MOSFET que sopla cuando arranca suavemente un motor

Al encenderlo, probablemente esté sosteniendo el MOSFET en parte de su característica operativa donde excede su disipación de potencia máxima. Dada la constante de tiempo prolongada, este puede ser un punto en el que el motor aún no arranca. El hecho de que el circuito funcione sin RP2 y funcione con un FET TO220 capaz de una mayor disipación a corto plazo respalda esto.

Lo que me sorprende es que tiene una constante de tiempo de 2 s en la puerta (dado un impulso de baja impedancia), no necesita nada parecido para arrancar un motor pequeño. Intente reducir su condensador de puerta a 10uF.

Dada la muy baja velocidad a la que está activando el MOSFET, pasará un tiempo considerable en el área de operación donde está cayendo alrededor de 6 voltios del drenaje a la fuente mientras consume una corriente que puede llegar a los 3 amperios.

Estoy pensando aquí en que el motor se detuvo antes de que el MOSFET se encienda lo suficiente como para que realmente gire. No es irrazonable suponer que el motor puede tomar 3 amperios con 6 voltios antes de que comience a moverse. 6 voltios también estarán a través del MOSFET mientras esté en este estado y eso es una disipación de potencia de 18 vatios muy posiblemente.

En el gráfico del área de operación segura, este punto se indica con un círculo rojo: -

El gráfico nos dice que si el MOSFET está a 3 amperios y 6 voltios (la mitad del riel de suministro) por más tiempo que entre 1 ms y 10 ms, es posible que cause daños a su MOSFET.

Dado que la constante de tiempo RC es de 2 segundos, es muy probable que se encuentre en el "área insegura" durante decenas, si no cientos de milisegundos.

La corriente de carga cero en el motor es mucho mayor que la corriente de carga cero en su LED, y está quemando ese pobre FET. Lo más probable es que esté abusando del STP16NF06 que no explota.

Aquí hay un par de circuitos equivalentes aproximados del LED y el motor más su carga .

Estoy adivinando un poco sobre los valores del LED, pero no estoy adivinando sobre la parte que, a los efectos de cómo funciona, tenderá a verse como un voltaje saludable en serie con una resistencia. Por lo tanto, la caída de voltaje inicial a través de la cosa será mucho mayor a corrientes moderadas que el motor; esto dará como resultado una caída más baja a través de su FET y una menor disipación de energía. Y si me equivoco con los valores del LED, es un voltaje más alto y una resistencia más baja, lo que significa que la cosa estresa aún menos al FET .

El motor, por otro lado, presentará una carga mucho mayor al FET cuando no se esté moviendo. En este caso, el motor parece una resistencia de armadura (supongo que$100\mathrm{m\Omega}$). Cuando aplica corriente al motor por primera vez, antes de que se mueva, presenta una carga de baja resistencia. Esto significa que para una corriente dada, con el motor sin girar, el FET verá un voltaje mucho mayor. Esto lo calentará internamente y dejarás salir el humo mágico.

El STP16NF06 no se quema porque tiene una mayor masa térmica y, por lo tanto, se mantiene más frío.

(El circuito, tal como se dibuja, modela el motor alcanzando la velocidad a medida que se carga el condensador, por lo que una vez que el motor alcanza la velocidad, la mayor parte de la potencia del motor se destina a la carga mecánica, que aparece como una resistencia en el circuito equivalente ).

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}