संधारित्र बैंक संलग्न करने के बाद MOSFET टूट गया

Question

मेरे पास एक सोलनॉइड है जिसमें कॉइल प्रतिरोध और यहां एक स्टील प्रोजेक्टाइल को तेज करता है। मैंने नीचे योजनाबद्ध पोस्ट किया है।$0.3\Omega$

सामान्य संस्करण जो नियंत्रण का काम करता है

GPIO8 MOSFET पर स्विच करने के लिए 5V पर जाता है और ऑप्टिकल सेंसर के साथ प्रक्षेप्य का पता चलने पर इसे बंद कर देता है। और यह ठीक काम करता है ।

इसके बाद, मैंने इसे 10 सुपरकैपेसिटरों के साथ आजमाया, जो श्रृंखला में जुड़े हुए हैं। मैंने इसे 27 वोल्ट तक चार्ज किया।

संस्करण 1

जब मैंने सर्किट को संचालित किया, तो एक स्पार्क था जब मैंने कैपेसिटर ग्राउंड को MOSFET के ग्राउंड से जोड़ा। गेट और सोर्स सर्किट को खोला जाना चाहिए था क्योंकि जब मैंने पहली बार इसे कनेक्ट किया था, तो GPIO8 0v पर है।

कुछ समस्या निवारण के बाद, मैंने पाया कि मैंने MOSFET को मार दिया।

मेरा मानना ​​है कि खेल में 2 संभावनाएं हैं। सबसे पहले, यह संभव है कि MOSFET पर परजीवी समाई एक दोलन और इस प्रकार, वोल्टेज स्पाइक का कारण हो सकता है। मैंने गिरावट के समय को थोड़ा बढ़ाने के लिए और इस प्रकार, चार्ज को कम करने के लिए आर 2 को जोड़ा। वीडियो यहाँ देखें (4:00 पर छोड़ें)

न केवल परजीवी कैपेसिटेंस एक दोलन पैदा कर रहा है, बल्कि एक अन्य कारक यह भी है कि मेरे पास वास्तव में यहां एक आरएलसी सर्किट है। मेरा भार एक विलेय है और मेरा शक्ति स्रोत मेरे सुपरकैपेसिटर हैं। इस प्रकार मैंने D2 को जोड़ा ताकि यह आगे और पीछे साइकिल चलाना शुरू न करे। मैंने MOSFET को भी एक नए के साथ बदल दिया।

संस्करण 2

और फिर भी वही हुआ, कैपेसिटर को जोड़ने से पहले GPIO8 0v पर है, लेकिन MOSFET ने सर्किट वैसे भी पूरा किया और टूट गया, इस बार यह कैमरे पर पकड़ा गया है ।

तो अब मैं यहाँ हूँ। मेरे संधारित्र को 27V चार्ज किया गया है और जब से मैंने दोलनों से छुटकारा पाने के लिए घटकों को जोड़ा है, मैं कुछ और नहीं सोच सकता। डेटशीट के अनुसार, IRF3205 का ब्रेकडाउन वोल्टेज 55v पर है और मैं इससे काफी नीचे हूं।

कोई उज्ज्वल विचार?

Comments

सोलनॉइड का कुंडल प्रतिरोध क्या है?

— शिमोन R

यह मेरी मल्टीमीटर के अनुसार और R = (चालकता * लंबाई) / क्षेत्र सूत्र के अनुसार, 0.3ohm के बारे में है।

— 5Volts

डायोड को बंद करने के लिए आपको एक आस्टसीलस्कप ट्रेस की जरूरत है, यह सुनिश्चित करने के लिए कि डायोड इरादा के अनुसार काम कर रहा है।

— वोल्टेज स्पाइक

"मैंने इसे 27 वोल्ट तक चार्ज किया ... [और फिर] ... संधारित्र जमीन को MOSFET के मैदान से जोड़ा" - क्यों संधारित्र शुरू में जुड़ा नहीं है, और सर्किट में रहते हुए इसे चार्ज करें?

— ब्रूस एबॉट

श्रृंखला में सुपरकैपेसिटर को वोल्टेज संतुलन की आवश्यकता होती है। क्षमता मान बिल्कुल समान नहीं हैं। यदि एक संधारित्र को केवल 2.7 V के बजाय 3 V मिलता है, तो यह नष्ट हो सकता है।

— उवे

Answer 1

आपका गेट ड्राइव वोल्टेज बहुत कम है। उस MOSFET को पूरी तरह से चालू करने के लिए 10V की जरूरत है। 5V सिर्फ बमुश्किल 4V सीमा को साफ करता है जब MOSFET बस मुश्किल से आचरण करना शुरू करता है। यदि आप स्विच पर अपने MOSFET का उपयोग करने का इरादा रखते हैं तो Vgsth का उपयोग न करें। यह वह वोल्टेज है जिस पर यह मुश्किल से संचालित होना शुरू होता है। दिए गए RDson प्राप्त करने के लिए उपयोग किए जाने वाले कम से कम Vgs का उपयोग करें। Vgsth एक रैखिक / एनालॉग डिवाइस के रूप में MOSFET का उपयोग करने के लिए है।

डेटाशीट में चित्र 1 के अनुसार, गेट-सोर्स के पार 5V और ड्रेन-सोर्स के पार 27V के साथ (मैं सोलनॉइड प्रतिरोध को अनदेखा कर रहा हूं क्योंकि यह अपेक्षाकृत कम वोल्टेज गिरता है), MOSFET 10A पर संतृप्त होता है। आपके MOSFET में 270W का प्रसार किया जा रहा है।

और चित्र 1 25C पर है। आपका MOSFET गर्म हो रहा है जबकि यह सब करता है जो इसे चित्र 2 की तरह अधिक संचालित करता है जहां और भी अधिक चालू होता है। इस मामले में यह 30 ए पर 27V की गिरावट के साथ संतृप्त हो रहा है जो कि ~ 800W गर्मी है।

62 सी / डब्ल्यू के सूचीबद्ध जंक्शन-टू-एंबिएंट थर्मल प्रतिरोध के साथ, यह क्रमशः 17,000 और 50,000 सेल्युकस का तापमान वृद्धि है।

इसके अलावा, गेट ड्राइवरों को देखें और विचार करें कि क्या आपको अपने MOSFET के लिए एक की आवश्यकता है या नहीं या अगर सीधे एक पिडली लो-करंट I / O पिन से गेट कैपेसिटेंस ड्राइविंग आपके आवेदन के लिए पर्याप्त है।

Comments

मुझे लगता है कि उन्होंने मूल रूप से कहा था कि उनके पास 0 वी पर रखा गया गेट था।

— क्रिस्टोफर Creutzig

@ChristopherCreutzig हाँ, लेकिन अगर इसकी कोई समस्या नहीं है, तो यह जल्दी से एक हो जाएगा जैसे ही वे अपने वर्तमान मुद्दे को ठीक कर लेंगे फिर भी अपने मूल मुद्दे के लगभग समान दिखेंगे, इसलिए वे शायद इसकी एक ही समस्या सोचेंगे।

— DKNguyen 13

Answer 2

मैं चाहता हूँ कि समस्या एक दोलन नहीं है, यह सिर्फ MOSFET में करंट का प्रारंभिक दबाव है जो इसे मार रहा है। जब आप अपने सुपर-कैप को सर्किट से जोड़ते हैं, तो यह परजीवी MOSFET कैपेसिटर और को चार्ज करेगा । डेटाशीट के अनुसार , केवल 781pF के बारे में है और केवल 211pF के बारे में है, जब V_ 25V है, लेकिन डेटाशीट के प्रति 5 चित्रा उन मान बहुत अधिक होता है जब कम वोल्टेज पर होता है।$\mathrm{C_{oss}}$$\mathrm{C_{rss}}$ सी ओ एस एस सी आर एस एस वी डी एस वी डी एस$\mathrm{C_{oss}}$$\mathrm{C_{rss}}$$\mathrm{V_{ds}}$$\mathrm{V_{ds}}$

इसलिए, मेरा मानना ​​है कि विफलता क्रम निम्नानुसार है:

1. प्रारंभ में MOSFET में कोई वोल्टेज नहीं है, इसलिए परजीवी समाई मान कुछ नैनोफ़ारड हैं।
2. आप 27V लागू करते हैं, एक मात्र 0.3 plus की श्रृंखला प्रतिरोध के साथ (इसके अलावा जो कुछ भी सॉलॉइड है, हम उस संख्या को नहीं जानते हैं)।
3. उन परजीवी संधारित्रों को चार्ज करने के लिए कुछ एम्पीयर उस MOSFET में प्रवाहित होते हैं। यह बहुत कम समय के लिए है, लेकिन यह एक बहुत ही उच्च शिखर वर्तमान मूल्य है!
4. ... उच्च वृद्धि धारा के कारण MOSFET प्रस्फुटित होता है।

उपचार:

• अपनी सुपर-कैप, और / या लगाने से पहले 27V तक धीरे-धीरे लाएं , और$\mathrm{V_{ds}}$
• अपने सुपर-कैप से अधिकतम संभव वर्तमान को सीमित करने के लिए कुछ श्रृंखला प्रतिरोध जोड़ें।

EDIT एक और विफलता मोड अभी मेरे पास आया:

1. पहले जैसा ही, लेकिन चलो गेट-टू-ड्रेन कैपेसिटेंस (अभी भी कुछ नैनोफारड्स) के बारे में चिंता करें।
2. आप तुरंत 27V लागू करते हैं, इसलिए चार्ज का एक गुच्छा आसानी से उस परजीवी गेट-टू-ड्रेन कैपेसिटर से होकर बहता है ।$\mathrm{C_{gd}}$
3. उस गेट-टू-ड्रेन कैपेसिटर के माध्यम से करंट आसानी से उस 20k रेसिस्टर के पार एक बड़े वोल्टेज को पेश करने के लिए पर्याप्त है जो वोल्टेज को कम पकड़ रहा था।
4. MOSFET चालू होता है, उच्च प्रवाह धारा के कारण ऊपर उड़ता है।

यह दूसरी परिकल्पना संभवतः अधिक संभावना परिकल्पना है। जैसा कि DKNguyen बताते हैं, आपके सर्किट का निर्माण सामान्य ऑपरेशन में भी MOSFET को उड़ा देगा।

पहले की तरह, सबसे अच्छा समाधान चोटी के वर्तमान को सीमित करने का एक तरीका खोजना है।

Answer 3

आप शायद गेट को मुश्किल से नहीं चला रहे हैं। GPIO शायद बहुत अधिक प्रतिबाधा है। आप 12-15v बंद चल रहे एक उचित गेट ड्राइव चिप को शामिल करना चाहते हैं। आप बस अपने 27v बस से एक रैखिक नियामक का उपयोग कर सकते हैं।

R2 केवल आपके गेट ड्राइव को इस मामले में उच्चतर प्रतिबाधा बनाकर आपको नुकसान पहुंचा रहा है। मैं सुझाव देता हूं कि मूल्य 10 ओम तक गिरा दिया जाए।

यदि संभव हो तो, 1v पर अपने परीक्षण शुरू करें और अपना काम करें, यह सुनिश्चित करें कि सब कुछ ठीक है। आप इस तरह से बहुत सारे सिलिकॉन बचाएंगे।

और कृपया अपने सुपरकैप के पार बैलेंसिंग रेसिस्टर्स लगाएं। मुझे नहीं पता कि आपके कैप का रिसाव क्या है, लेकिन मुझे लगता है कि यदि आप उन्हें अधिकतम वोल्टेज पर चार्ज करना चाहते हैं, तो प्रत्येक कैप के साथ 1k समानांतर में सुरक्षित रहेगा।

Comments

जाहिर है आपको अपने गेट ड्राइव की आपूर्ति प्राप्त करने के लिए एक और वोल्टेज की आवश्यकता होगी यदि आप 1v से शुरू करते हैं जैसे मैंने सुझाव दिया था।

— सीन

Answer 4

आपके खर्च पर फ़्लिपिंग लगने के जोखिम पर, एक डॉक्टर को देखने वाले रोगी के बारे में एक पुराना मजाक है:

रोगी: "डॉक्टर, ऐसा करने पर मुझे दर्द होता है।"

डॉक्टर: "ठीक है, फिर मत करो।"

इस मामले में, "ऐसा करें" के लिए "अंतिम रूप से जमीन को कनेक्ट करें" स्थानापन्न करें।

यह मत करो।

हमेशा मैदान को एक साथ बांधे रखें। यदि आप परिचालन करते समय दो प्रणालियों को कनेक्ट करते हैं, तो हमेशा जमीन को पहले, फिर बिजली, फिर नियंत्रण रेखाओं से कनेक्ट करें - और सुनिश्चित करें कि नियंत्रण रेखाएं सुरक्षित हैं ताकि जब वे चल रहे हों तो बिजली लगाने से आपको समस्या न हो।

आपके विशिष्ट विफलता मोड के रूप में, श्री स्न्रब शायद सही है, हालांकि कुंडल की प्रेरण वास्तव में एक अशुभ सीमक के रूप में कार्य करना चाहिए।

Answer 5

यदि आप एक अशुभ सीमक सर्किट में रुचि रखते हैं, तो टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स एक बनाता है जिसमें यहां मौसर पर मूल्यांकन मॉड्यूल है । TPS2491 के लिए डेटशीट श्रृंखला को MOSFET (केवल इस बात को सुनिश्चित करने के लिए नहीं) को सीमित करते हुए (मज़ेदार पर्याप्त) शक्ति को ध्यान में रखती है ।

मुझे यकीन नहीं है कि यह आपके डिज़ाइन के लिए व्यावहारिक होगा या नहीं, लेकिन यह कोशिश करना आसान है और कम से कम एक-एक पल को समझने के लिए कि आपके सर्किट में MOSFET क्या हो रहा है। सौभाग्य!