モーターとアクチュエーターを制御するリレーを駆動するかなり標準的なnチャネルmosfetを継承した設計があります。
最近のビルドでは、nチャネルmosfetで50％の故障率を取得し始めました。以前は、MOSFETの障害はありませんでした。これまでに見つけた唯一の違いは、リレーとmosfetの日付コードが異なることです。それ以外は何も変更されていません。
mosfetは、ON Semiconductor 2N7002LT1Gです。
リレーはOmron Electronics G6RL-1-ASI-DC24です。
フライバックダイオードはON半導体MRA4003T3G
mosfetはON半導体によって検査され、過電圧によって破壊される可能性が最も高いことが判明しました。しかし、これまでのところ、MOSFETの電圧スパイクが30Vを超えることはありませんでした。
これは、mosfet / relay / diodeを使用した回路の一部です。
回答:
最近のビルドでダイオードが適切にはんだ付けされていなかったか、またはいくつかの不良部品があったと思います。故障したボードの1つを取り、FETを交換し、リレーがオフになっている間に高速スコープでドレインを確認します。次に、ダイオード周囲のすべてのはんだ接続をリフローし、場合によってはダイオードからリレーに直接ワイヤーをはんだ付けして、信号をもう一度確認します。
回路図は表示しますが、物理的なレイアウトは表示しません。リレーとFETに関連するダイオードはどこにありますか？距離が離れすぎると、インダクタンスが部分的に失われます。
もう1つの可能性は、これはずっと悪いデザインだったということですが、今では違いが問題になる部分がいくつかあります。リレーのすぐ横に小さなキャップを付けてみてください。これにより、電圧の変化が遅くなり、回路の他の部分が維持できるようになります。リレーがオフボードの場合、FETドレインを個別に保護する必要があります。これは、ボード上の個別の逆ダイオード、またはドレインで接地するための小さなキャップを意味する可能性があります。オンにすると小さなサージが発生するので、あまり多くしすぎないようにしますが、100 pFからnF程度にすると、電圧の変化が遅くなります。
VBATTとはどのような電圧ですか？なぜダイオードがショットキーではないのですか？
R38を10kに変更すると役立つ場合があります。
ゲートソース全体にツェナーを追加すると役立つ場合があります
関連するすべての回路を表示すると役立つ場合があります。この場合、ACTCTRL1の背後に隠れているものが関連する場合とそうでない場合があります。
バッチ間で変化する理由は明らかではありませんが、チェックする必要があるのは、ゲート電圧が決して超えない（またはその最大定格値（Vgsmax）に近づくことはない）ことです。これは、ACTCTRL1のインピーダンスに依存します。ミラー容量は、ドレインからの電圧をオフに結合しますゲートに接続し、これはVgsmax未満に接続されたゲートインピーダンスによってクランプされなければなりません。
疑問がある場合は、V_gate_drive_maxよりも少し高い電圧のツェナーダイオードをゲートからソースに接続します（ツェナーが通常導通しないため、カソードからゲートに）。
R38はおそらく100kで必要以上に高いです。奇妙なことに、これは10kと言うことができ、これは予告なくバッチ間で変更された可能性があります。ミラーキャパシタンスエネルギーはこれをVgsmaxを超えて駆動してFETを破壊する必要があるため、10kはこの10倍のエネルギーを賢くします。5Vドライブでは、10kは0.5mAドライブを必要とするので、ほとんどのドライバーはこれで問題ありません。ACTCTRL1がドライブピンへの直接接続ではなく、直列抵抗がある場合、これは比例して削減する必要がある場合があります。
故障分析は過電圧を指しているため、これは関係がない可能性があると述べましたが、ダイオードが逆に配置されていないことを確認してください。500mA（max）のFETと1A（max）のダイオードにより、順方向にバイアスされたダイオードの場合、FETが最初に故障することはほぼ確実です。
私たちはかつて、組立会社にあなたのようなSMTダイオードを使ってこれを行わせました（シルクスクリーンは部品によって完全に覆い隠されていました）。見つけるのに恥ずかしいほど長い時間がかかりましたが、簡単な修正でした...新しい組立工場で。
これは本質的にDeanBが言ったことだと思います。これは、いくつかの数字を追加し、一般的な領域を少し歩き回ります。
D21が正しくない極性で取り付けられている場合、FETはほぼ瞬時に故障します。：
過剰消費による障害はほぼ確実です。
代わりにダイオードが故障すると、誘導スパイクが原因でFETがすぐに故障します。
FETがオンになると、ダイオードはFETを介して24Vからグランドに導通します。
ダイオードが断線しました。
リレーが作動します。
リレーリリースでは、誘導スパイクがあり、ダイオードがありません... :-(。
7002は高電流に対応しておらず、おそらく「数アンペア」で電流を制限します。最初に自己破壊する可能性のあるものを確認するために、ダイオードとMOSFETの間のリリースの可能性があります。MOSFETが最初に停止した場合、リレーは動作しません。
ダイオードが最初に停止した場合、リレーは少なくとも1回、場合によっては数回動作します。
そう：
ここのダイオードデータシートの定格は88 C / Wで、1インチの正方形のパッドがあるため、熱的に死ぬために過度の過電流を必要としません。
MOSFETの定格は300 mWの消費電力と417 C / Wです!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!! 。データシートはこちら
作成中のすべてのドライブは約1.6Aで十分であり、必要なだけ電圧を降下させますが、ダイオードはVfが約1ボルトの1.6Aではほとんど汗をかきません。逆転すると、P_transistor = VI ~~~ =（24-1）x 1.6 =〜30ワットになります。
死はすぐに起こります。
より高速なダイオードが必要になる場合があります。その部分について取り上げているデータシートには、順方向回復時間が記載されていません。これは、一般的に、回復時間を気にする人がそれを使用しないほど長いことを意味します。ダイオードの1つのバッチは回復時間が速く、もう1つは遅い可能性があります。遅いバッチが得られたので、ダイオードが回復する前に、誘導性キックでFETを破壊するのに十分です。