司做了一款低壓數控電源,基本指標如下:
輸入12VDC
輸出四路:-5V~5V,電流-40A~40A。
由于端口有漏電流要求,采用直流繼電器成本太高,就采用MOSFET代替繼電器。MOSFET型號為IRF1324S-7PPbF,這款MOSFET在公司當繼電器用有三年左右的經驗,一直沒有出任何過問題。但在這個電源上使用時,部分單板的三通道出現IRF1324S-7PPbF嚴重發熱燒毀的現象。詭異的問題就出在這里,幾千塊板 老化時沒有一個出現燒IRF1324S-7PPbF,客戶使用三個月后陸續出現了近100個單板出現IRF1324S-7PPb嚴重發熱燒毀的現象。
對出問題的單板進行檢查發現:
① 出現問題的單板全部燒的都是三通道(每個單板四路輸出,出現問題的都是第三路)。
② 所有燒IRF1324S-7PPbF的單板最后都是工作在電流輸出負40A電流時。
②MOSFET發熱溫度估測在200℃左右,且為持續發熱。單板上MOSFET下面的銅皮被燒的翹起,MOSFET本體發黑裂開,但沒有炸裂的跡象。
③檢查整個單板發現損壞的器件只有一個,就是這個當繼電器用的IRF1324S-7PPbF,包括它的驅動電路在內,沒有一個其他器件損壞,更換IRF1324S-7PPbF,單板可以正常工作,一兩個月都沒有問題。
④檢查損壞的IRF1324S-7PPbF:有一半以上是柵極對漏極出現低阻抗(幾十到幾百歐姆),柵極對源極高阻,漏極對源極高阻。其中找到一兩個剛發熱就發現的IRF1324S-7PPbF,檢查結果為:柵極對漏極出現低阻抗(幾十到幾百歐姆),柵極對源極高阻,漏極對源極短路。
實際使用電路如下:
電路的拓撲是一個H橋,MOSFET放在輸出端口,充當繼電器的功能。
注:IRF1324S-7PPbF是當繼電器在用,電源開始工作后,他的驅動一直拉高,所以驅動電阻為1K的情況下也能正常導通。實測IRF1324S-7PPbF驅動電壓在6V~9V之間浮動(源極電壓不固定)。
① 電路的原理沒有問題(如果電路原理有問題,不會只壞三通道)
② IRF1324S-7PPbF發熱是驅動不足,工作在線性放大區導致的。
1.(IRF1324S-7PPbF門限電壓為2.2~3.9V,實測4.1V以上IRF1324S-7PPbF可以導通,發熱正常)
2.焊錫熔點在183℃左右,能將焊錫融化,說明IRF1324S-7PPbF發熱的確到了200℃左右,熱成像儀測試數據基本可靠。
暫時處理方法:對三通道IRF1324S-7PPbF的源極外加一層銅皮,既可以增強倒流能力,也可以增加散熱。(這樣處理過后,一個月左右,還是出現4個通道IRF1324S-7PPbF燒毀)
一直沒有弄清楚的問題是IRF1324S-7PPbF為什么會出現柵極對漏極低阻抗?