MOSFET e resistor de acionamento queimando.

oiluj · 31 de julho de 2024

Bom dia pessoal! Andei sumido por muito tempo!!!

Estou com um problema em um circuito de Mosfet. Segue o Circuito abaixo:

O que está acontecendo é que o Resistor 11 de 15 Ohms está queimando, o Vout é ligado ao primário de um transformador, esse circuito é acionado por um controlador PWM HalfDuty. A linha de alimentação da parte de cima trabalha na faixa de tensão de 800Vcc a 1200Vcc. Gostaria de trocar uma ideia a respeito da causa desse problema.

Na minha analise e opinião, o que está acontecendo é que a carga ligada ao secundário do trafo está demandando uma corrente muito alta, o que está gerando um efeito cascata, e consequentemente a corrente Id do mosfet está subindo muito, e ele se danificando, está danificando também o resistor 11.

Qual a opinião dos senhores?!

Abraços!

GuilhermeGB · 31 de julho de 2024

O gate do MOSFET possui um certo valor de capacitância parasita que praticamente não se altera com a carga do dreno, então a corrente exigida quase não muda. A corrente necessária é apenas para carregar as capacitâncias parasitas do gate. No caso de um MOSFET de chaveamento, é necessário saber dimensionar o resistor no gate para permitir a carga e descarga do gate em velocidade suficiente para "ligar e desligar" MOSFET efetivamente. Dependendo das condições, o resistor também precisa ter uma potencia um pouco mais elevada para não superaquecer e queimar.

.if · 31 de julho de 2024

O projeto é seu ou é baseado em aplicação típica? Linke-a se for. A princípio este resistor não tem muito motivo pra queimar a não ser se sob uma altíssima frequência e/ou à óbvia alta tensão.

Já que mencionou o mosfet, também óbvio que ele deve suportar o tranco de V e I geralmente o dobro da V e 10x a I.

Ao chavear um trafo a V sente muita vontade ir ao infinito por isso aqueles diodos tentam segurar. Há um custo de se perder energia neles. De fato não conheço direito aquela configuração... Geralmente coloca-se um diodo + snubber RC meio que bem calculado.. Se achar que deve, fale + sobre o projeto...

oiluj · 1 de agosto de 2024

Boa tarde!

Na verdade isso faz parte de um projeto da empresa que trabalho, que já está em uso, porém alguma placas apresentaram essa falha em campo, e passaram para eu averiguar, porém com poucas informações, estou montando um local para um teste mais assistido das placas, pois não souberam me falar se o resistor queima com o circuito a vazio, sem carga, ou se queima quando drenada carga do secundário do transformador.

E novamente, não foram todas as placas que apresentaram a falha, e elas estão num geral submetidas ao mesmo trabalho, a uma faixa de tensão de entrada igual, e a uma carga na saída também igual.

Dando um apanhado geral sobre esse circuito, ele tem a entrada na faixa de tensão que disse de 800VCC a 1200VCC, tem o controlador PWM acionando esse driver e consequentemente os MOSFETS, e na saída do circuito o primário de um transformador. No secundário do transformador a saída é na casa dos 400V e temos um retificador, e logo após um CI inversor trifásico, controlado por um dsPIC.

Isso foi tudo que consegui identificar do circuito até agora, apenas visualmente e com parte do diagrama que me foi passada! Tentarei fazer testes nas placas alimentadas com osciloscópio na próxima semana!

Sérgio Lembo · 5 de agosto de 2024

Se olharmos para a placa pensando em componentes bons nunca teremos defeito. Por vezes o componente defeituoso continua funcionando e provoca queima do vizinho, é uma caca quando isso acontece. Provável causa do R11 estar queimando: fuga entre o gate e source do Q1.

Deterioração da placa fazendo com que haja fuga entre as trilhas do gate e do source também pode acontecer. Uma placa mal projetada para trabalhar com tensões elevadas provoca isso.

oiluj · 6 de agosto de 2024

@Sérgio Lembo

Boa tarde!

Então é aí que estou pensando, ou falha no projeto, componentes ruins, ou até mesmo execução fora dos padrões de qualidade na fabricação da placa. Essas placas queimaram assim que foram instaladas, recebidas novas, e instaladas na planta, energizadas e queimaram!

Estou providenciando uma fonte, para energizar o circuito e tentar analisa-lo com o Osciloscópio, e entender como os sinais estão se comportando.

Sérgio Lembo · 7 de agosto de 2024

O que eu disse sobre fugas na placa costuma ser após muito tempo, não em placas novas. Sobre a corrente no mosfet influenciar a corrente no gate isso não procede, o esforço do driver sobre o gate é decorrente da capacitância do transistor e nos de alta tensão essa capacitância é bem elevada.

Pergunta: o transistor está sobrevivendo? É só o resistor que está queimando?

Tem 3 diodos que limitam a tensão de descarga do mosfet em -3V: D6, D31 e D11. Verifique se estão bons. A descarga do mosfet demanda mais corrente no gate que a carga.

.if · 7 de agosto de 2024

23 horas atrás, oiluj disse:

componentes ruins,

De fato sobre altas tensões o componente também tem que ser [ainda mais] de alta qualidade.

Não conheço bem esta topologia mas parece que D13 e D17 tentam provocar uma V negativa no S de Q1 eventualmente deixando ele sobre uma V ainda maior.

14 horas atrás, Sérgio Lembo disse:

A descarga do mosfet demanda mais corrente no gate que a carga.

.. observe D10 e D11 na aplicação típica acima...

14 horas atrás, Sérgio Lembo disse:

sobre fugas na placa costuma ser após muito tempo, não em placas novas.

... o que não te impede de publicar fotos pra análise da arquitetura das trilhas. Se próximas demais, há chance sim de se haver fugas principalmente pelas tensões envolvidas, umidades, sujidades e afins... Por isso, de novo...

Em 31/07/2024 às 16:56, .if disse:

O projeto é seu ou é baseado em aplicação típica?

2 horas atrás, Sérgio Lembo disse:

Os diodos a que se referiu são para a limitação dos rings de tensão quando se descomuta cargas indutivas.

Suspeitei desde o princípio. Pode até ser que não tenha relação com a "amostra" que publiquei em baixo D12 e D12 que atuam de forma quase igual mas diferente, certo?

Coisas de KV e KA são desafiadoras como a da casa dos nV e nA... prefiro ficar no meio mesmo