このHブリッジでPチャネルMOSFETが消え続けるのはなぜですか？

これが私のHブリッジです。 一方向で使用を開始するたびに、使用された方向に属するPチャネルMOSFETとNPN BJTが数秒で死にます。キルされたMOSFETとBJTは短絡を発生させるため、他の方向を使用できなくなります。彼らは顕著な熱や煙なしで死にます！
コントローラはarduino unoであり、NチャネルMOSFETのみがPWM信号で駆動され、Pチャネルは単純なデジタル出力ピンに接続されます。PWM周波数は、デジタルピン9および10のデフォルトの490Hzです。（各PWM出力は個別です）。私はすでに4〜5個のPチャネルMOSFET + BJTペアを殺しましたが、両方で発生する可能性があります。（最初に使用する方向によって異なります。）モーターは12V車のフロントガラスワイパーDCモーターで、電源は12V 5Aです。12Vと5Vの電源グランドが接続されています。

正しいと思われることが2つありますが、十分にテストしていないため、100％はわかりません。

• 以前のバージョンでは、R7とR8に1kの抵抗を使用していましたが、問題はありませんでした。再試行しますが、PチャネルMOSFETが不足しています。
• 揚げたMOSFETとBJTのペアを切り取ると、残りのMOSFETとBJTのペアを殺すことなく他の方向を使用できます。

ここで何が起こっているのか私を助けてください:)

• NPN BJTとPチャネルMOSFETの間に抵抗を使用する必要がありますか？
• 2N2222 BJTの代わりに2n7000 MOSFETを使用する必要がありますか？

更新：ワイパーモーターの代わりに12V 55W電球でHブリッジをテストしました。P-FETとNPNはテスト中に死亡しました。Nチャネル側は、40％PWM信号で駆動されました。負荷がなければ問題ありませんでした。

UPDATE2：R7とR8を150Rから1kに戻しました。これで、コンポーネントに障害が発生することなく、ブリッジが再び機能します。（私はそれを何日間も実行しませんでしたが、150R抵抗を使用すると、障害の再現に数秒しかかかりませんでした。）いずれにしても、Brianが示唆するように、GNDと+ 12Vの間のブリッジにデカップリングコンデンサを追加します。皆様のご回答ありがとうございます！

12V電源をどのように分離していますか？

考えられる障害モードの1つは、モーター電流のオフ（つまり、PWMレート）による誘導スパイクがフライバックダイオードを介して12V電源にダンプされることです。はい、それは起こるはずですが...

12V電源が分離されておらず、充電式バッテリーではないPSUから供給されている場合、または長い（誘導）ケーブルを介して供給されている場合、それは実際には12V電源ではなく、一時的にその誘導スパイク電圧まで駆動されます。これはMOSFETの定格をはるかに超える可能性があります...

高速オシロスコープで12V電源を監視します。過電圧スパイクの兆候が見られる場合は、減るまで減結合を増やします。（これには、低HFインピーダンス用の0.1uFセラミックコンデンサーと電解リザーバーコンデンサーが含まれるはずです。念のため、16Vまたは25Vのツェナーダイオードが含まれている可能性があります...）。

これが実際の問題であることはわかりませんが、カバーする必要がある1つのベースです。

R1 R2は、存在しない最小のmosfetを除くすべてに対して大きすぎます。これは、ターンオンがターンオンよりもはるかに遅いことを意味します。つまり、ある程度のデッドタイムが含まれていると考えても、シュートスルーし、 fetsを食べます。追加のトランジスタを使用して、電源をすばやくオフにします。

上部のPチャネルMOSFETの1つがアクティブです。これにより方向が決まります。両方のNチャネルMOSFETにPWMを適用すると（回路で暗示されているように）、Hブリッジの半分でシュートスルーが得られます。

あなたは必要がありませ両方のNチャネル・デバイスへのPWMを適用する-トップはチャネルデバイスがアクティブ化または右上のPチャネルデバイスが起動されたときのみ、左下に適用されたPを去ったときにのみ、右下に適用します。

編集-また、PチャネルMOSFETは上下逆です。

私にとって際立っていることの1つは、FET全体にフライバックダイオードがないことです。モーターは誘導性負荷であるため、電流が変化すると（FETでV = L dI / dT）、FETに高電圧を非常に簡単に生成できます。これらの電圧は、FETのソース/ドレイン接合のブレークダウン定格を簡単に超える可能性があります。

これを解決するには、通常、ダイオードをジャンクションと並列に配置して、次のように電圧をチェックします。

（画像：http : //www.modularcircuits.com/blog/articles/h-bridge-secrets/mosfets-and-catch-diodes/）

これにより、FET両端の電圧が「クランプ」されます。

@AutisticはR1とR2について正しいです-この配置はPフェットのスイッチング時間を非常に遅くします。BJT + Pullupの代わりに、専用のP Fetドライバチャージポンプの使用を検討してください。

いくつかの健全性チェック

運転信号を確認できますか？どのFETをオンまたはオフにするかは非常に重要です。

forward: 
p1 on    p2 off 
n1 off   n2 on

backwards: 
p1 off    p2 on 
n1 on     n2 off

brake: 
p1 off    p2 off
n1 on     n2 on

以下を試してください：

• PWMを停止する
• 負荷を切り離します
• 次のようにコードから駆動します：p1オンn1オフ、500ミリ秒待機、p1オフn1オフ100ミリ秒（デッドタイム）、p1オフn1オン500ミリ秒、p1オフn1オフ100ミリ秒（デッドタイム）、繰り返し。これにより、デバッグが容易なテスト信号が生成されます。
• これで、hブリッジのp1 n1出力がGNDから12Vに適切に切り替わります。スコープを使用してテストするか、小さな電球も使用できます。電球をGNDとp1 n1出力の間に接続します-電球が点滅するため、p1は良好です。12Vに接続し、p1 n1出力-n1が良好になるように点滅します。
• スコープがある場合は、p1とn1が相互導通していないことを確認してください。この信号をチェックすると、100msのデッドタイムでクリーンGND、クリーン12V、およびフローティングGND以外の値が表示されないはずです。
• スコープがない場合は、非常に大きなデッドタイムを設定できます（例：500ミリ秒）。害はありませんが、Pフェットを節約できます。
• 電球の代わりにモーターを接続してください。電球のように動作し、減速/停止します。これにより、問題がないことを確認できます。

問題

• 上記のPWM配置には十分注意してください。あなたは非常に簡単にあなたのペットを揚げることができます。N側を切り替えている間にP側をオンにできるため、短絡が発生します（電源の品質によっては、20％PWMでも存続する場合があります）。

通常、マイクロコントローラーには、デッドバンド制御を備えた専用の4出力PWMドライバーがあります。4つのPWM信号は4つのフェットを駆動でき、これらの信号は同期および反転され、デッドタイムが考慮されます。詳細については、PICマイクロコントローラーのPWMを参照してください。http://www.ermicro.com/blog/wp-content/uploads/2009/01/picpwm_03.jpg

Arduinoはその目的で構築されていないため、基本的なロジックを使用して適切なPWM信号を生成することができます。目標は、n1とp1、およびn2とp2が常に相補的に駆動されるようにすることです。さらにいくつかのBJTを使用して取得できます。http：//letsmakerobots.com/files/YG_H-Bridge1.jpg次に、PWM駆動できる2つのピンがあります。

次のようないくつかの論理ゲートを使用する場合があります。https：//e2e.ti.com/blogs_/b/motordrivecontrol/archive/2012/03/26/so-which-pwm-technique-is-best-part-2次に、順方向/逆方向のクリーンな状態に加えて、速度を駆動する1つのPWMピンがあります。

この記事はチェックする価値があるかもしれません：http : //www.modularcircuits.com/blog/articles/h-bridge-secrets/h-bridge_drivers/

右下のN-FETにPWMを適用するときに、左上のP-FETをオンに切り替えていますか？

P-FETの向きを再確認してください。P-FETが逆になっているようで、P-FETボディダイオードが導通しているときに過剰な電力損失が発生しています。障害状態でP-FETの両端の電圧を測定します。2N2222がオンのときにFETの両端に約0.6 Vが見られる場合は、P-FETが逆になっています。また、障害状態時のP-FETゲート電圧をチェックして、0.2 V未満であることを確認します。

モーターを回路から取り外しても、依然として故障電流が表示されますか？