Sobrecalentamiento MOSFET en control pwm

Solo para las pérdidas de conducción, la disipación de potencia en el MOSFET normalmente podría ser$I^2 \cdot R_{ds(on)}$o aproximadamente 5,4 W a Tj = 120 ° C, suponiendo una unidad de 4,5 V, que debería proporcionar su micro de 5 V. Con solo 500 Hz, las pérdidas de conmutación no deberían ser tan malas incluso con una resistencia de compuerta 100R, pero aún pueden sumarse.

Necesita un disipador de calor bastante grande o un ventilador para disipar esta cantidad de calor. Sin un disipador de calor, se sobrecalentará rápidamente y se destruirá a sí mismo.

Editar: como señaló Will Dean en un comentario a continuación, puede saber que tiene un problema al observar la unión de resistencia térmica al ambiente (sin disipador de calor) de la hoja de datos .

El aumento de la temperatura por encima de la temperatura ambiente sería de 5,4 W por 62 o 334 °C, por lo que superaría los 350 °C con una temperatura ambiente de 25 °C. Eso está muy por encima de la clasificación de temperatura de unión máxima absoluta, y la parte fallará en algunos antes de llegar allí.

Si ya tiene un disipador de calor grande, sospecho que D1 no está haciendo su trabajo. No proporciona el número de pieza, pero también tendrá que disipar bastante energía, por lo que es deseable un diodo Schottky.

¿Qué tan hola es su capacidad de conducción actual de uC? Si estoy en lo correcto <20mA, que es bastante bajo para encender ese MOSFET lo suficientemente rápido. Es posible que el dispositivo se esté calentando en los períodos de encendido/apagado. En otras palabras, el tiempo de encendido/apagado del MOSFET es bastante alto, la capacitancia de la puerta se carga demasiado lentamente debido a la capacidad de salida de corriente limitada uC.

Si ese es el caso, intente poner un par de transistores NPN + PNP (2N2222 + 2N2907) en la configuración de tótem para controlar el MOSFET, es decir, el controlador MOSFET de los pobres.

Haga que la resistencia de la puerta sea lo más baja posible () y alimente el tótem desde 24V.

Algunos números simples: de la hoja de datos MOSFET entrada C = 1.65nF, Rg = 100 ohmios 5Tau = .8us lo maneja a 500Hz ... eso significa que el tiempo total empleado en cambiar de encendido->apagado y apagado->encendido es al menos 1/1000 del tiempo. Este es el momento en el que se producen la mayoría de las pérdidas.

¿Cuál es su diseño físico? R1 debe estar justo en la puerta del FET. Su cable negativo de 24 V debe estar justo en el cable de origen en el FET. Cable corto del cable fuente FET al pin de tierra del microcontrolador.

En otras palabras, trate el cable de la fuente FET como la conexión del punto de estrella para la fuente de alimentación de 24 V y el resto del circuito.

Mi pensamiento es que el FET está oscilando.

Las especificaciones FET se ven bien: está prácticamente mejorado con Vgs superiores a 4V

Otras cosas para probar:

Deje caer la frecuencia PWM y vea si el FET aún se calienta. Si es así, reduzca R1 a 22 ohmios.