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MOS管损坏的原因及解决方案

冬至子 来源:网络整理 作者:网络整理 2024-02-26 11:40 次阅读

MOS在控制器电路中的工作状态:开通过程(由截止到导通的过渡过程)、导通状态、关断过程(由导通到截止的过渡过程)、截止状态。

MOS主要损耗也对应这几个状态:开关损耗(开通过程和关断过程),导通损耗,截止损耗(漏电流引起的,这个忽略不计),还有雪崩能量损耗。

只要把这些损耗控制在MOS承受规格之内,MOS即会正常工作,超出承受范围,即发生损坏。而开关损耗往往大于导通状态损耗,不同MOS这个差距可能很大。

Mos开关原理 :Mos是电压驱动型器件,只要栅极和源级间给一个适当电压,源级和漏级间通路就形成。这个电流通路的电阻被成为mos内阻,就是导通电阻。这个内阻大小基本决定了mos芯片能承受的最大导通电流(当然和其它因素有关,最有关的是热阻),内阻越小承受电流越大(因为发热小)。

静电放电和高温

静电放电是指在MOS管与其他元件或人体之间发生的电荷交换现象,如果静电放电能量过大,会导致MOS管的击穿或损坏。

MOS管在高温环境下工作时,将降低其电性能,进而引起烧坏。同时,高温也会损坏MOS管的封装材料,导致漏电等问题。

因此,要保证焊接点的质量和稳定性。避免出现虚焊、冷焊等现象。也要关注散热问题,通过加装散热片、风扇等散热装置来降低高温问题。

MOS管控制端栅极串联电阻是否过大?

虽然MOS管属于电压控制型器件,但是该电阻不能省,串联该电阻起到隔离保护作用。

若该电阻太大,因为MOS管会有结电容,管子太大充电速度慢,管子很长时间达不到饱和开通状态,从而过热烧毁。该电阻阻值一般10k以内即可。

若为正反转控制电机驱动电路,如下图4个二极管不能省,这4个二极管属于电机线圈续流二极管,用于保护控制电路,若控制管使用的是MOS管,其内部一般会有寄生二极管,不需要外接。

图片

MOS管体二极管的缓慢反向恢复

诸如特斯拉线圈之类的高 Q 谐振电路能够在其电感和自电容中存储大量能量。

在某些调谐条件下,当一个MOS管关闭而另一个器件打开时,这会导致电流“续流”通过 MOS管的内部体二极管。

这个原本不是什么问题,但当对面的MOS管试图开启时,内部体二极管的缓慢关断(或反向恢复)就会出现问题。

与MOS管 自身的性能相比,MOS管 体二极管通常具有较长的反向恢复时间。如果一个 MOS管的体二极管在对立器件开启时导通,则类似于上述击穿情况发生“短路”。

这个问题通常可以通过在每个MOS管周围添加两个二极管来缓解。

首先,肖特基二极管与MOS管源极串联,肖特基二极管可防止MOS管体二极管被续流电流正向偏置。其次,高速(快速恢复)二极管并联到MOS管/肖特基对,以便续流电流完全绕过MOS管和肖特基二极管。

这确保了MOS管体二极管永远不会被驱动导通,续流电流由快恢复二极管处理,快恢复二极管较少出现“击穿”问题。

雪崩破坏

如果在漏极-源极间外加超出器件额定VDSS的电涌电压,而且达到击穿电压V(BR)DSS (根据击穿电流其值不同),并超出一定的能量后就发生破坏的现象。

在介质负载的开关运行断开时产生的回扫电压,或者由漏磁电感产生的尖峰电压超出功率MOSFET的漏极额定耐压并进入击穿区而导致破坏的模式会引起雪崩破坏。

典型电路:

图片

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