатор тока в датчике.
Коекакерские макеты на висячих проводах с такими мощностями, как правило, не работают.