Mosfet sopla en alta carga usando el controlador de puerta

Estoy usando LM5060 de TI para cambiar MOSFET de canal N modular grande en paquete SOT-227 (IXFN420N10T) para cargas relativamente altas de 100-200A.

En cargas pequeñas como 10-20A, funcionaba bien, luego probamos una carga resistiva más grande de alrededor de 50A y funcionaba completamente bien cuando se conectó por primera vez cuando se encendió la puerta, se abrió y la corriente voló y funcionó bien. Pero luego la puerta de MOSFET ya no funcionaba siempre abierta.

Nuestro esquema se basa en la referencia de la hoja de datos con un capacitor agregado de 0.01uF en la puerta.

¿Quizás alguien sabe por qué se quema el mosfet? Se supone que maneja 420A y a 50A sopla (no literalmente pero la puerta ya no funciona)

EDITAR: Aquí está el esquema según lo solicitado

EDIT2: Al principio vi en la documentación que Vgate es como 12 V, por lo que estaba dentro del rango, y ahora veo en más documentación que escribe esto, pero realmente no entiendo si me entendí correctamente:

Una bomba de carga proporciona voltaje de polarización por encima del voltaje de entrada y salida para mejorar la puerta MOSFET de canal N. Cuando el voltaje del sistema se aplica inicialmente y tanto EN como UVLO están por encima de sus umbrales respectivos, el pin GATE se carga con la fuente de corriente de 24 µA (típica). Durante condiciones normales de funcionamiento, el voltaje del pin GATE se fija a aproximadamente 16,8 V por encima del pin OUT (es decir, VGS) mediante un zener interno.

Entonces, si entendí, ¿carga el voltaje VIN - 16.8V?

ingrese la descripción de la imagen aquí

¿Estás seguro de que el voltaje de la puerta está dentro de las especificaciones?
¿Es esto todo lo que puedes decirnos?
Esquema o no sucedió. Su esquema, no una copia de una hoja de datos o app-npte.
Bueno, es sencillo. Hiciste algo mal. Por supuesto, si no nos va a decir exactamente lo que hizo, no hay forma de que podamos ayudarlo.
¿Cómo protegió la puerta del exceso de LdI/dt?
agregué el esquema
TonyStewartEEsince1975 Si tiene más preguntas, puedo responderlas. Realmente no sé acerca de la protección LdI/dT, así que no puedo responder eso por ti.
muestra el diseño y el disipador de calor RCA
El diseño es bastante simple, el chip está en una placa separada y el cable de la puerta también sale en los cables VIN, VOUT del mosfet. Mosfet está unido a un disipador de calor masivo.
@C_Elegans Actualicé la pregunta sobre el voltaje de la puerta
¿Cuál es el voltaje de entrada y cuál era la carga cuando dejó de funcionar?
¿Se puede medir la impedancia Vgs?
42V y alrededor de 50A, era un cable de resistencia de alrededor de 1 ohmio sumergido en agua para enfriarlo.
¿Quieres decir desde la puerta hasta el suelo?
A 30 V y un mosfet simple que teníamos a mano, Vgate era de 42 V, así que supongo que el problema es que el voltaje de la puerta es demasiado alto.
aplicaste 42V a Vgs?
No apliqué, pero LM5060 sí: DI y creo que este es el problema, ¿verdad? Si ese mosfet es de 20 V máx. en VGS y el VIN era de 42 V, entonces ~ 15 V más y serían alrededor de 60 V en la puerta, lo que mató a la puerta, ¿no? Entonces, el diodo zener resolvería este problema, ¿verdad?
Pero ahora estaba leyendo sobre la conmutación de mosfet de canal n de lado alto y Vgate volgate ya no está referenciado a tierra sino a la fuente, por lo que significa que necesita algo así como 15 V además del voltaje de la fuente, ¿verdad? Entonces, 42V en 30V debería estar bien, ¿verdad?

Respuestas (1)

Este tipo de circuito genera una rampa para el voltaje de puerta que hace que el voltaje de salida aumente. Esto limita la corriente de irrupción debido a las cargas capacitivas. Pero hay un inconveniente, mientras que el voltaje aumenta, el MOSFET funciona en modo lineal y está sujeto a la tensión de V*I. En su caso, el MOSFET que ha elegido tiene Ciss de 47 nF que eclipsa los 0,01 uF que ha agregado, por lo que el tiempo de subida será de unos 100 ms. Entonces, a la mitad de la rampa, el MOSFET disipará 441 W (21 V * 21 A). Hay una curva en la hoja de datos llamada SOA (área de operación segura). A Vds de 20V, el MOSFET puede soportar 30A durante 100 ms. Entonces es posible que haya excedido SOA. Podría valer la pena poner un alcance en la puerta y la fuente para ver cuál es realmente el tiempo de subida. Podrías probarlo con una carga algo más baja a ver si sobrevive.

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