什么原因?qū)е驴刂菩」β薀o刷直流電機(jī)的MOS管被燒壞呢?
若能夠提供詳細(xì)電路圖及各元器件的型號(hào)(比如MOS管型號(hào)等)更好,由于沒電路圖,下面對(duì)這部分設(shè)計(jì)MOS管燒壞常見的可能性故障進(jìn)行分析,自己核對(duì)一下是否有相應(yīng)的問題。
一般幾種情況:
1.啟動(dòng)電流過大,未做任何保護(hù)
2.上下橋臂直通,瞬間過電流
3.死區(qū)時(shí)間過短,反電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)致反向擊穿
4.硬件不確定故障,偶發(fā)現(xiàn)象
5.控制算法是否有誤
6.死區(qū)保護(hù)可能沒有做好,導(dǎo)致H橋的上下臂有直通的可能,可以用多通道示波器測(cè)量一下控制PWM信號(hào),是否有上下臂同時(shí)導(dǎo)通可能。
1、電路圖中是否有續(xù)流二極管?
因?yàn)殡姍C(jī)屬于感性負(fù)載,其內(nèi)部具有線圈,當(dāng)MOS管關(guān)斷瞬間,很大的反向電動(dòng)勢(shì),與原電源電壓疊加產(chǎn)生高壓,從而擊穿管子。
增加該二極管是使線圈與二極管能夠形成回路,給反向電動(dòng)勢(shì)續(xù)流,從而保護(hù)MOS管等控制器件,如下圖D1為電機(jī)續(xù)流二極管。
2、MOS管的選型是否合理?
①電機(jī)驅(qū)動(dòng)瞬間電流比穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)電流(額定電流)要大5~8倍左右,因此MOS管的最大漏極電流應(yīng)選擇電機(jī)額定電流10倍以上,比如額定功率為0.5A的電機(jī),MOS管最大漏極電流應(yīng)選擇5A以上,盡量選擇內(nèi)阻小的MOS管,其內(nèi)阻越小越好。
內(nèi)阻小,壓降小,管子功耗小,其發(fā)熱量就小。②MOS管的最大工作電壓是否滿足要求?選取管子的工作電壓應(yīng)比電機(jī)工作電壓大一倍,比如24V的電機(jī),MOS管最大工作電壓應(yīng)選擇48V以上。
3、MOS管的驅(qū)動(dòng)電壓是否符合要求?
雖然MOS管導(dǎo)通驅(qū)動(dòng)電壓3V~10V左右,但是VGS電壓一般6V~10V管子才能達(dá)到飽和。
若只用3.3V電壓驅(qū)動(dòng),雖然MOS管能夠?qū)ǎ莾?nèi)阻較大,并沒有達(dá)到飽和狀態(tài)。導(dǎo)致管子內(nèi)耗大,發(fā)熱量大而燒壞。如下圖為小功率MOS管2N7002驅(qū)動(dòng)電壓VGS與漏極電流ID曲線圖,可以看出VGS>2V就開始有電流,管子導(dǎo)通,但是電壓高達(dá)5.5V左右管子才飽和。
4、MOS管控制端柵極串聯(lián)電阻是否過大?
雖然MOS管屬于電壓控制型器件,但是該電阻不能省,串聯(lián)該電阻起到隔離保護(hù)作用(如上圖R1)。
若該電阻太大,因?yàn)镸OS管會(huì)有結(jié)電容,管子太大充電速度慢,管子很長(zhǎng)時(shí)間達(dá)不到飽和開通狀態(tài),從而過熱燒毀。該電阻阻值一般10k以內(nèi)即可。
若為正反轉(zhuǎn)控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路,如下圖4個(gè)二極管不能省,這4個(gè)二極管屬于電機(jī)線圈續(xù)流二極管,用于保護(hù)控制電路,若控制管使用的是MOS管,其內(nèi)部一般會(huì)有寄生二極管,不需要外接。
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原文標(biāo)題:小功率無刷直流電機(jī)MOS管燒壞原因
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