Domanda:
Mosfet Driver non guida mosfet
Mike B
2013-12-21 03:40:27 UTC
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Ho il seguente circuito:

enter image description here

Il driver MOSFET MCP1402 dovrebbe pilotare il MOSFET a canale N BUK7Y13 a 12V, ma vedo un segnale molto più debole che oscilla intorno a 0,7V, impedendo al gate di accendere il MOSFET.

  • Il carico pilotato è di soli 3 LED e un resistore in serie, come descritto qui. Ho provato sia una striscia completa che una breve sezione con solo 3 LED.
  • Ho provato ad aggiungere un ulteriore condensatore polarizzato da 4.7uF tra 12V e GND, senza alcun effetto.
  • Ho tre di questi circuiti e tutti mostrano gli stessi sintomi, quindi non sono componenti difettosi.
  • Anche senza carico (senza LED) l'MCP1402 si surriscalda al tatto, ma non credo ovunque vicino alla sua temperatura massima.
  • Avevo già provato lo stesso circuito ma con un driver FAN3229 e nessun R2, ma ho ottenuto risultati simili.

Il FET ha un gate carica di 5nC e il driver può emettere 500mA - questo mi sembra a posto, ma il circuito non funziona e sono in perdita. Presumo ci sia qualcosa che non ho capito sull'uso di un driver MOSFET ma non riesco a vedere cosa.

Modifica :

Circuit Layout

Ecco un estratto dal layout: c'è un piano a destra della linea blu destra che è "SG" in entrambi i diagrammi, collegato al lato inferiore dei LED. E l'aereo a sinistra della linea blu sinistra è GND. Le altre due connessioni, PWM per il controllo e la connessione al driver sono chiare.

Il pin 4 è il gate come puoi vedere, i pin 1-3 sono la sorgente di GND e la scheda / base è il scarico a SG.

"Senza carico" significa che nessun LED è pilotato dal circuito, e sì, ho confermato con un oscilloscopio una bella onda quadra da 5 V proveniente dal mio MCU, quindi il segnale è corretto . Devo anche aggiungere che a volte vedo uno sfarfallio molto, molto debole dai LED, come mi aspetterei con il gate acceso parzialmente.

Modifica 2:

Dopo aver escluso l'ovvio, ecco il circuito completo e il layout che non ho pubblicato prima per motivi di chiarezza.

I poligoni SG1, SG2 e SG3 sono rossi (in alto) / blu (in basso ) a destra della tavola, collegata con molte vie (termiche). Il poligono a 12V è blu (in basso) nella metà inferiore della scheda, GND è blu (in basso) nella metà superiore e rosso (in alto) nella maggior parte della scheda. L'alimentatore è un grande alimentatore desktop e l'MCU funziona come programmato a 5 V, il LED1 funziona, il PWM ai driver funziona, è solo un segnale dai driver. I componenti sono stati tutti acquistati di recente da Farnell.

Full Cicruit enter image description here

Layout del post? Hai sondato il lato pwm per sapere cosa sta facendo il tuo input?
Sei sicuro di non aver scambiato il gate e i perni di drenaggio del MOSFET?
Grazie per i tuoi commenti: ho aggiunto parte del layout e sì, credo che gate / drain siano corretti.
Puoi pubblicare il vero layout del terreno?
Inserito layout completo e schema sopra.
Sette risposte:
Olin Lathrop
2013-12-29 20:59:37 UTC
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Ciò che non va nel tuo circuito è irrilevante dal punto di vista di ottenere un'unità funzionante.

In questo caso non è necessario un driver MOSFET. Utilizzare il MOSFET IRLML2502 e pilotarne il gate direttamente dall'uscita digitale del microcontrollore. Controlla il datasheet IRLML2502 e vedrai che ha una resistenza massima garantita di soli 45 mΩ con 4,5 V sul gate. Inoltre, non è necessario un resistore in serie con il gate:

Sì, è davvero così semplice.

Chiunque abbia votato in negativo, sarebbe utile spiegare con cosa esattamente non sei d'accordo. L'ho letto di nuovo e penso ancora che sia una buona soluzione per l'OP.
Ebbene, a qualcuno potrebbe non piacere l'idea di pilotare un mosfet senza resistore in serie. Anche se la corrente è limitata da un debole pin uC.
@Bars: Se questo è il motivo, dovrebbero dirlo. In questo caso particolare non è necessaria la resistenza in serie sul cancello. Ci sono casi in cui è necessario un resistore in serie, ma troppo spesso le persone ne aggiungono uno solo religiosamente senza pensare al perché.
Olin, grazie - In realtà sono arrivato alla stessa conclusione e ho già riordinato le schede ma con un MOSFET PH3230S - 5mΩ Rds (acceso) con Vgs = 4.5V, stesso fattore di forma della mia scelta esistente. Con il senno di poi avrei dovuto spendere più tempo per scegliere un MOSFET e ho abbandonato la mia presunzione che i MOSFET a livello logico abbiano cattive Rds (on). Grazie e ho il mio bonus con gratitudine :-)
@Mike: Grazie. I MOSFET a livello logico possono raggiungere un basso Rdson. La loro limitazione è solitamente la bassa tensione massima D-S. Nota che IRLML2502 va bene solo per 20 V. Non è un problema nel tuo circuito a 12 V. Sto solo indicando qual è il compromesso di solito.
Nick Alexeev
2013-12-21 04:10:26 UTC
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La mia impressione è che potresti aver interpretato male il pinout del MOSFET. Invece di collegare il cancello, stai guidando la sorgente con un gate driver, mentre lo scarico è collegato a terra. Lo 0,7 V, che vedi è la caduta in avanti attraverso il diodo body del MOSFET.

Nel quarto punto dell'OP, stai dicendo " senza carico [...] ". Vuoi dire che: (a) i LED sono scollegati o (b) il gate MOSFET è scollegato dal gate driver?

Se non l'hai già fatto, dovresti fare un esperimento, in cui scolleghi il gate e osservi l'uscita a circuito aperto del gate driver.

Questa è anche la mia intuizione +1
Grazie, buoni suggerimenti (anche a Madmanguruman sotto). Ho rimosso il MOSFET dalla scheda e vedo ancora lo stesso segnale medio di 0,7 V dal driver, in particolare, al pin 5 del driver o su entrambi i lati di R2 nel layout sopra, e sembra un'onda quadra pulita oscillante tra circa 0,5 V e 1 V (anche se il mio ambito è un po 'schifo, quindi quelli sono stimati). Ottengo lo stesso risultato saldando un tappo da 1nF tra gate e source. Il segnale è identico su tutti e 3 i circuiti, anche se ho rimosso solo il MOSFET da uno.
Guardando il tuo layout, non vedo problemi evidenti con i pinout. Bene, proverò a dare un'occhiata ad altre cose. Se osservi la tensione di alimentazione sul pin del gate driver, vedi + 12V?
Grazie Nick - sì, ricontrolla e l'ingresso nei driver (pin 2) è 12V.
Adam Lawrence
2013-12-21 22:29:41 UTC
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Suddividi sempre il problema in parti più piccole. Devi capire se hai un problema con il driver o un problema con il MOSFET.

Per eseguire il debug del driver, rimuovere il MOSFET dal circuito stampato e collegare un piccolo condensatore tra il gate del MOSFET e le connessioni sorgente. Il tuo MOSFET ha \ $ C_ {iss} \ $ di circa 1nF, quindi usa un limite vicino a quel valore. Il driver dovrebbe essere facilmente in grado di far oscillare quel condensatore su e giù.

Se il driver non è in grado di pilotare correttamente il condensatore, hai un problema con il driver (parte danneggiata, collegamento errato del layout, ecc.) E puoi concentrare la tua risoluzione dei problemi lì.

Se può pilotare correttamente il condensatore, o il tuo MOSFET è danneggiato o collegato in modo errato (come altri hanno ipotizzato qui).

Laszlo Valko
2013-12-29 19:22:15 UTC
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Guardando il tuo PCB, è ovvio che non capisci il ruolo di C5 / C6 e quale vincolo quel ruolo pone al modo in cui puoi eseguire le loro tracce. Sembra che tu creda che la connessione GND di quei condensatori e il pin GND del driver MOSFET possano avere una traccia molto lunga tra di loro. Ebbene, non è così. Devono essere il più vicini possibile. Come, 1 o 2 mm. Controlla la traccia turchese. enter image description here

Lo stesso vale anche per gli altri driver.

Grazie, sospetto che questo fosse una parte del problema, ma non sono stato in grado di verificarlo poiché il mio ponte di saldatura truccato dalla giuria ha cortocircuitato qualcosa. Non presumere mai che Eagle farà ciò che ti aspetti con i poligoni, in particolare quando crea termiche.
alexan_e
2013-12-21 04:58:26 UTC
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La seconda connessione di terra non è presente nel tuo schema, hai collegato il pin 4 a terra?

Ecco cosa dice la scheda tecnica

enter image description here

Ciao Alexan, sì, sono entrambi collegati a terra, layout aggiunto sopra.
Martin
2013-12-30 04:27:26 UTC
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Hai menzionato sopra che vedi un segnale medio di 0,7 v dal driver con il FET rimosso? "sembra un'onda quadra pulita che oscilla tra circa 0,5 V e 1 V".

La soglia Mosfet VGS (on) è indicata come 3V. Il pin di uscita del driver dovrebbe avvicinarsi alla tensione del rail 0,25 V (scheda tecnica), quindi il Vo (h) del pin 5 dovrebbe essere di circa 11,75 V. Se si sta effettivamente iniettando un'onda quadra da 1 KHz al 50%, la tensione media dovrebbe essere letta a circa 5,5 V. L'oscilloscopio indica che il segnale sta ricevendo VGS (acceso)?

Mi sono imbattuto nella situazione in cui un'intera scheda ha danneggiato gli IC. Gli indicatori del carburante agli ioni di litio sono stati fritti in patatine durante il riflusso e il danno non poteva essere visto ad occhio nudo. Nessuno di loro ha funzionato nel lotto prototipo e mi ha lasciato grattarmi la testa a non finire. Nessuna modifica al design e la seconda esecuzione ha funzionato perfettamente. Hai provato a sostituire gli IC del driver? Se non forniscono l'unità 0-11,75 V, potrebbero essere sospetti in quanto il layout e il design sembrano essere buoni.

Tom
2014-01-05 15:34:30 UTC
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Ecco il mio suggerimento:

  • Rimuovi R2 e Q1 e sostituisci DR1 con un nuovo IC ma solleva il pin 5 in modo che non tocchi la traccia sulla scheda.
  • Sonda il perno sollevato e vedere se ha l'oscillazione del segnale appropriato (da 0 a 12V).
  • In tal caso, saldare il perno e ricontrollare. (se non funziona c'è qualcosa che non va con il driver IC).
  • Dopo aver saldato il pin 5, se lo swing è ancora ok, inserisci la resistenza R2. (se lo swing non è ok a quel punto, la traccia dal pin 5 a R2 ha un cortocircuito resistivo da qualche parte che devi ohm fuori.)
  • Dopo aver inserito R2, se lo swing è ok, allora probabilmente c'è qualcosa che non va con il MOSFET, anche se sembra che tu l'abbia già escluso. Se lo swing non è ok, allora c'è qualcosa in cortocircuito con la traccia da R2 al MOSFET e dovrai eliminarlo con tracce adiacenti.

Il fatto che sembri passare da 0,5V a 1,0V anche con il MOSFET rimosso, implica che possa essere cortocircuitato su un nodo con una tensione di poco superiore a 0,5V. Potrebbe anche significare che qualcosa viene interpretato male sullo scopo. Il mio suggerimento a tal fine è di eseguire questo debug con il pin IN forzato in basso e poi con il pin forzato in alto tagliando la traccia PWM3 o sollevando il pin 3 e saldandovi un filo.



Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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