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EDA365电子论坛网»电子社区 › 研发技术版块 › 硬件设计讨论 › MOSFET热失效
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MOSFET热失效

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LinGou
  • TA的每日心情
    慵懒
    2022-11-1 15:46

    • 签到天数: 12 天

    [LV.3]偶尔看看II
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    1#
     楼主| 发表于 2025-11-13 19:37 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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    x
    拓扑结构是全桥
    1 k8 H8 @. _5 S
    + g: u$ j# q2 ~7 E( f; }" a& j 2 {4 S" ?- k2 ^7 g/ R) d- J

    3 u/ h  d) M$ V4 N( u
    0 x% J0 T, f) ]4 Y( z6 ]' l2 V损坏现象是过流烧坏
    ( s8 H4 R/ y( s+ Y- r  }5 K  A
    % @2 k( n& I. ~8 C4 l' h4 P( z/ d% ?/ I, e- ]# C! |
    示波器捕捉MOS管在浪涌施加时的VDS，VGS和电流变化$ U" Z8 C# `5 K) y5 ]# B$ Y( J
    1.QS1导通时，IS1没有很大变化，在QS1关断时，IS1突增（79A）超过MOS的规定限值（51A）。
    7 X/ Z  D6 b! a# ~8 p! T+ k7 ?   脉冲电流是那里来的，是浪涌电流吗？这是导致MOS烧坏的原因吗？但是实验很多次都没有烧坏MOS。4 n& ]9 h* ^, l) Q. S( S/ z

    3 Z$ ~' f6 V) l  {' `
    ! \7 E* I. a+ b9 H2.有时还能测到非常大的反向电流（-193A），我自己分析的结果是：可能是MOS管DS并联的压敏在吸收浪涌能量产生的。
    ( e7 M6 x' H3 }3 S) c   这个电流值已经远超体二极管最大电流，但测试很多次任然没坏。: @6 |" ^+ ]/ C' S" x# \3 Z" ]8 Q
      不知是否与MOS的散热有关，实验测试MOS是暴露在空气中的，损坏时是被包裹在外壳内的导热胶里。
    . _2 ?: b" y) d2 r
    4 X- A7 N8 Z4 S% W. x

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    超級狗
    谢谢分享！: 5
    提供的電路圖範圍要再大一些，全橋四個開關要完全進來。四個開關是用什麼東西控制的？全橋是只有開和關的功能？還是會有 PWM 調控？ ^_^  发表于 2025-11-14 07:34

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    超級狗 + 5 讚！這個不死都很難了。

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    发表于 2025-11-18 14:34 | 只看该作者
    本帖最后由 超級狗 于 2025-11-18 14:39 编辑 : R- O. t2 v! r
    LinGou 发表于 2025-11-18 14:02
    0 \; q7 ^$ E. C5 v+ p死区保护是有的，晶闸管使用的是S8012D，光耦使用的是TLV-3053，
    ) c; k" S/ I0 [* P# T, x4 F
    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。: A* n7 s/ u1 ]5 {) E' [
    7 w. j: Y4 I. x# \8 G) H
    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。7 O% d' N( I: H4 @

    7 h$ p; `- G+ f6 K& S( n
    ; h# S) N& t- u% x' Y

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    发表于 2025-11-20 15:02 | 只看该作者
    本帖最后由 超級狗 于 2025-11-20 15:23 编辑 & t. e! Q) f. X- q
    LinGou 发表于 2025-11-20 09:55
      y, X; w+ w# s+ e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
    0 K0 M3 z3 z- x3 b1 }! D" E
    樓主：# K( L" R# h: J- c: y! s  v1 W7 h  g' n0 q
    根據您提供的資訊，感覺接近問題核心了。( K1 \# O& ?5 L& N5 L! X8 ^
    • 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 Snubber、MOV 或 TVS 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。9 E( r+ ?( x$ F8 S" D$ i( g7 m

    9 D" M3 T- U/ ~7 }& v2 v9 U
    5 E) p0 h& U8 v" N; P! A4 P
    6 M; m5 i9 w; q; C( O$ k8 o

    Switching Inductive Load.jpg (35.62 KB, 下载次数: 6)

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    LinGou
    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

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    超級狗

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    发表于 2025-11-19 08:16 | 只看该作者
    本帖最后由 超級狗 于 2025-11-20 15:18 编辑 5 ]% n. c4 s9 G% c
    LinGou 发表于 2025-11-18 19:13
    9 ^4 t9 G/ I. f* s/ K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 ...
    . R7 S  w/ ~7 `4 q7 q- `# F
    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。
      " i/ {; m. ?8 J2 a9 r% w7 T' M! n

    / [+ s& x" X) K$ k$ M8 z% A. a4 R5 F9 R) C- Q3 s8 J

    : |" ?0 T8 B& l- g0 z* t

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    LinGou
    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

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    Sleep_xz

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    5#
    发表于 2025-11-14 16:42 | 只看该作者
    MOSFET可以找手册的典型电路测一测

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    超級狗 + 5 昔人已乘黃鶴去，此地空餘黃鶴樓。

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    LinGou
  • TA的每日心情
    慵懒
    2022-11-1 15:46

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    [LV.3]偶尔看看II
    6#
     楼主| 发表于 2025-11-17 14:09 | 只看该作者
    上面两个是晶闸管，下面两个是MOS，都是芯片输出PWM给到对应的管子。
    # s  H* g4 [( W9 W; n3 C9 j. p( n测试是在浪涌发生器模拟浪涌的条件下测试的，所以怀疑前面的脉冲电流是因为管子关断不及时产生的浪涌电流。* E% b) G1 F' W$ _
    MOS管的浪涌防护是DS并联压敏电阻（Vac：300V V1ma：470  10/1000us）! a# W* r: q$ j8 A- |8 R, |( U

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    超級狗
    爺死踢（ST）晶閘管（SCR）參數詳細說明！  详情 回复 发表于 2025-11-18 08:18
    huo_xing
    晶闸管和mos的参数特性决定了晶闸管比mos开通慢很多。 还有，看你上桥用的光耦驱动，光耦参数是否能满足要求? 优先怀疑上下管直通了。  详情 回复 发表于 2025-11-17 19:07
    超級狗
    [*]就是要知道是什麼樣的芯片產生的 PWM？上臂（High Side）和下臂（Low Side）有做死區（Dead Time）保護嗎？上臂（High Side）和下臂（Low Side）同時導通，等於是電源短路到地。 [*]逆向電流或突波，有可能是  详情 回复 发表于 2025-11-17 15:53

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    超級狗 + 5 居家旅行、殺人滅口的好設計！

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    超級狗

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    7#
    发表于 2025-11-17 15:53 | 只看该作者
    本帖最后由 超級狗 于 2025-11-17 16:12 编辑
    8 M! ^+ T+ E8 L/ i6 |5 N
    LinGou 发表于 2025-11-17 14:09! s! n1 }! Y5 j0 n6 g& o- t( z
    上面两个是晶闸管，下面两个是MOS，都是芯片输出PWM给到对应的管子。
    3 n! V9 _9 |! v测试是在浪涌发生器模拟浪涌的条件下 ...

      {* @) F9 K* U
    • 就是要知道是什麼樣的芯片產生的 PWM？上臂（High Side）和下臂（Low Side）有做死區（Dead Time）保護嗎？上臂（High Side）和下臂（Low Side）同時導通，等於是電源短路到地。
    • 逆向電流或突波，有可能是電感性負載（Inductive Load）的楞次定律（Lenz's Law）所造成的。電機線圈本身就是一個大電感，需要加 TVS 或 RC Snubber 電路抑制反驅電動勢。( G7 l- r0 M6 K6 c5 H. s2 I
    8 [  T9 t$ H6 J8 r1 z

    8 j1 F/ T1 y6 ^4 M
    " |& A; a% x0 w! y

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    LinGou
    死区保护是有的，晶闸管使用的是S8012D，光耦使用的是TLV-3053，  详情 回复 发表于 2025-11-18 14:02

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    huo_xing

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    8#
    发表于 2025-11-17 19:07 | 只看该作者
    LinGou 发表于 2025-11-17 14:09  A: g5 R" n- _* ^0 @
    上面两个是晶闸管，下面两个是MOS，都是芯片输出PWM给到对应的管子。
    . n- m8 v9 ~, O) a, h6 Y测试是在浪涌发生器模拟浪涌的条件下 ...

    7 e3 J( D8 ?( y# ]+ b& x晶闸管和mos的参数特性决定了晶闸管比mos开通慢很多。
    ( N, O- {- r1 R( A7 P+ G还有，看你上桥用的光耦驱动，光耦参数是否能满足要求?
    $ g1 N5 k6 b; @3 i. {, E, a5 @" Q优先怀疑上下管直通了。. c1 W2 n2 [- f* E/ N

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    超級狗
    其實，晶閘管（SCR）的是關斷（Turn-Off）時間慢，而不是開通（Turn-On）時間慢，參數表中的 tq 就是關斷（Turn-Off）時間。 除龍大質疑光耦（Photo Coupler）特性是否匹配外，開關時間還要把光耦（Photo Coupler  详情 回复 发表于 2025-11-18 07:43

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    超級狗

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    9#
    发表于 2025-11-18 07:43 | 只看该作者
    本帖最后由 超級狗 于 2025-11-19 14:33 编辑
    " w7 Z: ]* g3 e0 i8 _- _3 Z- A
    huo_xing 发表于 2025-11-17 19:07
    , k8 v3 O! i0 W& V' }8 D( {" Z3 L晶闸管和mos的参数特性决定了晶闸管比mos开通慢很多。; i5 Z* b" I/ R& ?% q, l
    还有，看你上桥用的光耦驱动，光耦参数是否能满足 ...

    9 M0 h3 y8 ~( x3 Q% A" u其實，晶閘管（SCR）相對之下是關斷（Turn-Off）時間慢，而不是開通（Turn-On）時間慢，參數表中的 tq 就是關斷（Turn-Off）時間。' J6 V( n' ^' {. i2 B

    9 p+ e) o* J: J! B除了龍大質疑光耦（Photo Coupler）特性是否匹配外，開關時間還要把光耦（Photo Coupler）的延遲（Delay）也算進去，只不過光耦（Photo Coupler）的延遲（Delay）相對低就是。' p2 H/ E7 n, x( c5 C* X
    3 k4 i9 E& \, `/ d) e
    這個架構看起來，是不太可能有什麼死區（Dead Time）控制了，炸到爽似乎也是天經地義。
    8 C; H4 c  e! B/ y1 w: M& N8 k! |
    * G5 C/ r1 b/ f1 {
    9 s/ {# T, W" [4 n

    " |5 A! z! p) T6 }" g

    Littelfuse S8008D tq.jpg (53.41 KB, 下载次数: 3)

    Littelfuse S8008D tq.jpg

    Littelfuse Sxx08xSx-Sxx08x.pdf

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    Littelfuse Sxx12x.pdf

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    huo_xing
    关断时间道理也一样啊。但是晶闸管开通时间不慢以前是不知道，涨见识了在上管关闭，下管关断工作情况下。上管关闭慢了，下管正常开通结束是不是也是短路？  详情 回复 发表于 2025-11-18 09:31
    超級狗
    人工腦殘（AI）舉了一個晶閘管（SCR），導通電流（It）對關斷時間（tq）影響的範例。 越高電流 → tq 增加 2 ~ 4 倍都常見。  详情 回复 发表于 2025-11-18 08:07

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    超級狗

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    10#
    发表于 2025-11-18 08:07 | 只看该作者
    超級狗 发表于 2025-11-18 07:43) h$ V& i# }: E- I1 J0 i/ N7 i
    其實，晶閘管（SCR）相對之下是關斷（Turn-Off）時間慢，而不是開通（Turn-On）時間慢，參數表中的 tq 就 ...

    - ^7 h! s4 a& p2 `7 C9 `' j2 q人工腦殘（AI）舉了一個晶閘管（SCR），導通電流（It）對關斷時間（tq）影響的範例。1 g5 k4 x6 u: o/ a. v& p" m
    ) ]9 H+ c6 R7 w- g. e5 w

    ! X$ k$ a' p7 d+ Q
    導通電流（It）
    關斷時間（tq）
    2A
    8µs
    10A
    15µs
    50A
    30µs ~ 50µs

    , U* t. T; A  }" x
    越高電流 → tq 增加 2 ~ 4 倍都常見。
    $ x7 M8 ^/ c: c! {
    5 d$ T; \$ U, v' O

    4 l2 ~' J9 C3 _  c7 k3 m4 o

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    超級狗

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    11#
    发表于 2025-11-18 08:18 | 只看该作者
    LinGou 发表于 2025-11-17 14:09
    ! \: G( x; v- ~, e' M$ D上面两个是晶闸管，下面两个是MOS，都是芯片输出PWM给到对应的管子。
    & i% ?5 }7 c, c) Y! _" s) S/ K( N测试是在浪涌发生器模拟浪涌的条件下 ...
    , G# G/ Z5 f9 P" \
    爺死踢（ST）晶閘管（SCR）參數詳細解說！: \/ y/ d8 x+ H) A% [1 G" p0 X( G
    - a; Y  M, J- C5 q

    an2703-parameter-list-for-scrs-triacs-ac-switches-and-diacs-stmicroelectronics.pdf

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    huo_xing

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    12#
    发表于 2025-11-18 09:31 | 只看该作者
    超級狗 发表于 2025-11-18 07:43
    # s$ B( G; R5 T$ P% n% D- G其實，晶閘管（SCR）相對之下是關斷（Turn-Off）時間慢，而不是開通（Turn-On）時間慢，參數表中的 tq 就 ...

    # m' k/ F+ ?; ?关断时间道理也一样啊。但是晶闸管开通时间不慢以前是不知道，涨见识了。在上管关闭，下管关断工作情况下。上管关闭慢了，下管正常开通结束是不是也是短路？
    # a$ k# [- n* r) z, y& o3 ^* e% M0 C' O  s
    : U+ j8 X- {& Y$ H- q+ h

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    超級狗
    谢谢分享！: 5
    開通是 μs 級同樣是慢，只不過相對關斷是數十 μs，又更慢了！@_@!!!  发表于 2025-11-18 13:32

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    LinGou
  • TA的每日心情
    慵懒
    2022-11-1 15:46

    • 签到天数: 12 天

    [LV.3]偶尔看看II
    13#
     楼主| 发表于 2025-11-18 14:02 | 只看该作者
    超級狗 发表于 2025-11-17 15:53
  • 就是要知道是什麼樣的芯片產生的 PWM？上臂（High Side）和下臂（Low Side）有做死區（Dead Time） ...

    • # c  C! F0 k0 Y: E/ S8 S' s& T死区保护是有的，晶闸管使用的是S8012D，光耦使用的是TLV-3053，1 ^, ?9 R' P9 _" K! I: A0 O/ `

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    huo_xing
    问题关键是死区时间是根据什么来的，是晶闸管还是mos。还有我了解的晶闸管开关频率不能和mos相提并论的，别按mos要求调pwm频率了  详情 回复 发表于 2025-11-18 18:59
    超級狗
    剛才問了一位老同事，他以前也用晶閘管（SCR）做電磁閥（Solenoid）的全橋（Full-Bridge）控制。 初期軟賤沒調好死區（Dead Time）時，經常在炸！  详情 回复 发表于 2025-11-18 15:12
    超級狗
    其實昨天人工腦殘（AI）有提到這一點： 晶閘管（SCR）作為 PWM 調控，頻率最好 < 1KHz。 這是網路上一份模組的規格書，可以參考！  详情 回复 发表于 2025-11-18 15:01
    超級狗
    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，從示波器上根本看不出來。  详情 回复 发表于 2025-11-18 14:34
    超級狗
    有死區（Dead Time）保護還要看是怎麼做的？不是有就過關了！ 晶閘管（SCR）的關斷（Turn Off）時間被電流的影響變化很大，如果裕度不夠、電路照炸不誤。 Littelfuse 的規格書中的 tq 只有某個電流的參考值，  详情 回复 发表于 2025-11-18 14:30

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    14#
    发表于 2025-11-18 14:30 | 只看该作者
    LinGou 发表于 2025-11-18 14:02+ G* j" K0 m/ x! N
    死区保护是有的，晶闸管使用的是S8012D，光耦使用的是TLV-3053，
    ; [! G$ v: N6 S( u8 h5 Y+ Y3 m! X
    有死區（Dead Time）保護還要看是怎麼做的？不是有就過關了！
    $ T2 y! d8 ~7 w' J7 x3 ], w( i1 g8 v* x; B& }3 r* T/ e4 x6 N
    晶閘管（SCR）的關斷（Turn Off）時間被電流的影響變化很大，如果裕度不夠、電路照炸不誤。
    9 r+ O) N2 q5 C" d, A7 S( t5 u4 |! N0 r& K& A, |% w
    Littelfuse 的規格書中的 tq 只有某個電流的參考值，不是該電流值、根本沒有依據。( \, g2 B+ \( _( o! {  U2 n' P  E

    ) V  a3 p$ y- J( p9 A) h再則使用 PWM 是多快頻率？最大佔空比（Duty Cycle）是多少，沒算好都會造成致命的失誤。& T7 {/ u, l$ m

    $ |/ p4 m; D& X- e9 A3 w4 B: o+ m
    4 z  Y. m* [( j  X
    1 `/ I( u+ u. b" j, O

    点评

    LinGou
    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，对客户寄回的一台样品拆机分析是上管和下管损坏保险丝熔断。但是目前也没找到原因。  详情 回复 发表于 2025-11-18 19:13

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    超級狗

    该用户从未签到
    15#
    发表于 2025-11-18 15:01 | 只看该作者
    本帖最后由 超級狗 于 2025-11-18 15:24 编辑 2 t3 H+ D0 ^/ X8 `4 `
    LinGou 发表于 2025-11-18 14:02  m# l; J$ l+ n7 ]8 x
    死区保护是有的，晶闸管使用的是S8012D，光耦使用的是TLV-3053，
    : q8 T0 q$ O" s/ }* C8 A
    其實昨天人工腦殘（AI）有提到這一點：5 L( a; B+ s' {& k
    晶閘管（SCR）作為 PWM 調控，頻率最好 < 1KHz，太快晶閘管（SCR）會反應不及！
    ) H' {" T6 w& Y
    . [# i; t3 Q$ f這是網路上一份模組的規格書，可以參考！8 [  R, u4 @: j1 p& A7 w6 {/ t
    : G# C3 g% {* B. }' i

    ; N6 _; ~8 t8 P4 ?0 }; Y# d1 M7 @6 }) H
    % O  k) ^' h7 S# H9 Z

    YYAC-3S Thyristor PWM Controller 220V Specification.jpg (71.07 KB, 下载次数: 3)

    YYAC-3S Thyristor PWM Controller 220V Specification.jpg

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    超級狗

    该用户从未签到
    16#
    发表于 2025-11-18 15:12 | 只看该作者
    LinGou 发表于 2025-11-18 14:02
    : k. c" @* L3 ?9 f9 @死区保护是有的，晶闸管使用的是S8012D，光耦使用的是TLV-3053，
    ( t$ b- G6 U$ M7 B2 ~( S
    剛才問了一位老同事，他以前也用晶閘管（SCR）做電磁閥（Solenoid）的全橋（Full-Bridge）控制。8 N8 h2 g8 Y1 S. ^3 M1 U1 Z  }3 A

    0 q2 h, _  i# y( F5 t" @. `初期軟賤沒調好死區（Dead Time）時，經常在炸！
    : F0 x5 z, Y3 N: y
    7 _/ X( o: w1 u0 W

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    huo_xing

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    17#
    发表于 2025-11-18 18:59 | 只看该作者
    LinGou 发表于 2025-11-18 14:027 Q% R9 Y( S, ?/ h* i
    死区保护是有的，晶闸管使用的是S8012D，光耦使用的是TLV-3053，
    4 L; R3 C) a$ o7 ?- m) f# V  l
    问题关键是死区时间是根据什么来的，是晶闸管还是mos。还有我了解的晶闸管开关频率不能和mos相提并论的，别按mos要求调pwm频率了  Q4 L, F( z# W. _
    & p9 \8 H% _2 L) e; a

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    谢谢分享！: 5.0
    超級狗
    谢谢分享！: 5
    事情越來越明朗了，感覺龍大依然是論壇中流砥柱！^_^  发表于 2025-11-19 17:44

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