MOSFET quemado cuando está conectado a un solenoide

Disculpas por la pregunta anterior muy mal escrita.

Tenemos un circuito que quema constantemente nuestros MOSFET cuando intentamos usarlos a plena potencia, 250 V, pero parecen estar perfectamente bien a 200 V.

El circuito se usa para alimentar un solenoide para hacer que un pequeño robot patee una pelota. En la parte superior, hay un capacitor cargado hasta 250V, al lado del solenoide con un diodo snubber (zeener unidireccional con un voltaje de ruptura de 330v). El MOSFET está apagado hasta que queremos una patada, momento en el que encendemos el MOSFET y permitimos que la tapa se drene a través del solenoide.

El mosfet que estamos usando es el STD18N55M5, este tiene una clasificación de 16A continuos y 64A pulsados. El desglose de la fuente de drenaje es de 550 V. No sé exactamente por qué hay una resistencia o un diodo junto con el MOSFET, pero supongo que son similares para la protección contra picos.

Soy nuevo en el proyecto, por lo que no conozco muchos detalles, pero se me ha encomendado tratar de descubrir por qué nuestro MOSFET sigue quemándose por encima de los 200 V. Mi instinto inicial es que el 16A es demasiado bajo para 250V, pero no tengo evidencia para respaldar esto. Otra posibilidad es que el zeener se esté descomponiendo de alguna manera en 250 en lugar de 330 y cortocircuitando el MOSFET entre 250 y tierra, pero eso parece poco probable.

Realmente no entiendo cómo se calcula la corriente a través de un inductor y un MOSFET, ya que no hay resistencias en el camino, lo que parece crear una corriente infinita, lo que obviamente no es el caso. Cualquier idea o sugerencia de cosas para probar sería muy apreciada. ¡Gracias!

EDITAR: la tapa es 1500uF, 250V. El flyback zeener es este digikey.com/product-search/en?vendor=0&keywords=F4115CT-ND y el mosfet es el paquete d sin disipador de calor

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Creo que hay alrededor de mil otras preguntas relacionadas con las que necesita un diodo de rueda libre
Mencionas un condensador, pero no veo uno en tu esquema. También menciona un MOSFET, pero solo muestra un interruptor.
Hay demasiadas confusiones y conocimientos faltantes para poder responder esta pregunta en un espacio razonable de una manera que pueda comprender. La falta de atención a los detalles que se muestran aquí confirma que esta pregunta no encaja bien en este sitio de preguntas y respuestas.
Arregla la pregunta amigo.
Necesitas deletrear el MOSFET que tienes. La hoja de datos que vinculó es para cuatro relacionados (una familia), pero el empaque determina el manejo de la potencia. También mencione qué disipador de calor tiene y sus especificaciones.
Además, si puede destapar los MOSFET, puede usar esta guía para saber qué lo causó (seguro que ESD es la causa [poco probable aquí], necesita un microscopio para eso).
También agregue nombres/hojas de datos para los otros componentes, zener[s], relé, si los tiene. La resistencia simplemente está ahí para [rápidamente] apagar el mosfet cuando no se aplica voltaje a la puerta. De lo contrario, puede tardar mucho tiempo en descargarse solo.
Además, muy importante: ¿cuál es la capacitancia de su capacitor? Este voltaje veces determina la carga almacenada, por lo que la corriente que fluirá.
@RespawnedFluff El mosfet es el STD18N55M5, montaje en superficie, en realidad no tenemos un disipador de calor en este momento, supongo que probablemente sea un problema...
@RespawnedFluff, el límite es de 1500uF, 250V, ¿cómo se usa la capacitancia para determinar la corriente?
Probablemente no sea tan importante a menos que se caliente. Dado que está descargando un capacitor a través de él, probablemente lo esté matando al exceder un parámetro más oscuro llamado "Energía de avalancha de pulso único" en la hoja de datos. Puede leer más sobre ese modo de falla en vishay.com/docs/90160/an1005.pdf
@RespawnedFluff digikey.com/product-search/en?vendor=0&keywords=F4115CT-ND este es el flyback a través del solenoide, no estoy seguro sobre el otro. ¡Gracias por toda tu ayuda!
Ponga toda esa información en la publicación misma; aumenta las posibilidades de que otros voten para reabrir también.
@RespawnedFluff Oh wow, nunca antes había oído hablar de la energía de avalancha, ese definitivamente sería el problema, ¡gracias!
Básicamente, a 250 V estás cargando el límite de 1500 uF con 0,375 culombios. La altura de los picos de corriente depende de la rapidez con la que se descarga (la corriente es carga/tiempo), lo que depende de la impedancia de la bobina del solenoide que se opone a la descarga.
Correcto, tiene sentido, no tengo los datos del solenoide, pero intentaré ver si alguien más los tiene y eso debería permitirme hacer los cálculos actuales.
¿Sujetó la puerta muy por debajo de su V (GS, máx.). Debido al rápido aumento del voltaje de drenaje y C (GD), el voltaje de la puerta puede estar muy por encima de su voltaje máximo.
Pensé un poco más en tu problema. Por desgracia, incluso con una especificación/hoja de datos perfecta para el solenoide, este problema no se puede resolver sin medidas precisas. La razón es que la inductancia de un solenoide varía a medida que el émbolo se mueve a través de él... y qué tan rápido se mueve depende de cómo golpea la bola, etc. Se necesitaría un simulador de dominio cruzado muy sofisticado para resolver eso "en papel". . Así que solo mida la corriente máxima con un buen osciloscopio usando una resistencia de bajo valor como elemento de detección.

Respuestas (2)

Haciendo algunas suposiciones a partir de lo que escribió y el diagrama de circuito parcial, el retroceso inductivo no bloqueado del solenoide en el instante en que se apaga el transistor probablemente exceda la clasificación máxima de Vds de su transistor y lo destruya.

Pero al igual que las personas mencionadas anteriormente, en electrónica, los detalles son importantes y ha proporcionado muy poca información sobre los valores reales de los componentes involucrados.

Espero que eso ayude un poco.

Después de algunas pruebas, este resultó ser el problema, ¡gracias!

Si sus cables son largos, entonces D1 solo sujeta el pico inductivo del solenoide y no el pico de los cables entre el FET y ese solenoide.

Asegúrese de que D1 se conecte entre el capacitor y el directamente al drenaje del FET. De manera similar, D2 debería estar muy cerca del FET.

Tenga en cuenta que la conexión a tierra es igualmente importante: asegúrese de que el extremo '-' del capacitor esté cerca de la fuente del FET.

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