Un MOSFET parece calentarse más que el otro

Estoy tratando de descubrir algunas fuentes de error en este circuito. En primer lugar, el FET inferior (en el esquema) parece disipar más energía y calentarse más rápido que el FET superior.ingrese la descripción de la imagen aquí

El esquema anterior muestra mi diseño, aunque no puedo simular en LTspice debido a numerosos problemas. Uno es el problema de hacer que mi unidad de puerta sea opto modelada, el otro es un error mínimo de base de tiempo.

Si alguien tiene alguna idea de qué está causando que el FET inferior se caliente más que el superior, estaría agradecido de escucharlo.

Además, estoy un poco confundido con la forma de onda a través de mi bombilla halógena (la carga en el diagrama, R = 0,5 ohmios cuando está fría). La siguiente imagen muestra lo que estoy observando:ingrese la descripción de la imagen aquí

Esto es con mi deber de PWM alrededor del 50-70%. La forma de onda de la carga se puede ver oscilando alrededor del pico de 32V. Esperaba ver una forma de luz recta a través del eje x que representa el tiempo pasado sin dirigir. Sin embargo, parece ser una sinusoide invertida de una magnitud mucho menor. Cualquier explicación de la forma de onda es ciertamente útil para mi naturaleza inquisitiva.

Sin embargo, me gustaría intentar averiguar por qué mis FETS se calientan de manera desigual.

Cualquier ayuda es muy apreciada. ¡Gracias!

EDITAR para explicar la operación: este circuito no se puede simular, creé el símbolo para el opto de accionamiento de puerta para poder mostrar el esquema. Explicaré el funcionamiento: Se utiliza una fuente de CA de 25 V RMS para alimentar una bombilla halógena. Dos MOSFET están conectados con sus fuentes y puertas conectadas entre sí: esto permite que la misma unidad de puerta como VGS sea siempre la misma.

C2 mantiene un nivel de 35 V CC, con un diodo (D1) para evitar que se descargue al suministro cuando su potencial cae por debajo de +35 V.

El schottky, el zener y la resistencia de 680 ohmios me permiten derivar 12 V CC para suministrar mi optoacoplador de accionamiento de compuerta. El condensador C3 se carga al voltaje zener de 12 V y suministra al optoacoplador de accionamiento de compuerta la corriente que necesita de manera rápida.

El optoacoplador de accionamiento de compuerta está alimentado por este condensador de 12 V. Su entrada es una señal PWM y su salida es una configuración push-pull para una conmutación rápida de compuerta. El capacitor de derivación de 0.1Uf (c1) se coloca según la hoja de datos del opto. Dos resistencias en la puerta, una de bajo valor en serie y una resistencia de alto valor a la fuente.

Cuando se aumenta el deber de PWM, la corriente fluye desde el terminal +ve del suministro y a través del FET superior (M3) que está abierto, el diodo del cuerpo del FET inferior (M4) está polarizado para permitir que la corriente continúe fluyendo hacia atrás. al suministro. Lo mismo sucede cuando la polaridad de la fuente se invierte, pero esta vez M4 conduce completamente abierto y M3 conduce a través del diodo del cuerpo.

No te estoy siguiendo con la primera declaración. ¿Dices que el voltaje de la puerta del fet inferior (M4) está al nivel de C2? Pero C2 suministra alrededor de 34 V CC para mi zener de 12 V. para que el voltaje zener pueda cargar una tapa para alimentar el controlador de puerta a 12V. Entonces, las puertas de ambos deben ser de 12 V cuando el PWM es alto. Aunque veo lo que quiere decir con el bucle, creo: cuando v1 es positivo, la corriente que fluye a través del zener tomará la ruta del diodo del cuerpo de regreso al terminal de suministro -Ve. ¿Cómo puedo evitar esto?
En el esquema, parece que tiene un diodo con polarización directa desde el bulto (fuente) para drenar en M4.
Esto es para permitir el control de CA usando dos mosfets. Sin el diodo del cuerpo, el diseño no funcionaría.
He mirado esto durante demasiado tiempo. El circuito no es obvio. Le sugiero que cambie el GD-opto con un gran inversor cmos y simule solo para ver si eso puede explicar algo.
He editado la publicación para ampliar la operación. gracias por tu tiempo
¿Puede proporcionar un esquema de lo que realmente ha construido? Es difícil seguirlo tal como está, ya que no está claro qué es real y qué se ha agregado para ayudar a la simulación.
Ese es el esquema tal como está realmente construido. Olvídese de la resistencia de 5 megas a tierra, eso es para la simulación de especias. La fuente de voltaje de 34,5 V es mi transformador toroidal de 25 V rms. El PWM es de mi microcontrolador, simplemente ignore ese generador de forma de onda PWM en la esquina superior. Realmente no pude dibujarlo o componerlo mejor que esto. Puedo proporcionar una imagen en una placa de prueba, pero eso sería terrible, jaja. Gracias.
Para mí, los niveles de 'CC' que se crean me preocupan ya que todas las tapas están conectadas a la fuente de M3, M4 que cambia a 33 V, ¿cómo funciona el 'PWM'?
Las tapas tienen una clasificación lo suficientemente alta a 400V. ¿Cómo afectaría eso al PWM? El circuito funciona, pero parece que mi corriente zener puede fluir a través del diodo de M4 cuando el suministro se vuelve positivo, tal vez negativo.
"La corriente a través del diodo del cuerpo M4 de esos 680 ohmios es de 33 mA (23 V/680, suponiendo que no haya caída en D3 y 35 V en C2). Eso solo puede producir ~ 40 mW para hacer una diferencia perceptible en mi humilde opinión" Estoy de acuerdo con esta afirmación. Así que todavía estoy perdido por la razón por la cual el fet inferior disipa más energía.
Nunca dijiste cuál es tu frecuencia PWM. La simulación muestra un período de 10 ms, pero la traza en el osciloscopio es claramente mucho más rápida que eso. Además, parece que tiene algunas ideas equivocadas sobre cómo funciona su circuito. Cuando las puertas de los dos MOSFET se elevan, ambos conducen, independientemente de la polaridad de la fuente de CA. Los diodos del cuerpo no entran en juego en absoluto. (Pregunta secundaria: ¿Cuál es el propósito de D3, de todos modos?)
Mis disculpas, tendré que reconsiderar el funcionamiento del circuito por las razones que ha indicado. Mis suposiciones incorrectas han ofuscado claramente la verdadera causa del problema. D3 es redundante en el esquema anterior y se eliminó cuando me di cuenta de esto ayer. La frecuencia PWM que estoy usando es de 25Khz. Gracias
Hace algún tiempo dibujé esto y creo que puede ser útil aquí (dependiendo de su frecuencia PWM, es posible que deba usar diodos schottky para el puente rectificador);) Y tenga cuidado, el MOSFET debe estar flotando, necesita un poco de aislamiento para su controlador de puerta.
Creo que puedo recurrir al uso de un dispositivo de conmutación y rectificarlo para el control. Gracias por el enlace.
Creo que puedo estar en algo, pero no tiene sentido para mí. Cuando aíslo la unidad de puerta y elimino todos los circuitos adicionales: los pies se calientan a un ritmo uniforme. Sin embargo, si vuelvo a colocar D1 y C2, ¡el calentamiento desigual vuelve a ocurrir! Probaré el diodo y trataré de confirmar esto mañana.

Respuestas (1)

Cuando un MOSFET se calienta más que el otro, generalmente es uno de dos elementos:

  1. Mayor resistencia en una pierna.

Parece que ha incluido una resistencia de 0,5 ohmios en una pata, por lo tanto, la mayor parte de la corriente irá por la ruta de baja resistencia: la otra pata.

  1. En las aplicaciones de conmutación, se usa el diodo de un MOSFET en lugar de simplemente encenderlo durante esa parte del ciclo.

El diodo tiene una caída de ~0.7V a la misma corriente, mientras que si simplemente encendiera el MOSFET, esto caería a un valor mucho más bajo, disipando menos energía. Es por eso que hay fuentes de alimentación síncronas.

Un MOSFET parece calentarse más que el otro
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