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MOSFET热失效

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发布时间: 2025-11-13 19:37

正文摘要:

拓扑结构是全桥# k: y4 x  z7 a, e ' T+ Q* a. n& p# L' d ! M9 ?' u6 a; s9 h1 o, R: Z

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超級狗 发表于 2025-11-18 14:34
本帖最后由 超級狗 于 2025-11-18 14:39 编辑
, w6 m6 g" |2 `+ p! e
LinGou 发表于 2025-11-18 14:02* `. @/ {% a5 l5 k
死区保护是有的,晶闸管使用的是S8012D,光耦使用的是TLV-3053,

' N. ]/ u7 o. ]7 ~# L5 x( i你用晶閘管SCR)當開關有一個缺點,因為關斷Turn Off)時間需要很長,控制訊號是關了、但通道有沒有完全關閉,全橋Full-Bridge)動作從示波器上根本看不出來。
; ?  B4 V) H) b4 H% `" y+ H9 N2 @: T0 c! g$ i! l. N
我們只能從樓主提供的波形,合理猜測應該是上臂High Side)和下臂Low Side),導通的時間有重疊。% B+ t0 f' O6 o, ]
. n3 b# [1 y' H% y* K

  C6 X; a: l" V% c( o5 A
超級狗 发表于 2025-11-20 15:02
本帖最后由 超級狗 于 2025-11-20 15:23 编辑 : {9 S& Z+ \" S8 V0 M8 O. E
LinGou 发表于 2025-11-20 09:55
9 Z% q0 _7 h& m, T8 d是的,之前我也考虑过,但是没有办法模拟,公司也没有洗衣机

% u3 ?8 U- j! B/ i( M$ Q7 a3 B0 ?樓主:
9 x5 ^% Z  ?* o4 N根據您提供的資訊,感覺接近問題核心了。
' L+ u: ]' I$ d1 R( h
  • 晶閘管SCR)的關斷時間 tg,如果加上環境造成的影響,有機會落在短路的臨界邊緣上。但涉及逆變器工作頻率,即使電壓反轉的死區Dead Time)無法拉大至 ms 級別,看有沒有辦法再增大至 200μs ~ 500μs
  • 發熱同樣是會拉長晶閘管SCR)的關斷時間 tg,如果能加強散熱的話,設計上應該嘗試改善。
  • 電感性負載Inductive Load)看起來在使用情境上是無法避免,且無法預期電感負載大小。輸出必須追加反驅電動勢Back-EMF)抑制電路,例如並聯 RC SnubberMOVTVS 管。即便無法解決問題,應該也能降低返修率Return Rate)。下面及之前的檔案都有建議!
  • 我猜您是無法到現場察看環境,能透過客服或代銷商,收集到更多使用環境或損壞時機,也許能再找到一些蛛絲馬跡。
  • 狗弟提供的技術文檔,對晶閘管SCR)的特性及使用問題有詳盡的介紹。尤其是 ST 那幾篇非常的經典,值得深入研究研。7 F4 d3 ]7 Z1 ~6 D3 \7 y

# y; g" r% P7 K: u7 H% Q. a/ g4 w* ^
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Switching Inductive Load.jpg (35.62 KB, 下载次数: 0)

Switching Inductive Load.jpg

Switching Inductive Loads.pdf

64.25 KB, 下载次数: 1, 下载积分: 威望 -5

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其实交流侧是有几级浪涌防护的,第一级L,N分别MOV+放电管对地,第二级L,N之间MOV+放电管,第三级L,N之间MOV。版本没更新前还相对稳定一些,有的运行个两三年都没问题,相比于以前的老版本,改动  详情 回复 发表于 2025-11-20 17:21
超級狗 发表于 2025-11-19 08:16
本帖最后由 超級狗 于 2025-11-20 15:18 编辑
6 X) O! w# F8 p; H0 w! P6 Y% U
LinGou 发表于 2025-11-18 19:13
; |6 v; s) M3 w其实产品是相对稳定的,只是在客户端会有个5-10%的故障率,故障现象就是交流侧异常了,对客户寄回的一台 ...
& S/ x% U2 Z; C7 v; ?5 n' [& m
狗弟僅能給樓主幾個看法:
  • 5% ~ 10% 的不良率算很高了!根據描述所謂的穩定是在實驗室裏面,到了客戶端完全不是那麼一回事,一定是有些條件咱們忽略了。
  • 假使樓主給的不良品照片,沒經過一些清理。那個看起來貌似瞬間炸裂,而不是慢慢悶燒造成的。
  • 如果懷疑瞬間大電流是 MOV 保護元件造成的,就把 MOS 管的源極Source)翹起來繞根線,用電流探棒量測看看。工程是講證據,不是靠猜測。
  • 根據敘述、果真如我猜測,晶閘管SCR)是用來控制電壓反轉,而 MOS 管則是用來做 PWM 控制。之前的上臂High Side)和下臂Low Side)導通的猜測,容易發生在電壓反轉的時候,想請問晶閘管SCR)動作間留了多少的死區Dead Time)作保護?
  • 如果一切控制都來自單片機MCU),亦不排除是程序偶而出錯造成的。當然樓主想指控軟賤前,得先要有證據才行。
    3 W8 [$ c: |8 J* n' Z& P: \

* i" P2 w: W- G' d: G1 l: a7 Q
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: F- l: K. t, G& s

点评

2.您猜测的和我差不多,因为在客户端损坏没有规律,功率大小,温度大小都没什么规律。 3.我之所以猜测是压敏电阻的电流是因为我测试了流过压敏的电流,和MOS的反向电流走势非常像,且大小也相似。 4.死区时间大概1  详情 回复 发表于 2025-11-19 13:44
LinGou 发表于 2025-11-20 17:21
超級狗 发表于 2025-11-20 15:020 i% w. ^5 t' d
樓主:7 [% O: z7 T! E" ^2 q" n1 T
根據您提供的資訊,感覺接近問題核心了。

3 o% Z# I! k0 Z2 r, N其实交流侧是有几级浪涌防护的,第一级L,N分别MOV+放电管对地,第二级L,N之间MOV+放电管,第三级L,N之间MOV。版本没更新前还相对稳定一些,有的运行个两三年都没问题,相比于以前的老版本,改动也就是针对EMC改了滤波电路主要增大了X电容加了一级滤波
8 ?9 n' Z$ ]! Z  z; p
LinGou 发表于 2025-11-20 09:55
超級狗 发表于 2025-11-20 07:32
! C. x& N1 M' z* j樓主:
# b, ~) J1 \; M2 o4 m; @8 r  q2 d! I我請教一個問題!如果微型逆變器(Micro Inverter)的輸出是饋入電網(Grid)中,那麼洗衣機、冷 ...

: J/ Q* J8 f/ V4 O: v! s是的,之前我也考虑过,但是没有办法模拟,公司也没有洗衣机

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樓主: 根據您提供的資訊,感覺接近問題核心了。 [*]晶閘管(SCR)的關斷時間 tg,如果加上環境造成的影響,有機會落在短路的臨界邊緣上。但涉及逆變器工作頻率,即使電壓反轉的死區(Dead Time)無法拉大至 ms  详情 回复 发表于 2025-11-20 15:02

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超級狗 发表于 2025-11-20 08:24
LinGou 发表于 2025-11-19 15:34
* K/ L. q, d5 l1 b1 Z; S我们产品没有电机,我也没测到反电动势,我们是做微型逆变器的
. c' \* u4 K( B: L7 h
樓主如果只炸 MOS 管的話,看起來還不算太慘!9 ^- x4 Q6 K, p6 h. g

9 Z+ i) @$ f1 c. K) chttps://www.youtube.com/watch?v=R3RwGTqO_1M
; M! G; r( W" [6 j- v9 m; I7 k; d  u* r) f7 [
) m$ `' W% ~% z$ c  z

- F8 |+ c0 N( f" |" K! U  Y# w! x3 ~9 Z2 M1 [
' H& {7 w% t8 l! P. d
超級狗 发表于 2025-11-20 07:32
本帖最后由 超級狗 于 2025-11-20 13:32 编辑 ; R% j. X% E- p, d# `. t8 e
LinGou 发表于 2025-11-19 15:34/ e8 ~# ~* y) a2 R3 X/ p
我们产品没有电机,我也没测到反电动势,我们是做微型逆变器的

# G2 j8 H* i/ }5 i5 N: }樓主:
1 _: U1 e. _. A) I) P  o  H我請教一個問題!如果微型逆變器Micro Inverter)的輸出是饋入電網Grid)中,那麼洗衣機、冷氣機、電冰箱...這些帶電機Motor)的家電、還有水塔的幫浦,算不算你的電感性負載Inductive Load)?
( O1 m( ]1 G. i8 I5 W9 I
5 ^' c. f; q* F- S. i+ Z! R" U# w' t4 J如果是,萬一客戶還搞家庭生產或小型工廠,還有沖壓機、印刷機、攪拌機...這些機具的話。1 R; U$ Z) e( M+ P) u$ F

7 Z, v! R0 d* O
* E8 _$ C2 {! x- {1 T: h/ T: C8 t. a+ e: X# E
# r' E) l4 o, l0 m% y' F

) B$ d/ R2 m' a7 m9 N1 G

Micro Inverter.jpg (27.31 KB, 下载次数: 0)

Micro Inverter.jpg

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是的,之前我也考虑过,但是没有办法模拟,公司也没有洗衣机  详情 回复 发表于 2025-11-20 09:55
超級狗 发表于 2025-11-19 17:41
本帖最后由 超級狗 于 2025-11-20 16:44 编辑
! f1 |4 C2 Z; R1 h, b* g
LinGou 发表于 2025-11-19 15:34
5 ]2 p5 j) w- m( ?; a" C) V* R我们产品没有电机,我也没测到反电动势,我们是做微型逆变器的

! f5 `6 m5 e: c( {6 }! a參數定義
: [5 G( _9 S- f( H這些參數光看都覺得很恐怖!4 P, u/ b! p6 ?0 U6 |

% c. g* m& b3 g7 R, Y(dI/dt)c* x- \- t& Q2 E; v
This is the maximum rate of decrease of the anode current allowed to turn the Triac off. Above this value, the Triac can remains ON in next reverse polarity. For standard, logic level Triacs and ACSs, the (dI/dt)c is specified with a limited (dV/dt)c parameter. For Snubberless Triacs, this value is specified without it.
' s! S3 G  G) c9 R% J3 ~0 \7 D" r* Z
(dV/dt)c: p2 K# r- G+ m  S
Critical rate of rise of commutating off-state voltage This is the maximum rate of rise of the reapplied voltage during turn-off. Above this limit, the Triac may remain ON without any gate current.
' G+ `9 j& F/ ^! x! g! @! C+ q! l6 n, N: V% O
1 V# r( L& s  E( a# G; s

) F% P# J, r$ ?1 _6 X. X
1597689180@qq.c 发表于 2025-11-19 16:12
好好学习!好好学习!

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LinGou 发表于 2025-11-19 15:34
超級狗 发表于 2025-11-19 13:591 L5 V$ W# r* A) R; J9 v& T: Y0 e
個人是覺得太短,你可能要搞到 ms 級別。* f* g( M* [* X9 C: Q. |, a

& j, v- `6 q4 O( `; Y你看喔~光規格書就講是 tg 是 35μs 了,而人工腦殘(AI) ...
9 w& p- e  E1 ^; e! k
我们产品没有电机,我也没测到反电动势,我们是做微型逆变器的
/ C; d, s! q' X7 _' b

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支持!: 5.0
樓主如果只炸 MOS 管的話,看起來還不算太慘! https://www.youtube.com/watch?v=R3RwGTqO_1M  详情 回复 发表于 2025-11-20 08:24
樓主: 我請教一個問題!如果微型逆變器(Micro Inverter)的輸出是饋入電網(Grid)中,那麼洗衣機、冷氣機、電冰箱...這些帶電機(Motor)的家電、還有水塔的幫浦,算不算你的電感性負載(Inductive Load)。  详情 回复 发表于 2025-11-20 07:32
參數定義 這些參數光看都覺得很恐怖! (dI/dt)cThis is the maximum rate of decrease of the anode current allowed to turn the Triac off. Above this value, the Triac can remains ON in next reverse pola  详情 回复 发表于 2025-11-19 17:41
不只是電感性負載喔~高 dV/dt 也會造成晶閘管誤開啟False Turn-On)的問題。  发表于 2025-11-19 17:35
支持!: 5
沒有電感性負載就不會有反驅電動勢Back EMF)。^_^  发表于 2025-11-19 16:14

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超級狗 发表于 2025-11-19 14:23
本帖最后由 超級狗 于 2025-11-19 14:27 编辑 . a1 s7 }0 a# G% L0 n& |1 d6 Z
超級狗 发表于 2025-11-19 13:59
! K$ F. V  p4 w個人是覺得太短,你可能要搞到 ms 級別。
0 g- Z2 W1 G/ @" B: v  D! a  A8 c+ ^) h1 l4 D  I) ^: d" S
你看喔~光規格書就講是 tg 是 35μs 了,而人工腦殘(AI) ...
. |" v5 q( k. a2 E1 ^1 B3 Q, ?
另外一個觀察,市售晶閘管SCR)的 PWM 模組,最高頻率為何只建議 500Hz
) f  E% A! E* d. m. W
' d# o3 D' D5 D1 M$ l0 Q) e8 S因為它的開關速度根本沒那麼快,而 1ms 相當於 1KHz 的週期,這點也符合人工腦殘AI)建議,工作頻率要 < 1KHz;所以死區Dead Time)拉到 ms 似乎也合理。
. T" j. c! Z1 J7 G) \
1 ?; |$ U$ f4 [$ s, U* [6 \1 `6 u  I" f9 T( Z7 t
超級狗 发表于 2025-11-19 13:59
本帖最后由 超級狗 于 2025-11-19 14:08 编辑 & s( J" e  f& L3 v8 B3 C( i
死区时间大概130-150us是根据锁相的角度值来的。

7 r. }* p$ q6 E  s4 O! ^' m# v( I: ?個人是覺得太短,你可能要搞到 ms 級別6 x- _& o9 s+ j- t% _; U2 `0 G: [8 D
/ R7 b, s* @! G; ^( ~" T
你看喔~光規格書就講是 tg35μs 了,而人工腦殘AI)又說它會受到電流、溫度...等其它因素影響,增大至 2 ~ 4 倍是很正常的,目前的值光看就有點危險。% V+ n" \8 z+ x+ j' n* f

  C/ N+ W. X' q另外為了保險,電機關斷Turn-Off)瞬間產生的反驅電動勢Back-EMF)最好也抑制一下,不要放任它在那邊衝擊。& ^& Q: m& k# q) h2 O$ q1 K, X/ E
; X9 r9 A+ T# L1 g
謹此建議!6 e5 q' k( c3 l  _$ Y5 U+ \7 M
% X) S; h) \2 t

点评

我们产品没有电机,我也没测到反电动势,我们是做微型逆变器的  详情 回复 发表于 2025-11-19 15:34
另外一個觀察,市售晶閘管(SCR)的 PWM 頻率,為何只建議 500Hz? 因為它的開關速度根本沒那麼快,而 1ms 相當於 1KHz 的週期,這點也符合人工腦殘(AI)建議,工作頻率建議 < 1KHz,死區(Dead Time)拉到 ms  详情 回复 发表于 2025-11-19 14:23
LinGou 发表于 2025-11-19 13:44
超級狗 发表于 2025-11-19 08:16. u+ e9 Q# N7 t( @: G
狗弟僅能給樓主幾個看法:
  • 5% ~ 10% 的不良率算很高了!根據描述所謂的穩定是在實驗室裏面,到了客戶 ...
  • 6 j7 e  V/ g" f# ]
    2.您猜测的和我差不多,因为在客户端损坏没有规律,功率大小,温度大小都没什么规律。* q7 X2 j+ N4 r5 a
    3.我之所以猜测是压敏电阻的电流是因为我测试了流过压敏的电流,和MOS的反向电流走势非常像,且大小也相似。- i# p" x! e& m. V  \
    4.死区时间大概130-150us是根据锁相的角度值来的。
    " r- t! S+ d8 K2 J2 w9 ]

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    超級狗 发表于 2025-11-19 13:38
    超級狗 发表于 2025-11-19 11:47
    ! A: n# z2 k/ c, f3 ?有此一說:9 a3 U# }* R0 I0 u7 z
    電感性負載(Inductive Load)的反驅電動勢(Back-EMF)會導致晶閘管(SCR)誤開啟(False T ...
    6 I( x% o  p0 |% W
    爺死踢ST)的技術文檔有提到!1 n. Z, ]2 X# K; X1 W* ]' S

    2 k2 \3 [# Z+ m7 W8 X7 f

    SCR Overvoltage Limitation at Turn-Off.jpg (81.79 KB, 下载次数: 1)

    SCR Overvoltage Limitation at Turn-Off.jpg

    an437-rc-snubber-circuit-design-for-triacs-stmicroelectronics.pdf

    2.25 MB, 下载次数: 0, 下载积分: 威望 -5

    an1172-a-logiclevel-transientvoltage-protected-ac-switch-stmicroelectronics.pdf

    3.62 MB, 下载次数: 0, 下载积分: 威望 -5

    超級狗 发表于 2025-11-19 11:47
    LinGou 发表于 2025-11-18 19:13
      Z4 D% {0 n7 @& K2 Z4 Y8 ]其实产品是相对稳定的,只是在客户端会有个5-10%的故障率,故障现象就是交流侧异常了,对客户寄回的一台 ...
      T$ z! H8 ^7 ^1 e( S" F" L" _) K, E
    有此一說:
    6 t) f( {7 w( r9 v電感性負載Inductive Load)的反驅電動勢Back-EMF)會導致晶閘管SCR誤開啟False Turn-On)的問題。4 A4 N+ y, H3 Z2 S9 C
    # f/ v& H: e& _9 z. m5 S& F  M. R% u% `
    SCR False Turn-On Issue: u8 E: W9 t$ B, m
    • Back-EMF and High dv/dt:5 m- a, H3 b, c+ Z% {8 s
      When an inductive load, such as a motor, is switched off, the sudden interruption of current generates a high back-EMF (back electromotive force) voltage spike across the SCR. This spike results in a very high rate of rise of voltage (dv/dt) across the device.
      % Z) d3 ?  D# y" ~
    # M- D% [, l. d. `

    * L: ]0 c  c* b! F" u4 B: K" ]; i! o

    点评

    爺死踢(ST)的技術文檔有提到!  详情 回复 发表于 2025-11-19 13:38
    超級狗 发表于 2025-11-19 09:32
    本帖最后由 超級狗 于 2025-11-19 09:35 编辑 ! |0 f# H4 H% l2 p6 T& k
    LinGou 发表于 2025-11-18 19:13! [% G3 Y- j3 d
    其实产品是相对稳定的,只是在客户端会有个5-10%的故障率,故障现象就是交流侧异常了,对客户寄回的一台 ...
    * g( N4 a: `: ~. L; c- X
    輸出接點(或電機)可並聯一些電路,抑制電感性負載Inductive Load)產生的反驅電動勢Back-EMF)。6 j2 v7 l2 F4 X8 i
    & o; Q- D% J* F7 X
    樓主的應用電壓會反轉,算是交流AC)應用,必須是雙向保護Bidirectional Protection)的方式。
    $ i& k0 d8 p" X! ^+ M  x
    - B0 C) |2 _4 V
    # r5 G+ k5 L7 X3 c. y" d

    Back-EMF Protection.jpg (27.22 KB, 下载次数: 0)

    Back-EMF Protection.jpg

    vn01.pdf

    150.85 KB, 下载次数: 0, 下载积分: 威望 -5

    超級狗 发表于 2025-11-19 08:37
    LinGou 发表于 2025-11-18 19:13( A. A% U0 K" _! E( h8 ~* Z
    其实产品是相对稳定的,只是在客户端会有个5-10%的故障率,故障现象就是交流侧异常了,对客户寄回的一台 ...
    7 n( v+ @0 @" w
    $ k. F/ W. t) F
    晶閘管SCR)供電瞬間,如果電壓上升斜率+dV/dt)過大,會有誤導通False Turn-On)的現象,宜使用 RC-Snubber 電路保護。2 }, G- s% ~8 L( F% B) \
    / l6 C# U' C* x/ s' ]/ b2 [
    僅提供一種思維,看操作上有沒有這種危險性。4 ^) l% [" c0 D, j2 z* N/ t7 S8 t
    % M& V7 C9 u2 n) ^3 u
    Silicon Controlled Rectifier (SCR) - MADE EASY! r) E* ~) O$ o- D  A1 C. C6 z7 V
    8 Y& m' W; m+ P1 Y6 |! I9 n, ]* c7 h3 ]
    * K6 |( Y# ]% q: {

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