このHブリッジでMOSFETドライバーが溶断したのはなぜですか？

私はディスクリートHブリッジ回路を構築して、かなり頑丈な12Vウィンドスクリーンワイパーモーターを実行しました。回路は以下のとおりです（編集：大きいPDFについてはこちらをご覧ください。StackExchangeでは画像を拡大できないようです）：
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ボードを立ち上げて、100％デューティサイクル（非PWM）モードから始めて、機能していることを確認したので、ローサイドNチャネルMOSFETの1つにPWMを開始しました。これも問題ないように見えましたが、誘導スパイクからブリッジのPWMされた側のハイサイドショットキーで顕著な加熱が発生しました。

次に、誘導スパイクをより効率的に散逸させるために、ハイサイドMOSFETとローサイドMOSFETのPWMを開始しました。これも（おそらくデッドタイムが多すぎるため）、正常に機能しているように見え、トップサイドのダイオードは冷えたままです。

しかし、スイッチをしばらく使用して、デューティサイクルをライブで変化させた後、速度を約1から下げました。95％から25％へのデューティサイクル。しかし、このとき、ポップと突然の高電流が流れ、TC4428A MOSFETドライバが溶断していました。

これらは吹き飛んだ唯一のコンポーネントでした。MOSFET自体は問題ないので、私は自分の側のシュートスルーマペトリーを除外しています。これまでの私の最高の説明は、過剰な量の誘導性キックバック、または（可能性が高い）モーターからの過度の回生電力が減速して電源が処理できないことです。TC4428Aはブリッジ内で最も低い電圧定格（18V、絶対最大22V）を持っています。私は電圧の上昇が速すぎると考えています。

私はこのボードの12V側を旧式のリニアベンチトップ電源で実行しており、ボードとの間に比較的長いリード線がありました。これは、電圧上昇を実際に散逸させることができなかったと思います。

TC4428AsがMOSFETの動的負荷に関して過負荷になったとは思いません。私は比較的低速（約2.2kHz）でPWMを実行しており、MOSFET自体には特に高い総ゲート電荷はありません。ドライバーBのみがPWM制御されているにもかかわらず、動作中はクールなままで、AドライバーとBドライバーが故障したようです。

私の仮説は妥当なように思えますか？他に探している場所はありますか？もしそうなら、ボードの周り（電源入力とブリッジ出力端子の間）にいくつかの波状のTVSダイオードを自由にまき散らすことは、過電圧状態に対処するための合理的な方法ですか？スイッチドブレーキレジスタータイプのセットアップに移行する必要があるかどうかはわかりません（これは、「わずかな」2.5Aまたはそれなりの12Vギアモーターだけです...）。

更新：

12V電源端子（SMCJ16A）に1500W TVSを配置しました。これは、ブレーキ時の過電圧を20V未満にクランプしているようです（これは電源電圧を示しています。MOSFETゲートと0Vの間に同じ波形が見られます）。

それはきれいではなく、おそらくまだ高すぎます（SMCJ16Aのクランプ電圧は最大電流で26Vです-57A、TC4428Aの絶対最大値は22Vです）。私はいくつかのSMCJ13CAを注文し、電源とモーター端子の両方に配置します。1.5kWの大きなTVSがあったとしても、それが持続しないことを私はむしろ恐れています。TVSにとっては長い期間である80ms程度はクランプしているように見えます。とはいえ、涼しさを維持しているようです。もちろん、シャフトに実際の負荷がかかっている場合は、おそらく、結局、スイッチドブレーキレジスタソリューションを実装している可能性があります。

FDD6637 MOSFETデータシートはこちら
TC4428Aデータシートはこちら

これまでのところ、MOSFETの存続に関係なく、私はゲートにソースツェナーをFETに追加して、誘導性負荷からのミラー結合電圧をクランプします。

これにより、観察された問題が解決する場合もあります。論理分析は、それができないことを示唆しています:-(-しかし、MurphyとMillarの容量は強力な魔法を働かせることができます。定格と、出力に「強制」された最大500 mAの逆電流を吸収する能力は、MOSFETゲートを介して誘導フィードバックをクランプすると予想されます。ただし、ゲートツェナーのコストはほとんどなく、このような状況で確実にMOSFETを保護するのに役立ちます。物事を悪化させる可能性は低いです。

一部の電源装置では逆電流がまったく流れません。
サプライ品の動作を確認しましたか？ブレーキ中に電源のメーター（オシロスコープの方が良い）が手掛かりになる場合があります。非常に大きなコンデンサが役立つ場合がありますが、これは、電力を散逸させることはできるが十分に速くない場合に電源を助けますが、電源が本質的に電力を吸収できない場合にのみ問題をマスクします。

負荷としてツェナー（または電気的等価物）と直列に接続された抵抗は、電力損失の制動に役立ちます（ただし、ツェナーはNボルトの上昇に対して電力の12 / Nthを消費します。

たとえば、TLV431が大きな負荷でV +が12.5Vを超えるとすぐにスイッチングし、注文が回復するとすぐにそれをドロップすると、ブレーキエネルギーを吸収するシンプルで低コストのソリューションのように聞こえます。

私は2 x 300ワットの「ワイパーモーター」（インド、トラック、使用用）を持っていますが、近い将来、プロトタイプで使用する予定です。楽しいはずです:-)。

私はあなたの結論に同意します、それは電源を過電圧にする回生ブレーキです。

補足として、電源にさらにコンデンサを追加する必要があります。HFスイッチングリップル電流はこれらのコンデンサによって処理されるため、これらのコンデンサはこのリップル電流に対して定格にする必要があります。2つの220µFは...

さて、ドライバーを爆破するのを避ける方法は？

12Vが鉛蓄電池から来ている場合、回生ブレーキは単に電池を充電します。あなたはそれが電流を取ることができることを確認する必要がありますが、これがモーターを停止するだけの場合（そして車両が下り坂に行くのではない場合）、エネルギーは小さくなり、それはOKになります。

バッテリがなければ、電源を監視するコンパレータが簡単な解決策になります。たとえば17Vを超えると、コンパレータがMOSFETをオンにして、高電力抵抗を介して電流を引き出します。そして、電圧が例えば15Vを下回ると、MOSFETをオフにします。これは、レール容量とヒステリシスに依存する周波数で、それ自体でPWMするため、ヒステリシスが必要です。大きな抵抗を使用すると、シリコンの電力を消費するよりも安価になります。

ただし、無料で行うこともできます。

マイクロコントローラは供給電圧を監視します。高すぎると、両方のローサイドFETがオンに設定され、モーターが短絡します。電源の充電を停止し、代わりに内部の抵抗で電力を消費します。

この場合、モーターのブレーキ速度は遅くなります。これは、ブレーキが強くかかる原因となる極性を持つ12Vではなく0Vであるためです。しかし、このソリューションは何の費用もかかりません。シンプルで完全なものです。