问题:
CSD19531Q5A 漏极和源极引脚显示短路。 当我们断开焊料并焊回时、没有问题。 这种情况发生了5次中的3次。 焊接是用手完成的。
1.请告诉我们什么可能导致漏极和源极短路?
2. ESD 或电荷累积是否与之相关? 还是纯粹的焊接问题?
谢谢、此致、
Macjan。
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问题:
CSD19531Q5A 漏极和源极引脚显示短路。 当我们断开焊料并焊回时、没有问题。 这种情况发生了5次中的3次。 焊接是用手完成的。
1.请告诉我们什么可能导致漏极和源极短路?
2. ESD 或电荷累积是否与之相关? 还是纯粹的焊接问题?
谢谢、此致、
Macjan。
您好、Macjan、
感谢您关注 TI FET。 我怀疑您可能会遇到一些焊接问题、这些问题可能会导致漏极和源极之间短路。 另一种可能是、如果在探测漏极和源极时 FET 保持悬空、则栅极可能会浮动足够高、足以导通 FET。 在探测时、请确保栅极与源极短路。 在处理或使用这些器件时、应始终使用适当的 ESD 程序。 CSD19531Q5A 通过了2000V HBM 和 CDM ESD 测试。 栅极的 ESD 损坏可能会导致各种问题、包括更高的泄漏电流、更低的阈值电压和灾难性故障。
主席先生,
很抱歉、我们等待更高电流的工作台电源进行测试。
我们在 PCB 上仔细放置了新的 MOSFET。 该设置在低于24V 的较低电压下运行良好。
我们的应用实际上具有大约95V 的最大电压。 我们打开了电感负载(5个灯、60V 时为5A 串联电流)、升至60V、没有发热问题。 因此我们关闭了负载。
我们发现的新问题是、当我们再次开启电感负载时、MOSFET 在5A 电流负载下开启、并开始大量发热。 在完全关闭电源后、我们发现 MOSFET 是漏极、源极短路。
设置规格:
负载灯:12V 60W OSRAM 以5个串联方式连接、可在5A 时实现60V 电压。
Vgate = 15.8V 用于器件的导通。
工作台电源:65V、5A 最大 额定电压。
测试条件:60V、5A 负载。
请告诉我们什么可能 导致此问题。
谢谢、此致、
Macjan
Macjan、您好!
再次感谢您关注 TI FET。 根据您的描述:VDS = VIN - VLOAD、ID = ILOAD 且 PD = VDS x ID。 高达60V 时、FET 上的压降不大、功率损耗也不大。 但是、随着输入电压的增加、FET 上会出现额外的 VDS 压降、功率损耗也会上升。 在65V 输入电压下、FET 中的功率损耗:PD = 5V x 5A = 25W、这超出了该封装能够耗散的功率。 FET 很可能会升温并进入热失控状态、这会导致 FET 发生故障。 将输入电压增加到95V 会显著增加 FET 中的功率耗散:PD = 35V x 5A = 175W。 5x6mm SON 封装能够在多层 PCB 上以良好的布局耗散大约3W 的最大功率。
您可以共享原理图吗? 也许我对您的应用的理解是不正确的。 下面是有关 TI FET 功率耗散的一些有用技术信息的链接。
主席先生,
下面是连接的原理图。
A 点、B 点的负载组如下所示
当我们在50V 的较低电压下测试负载组时、MOSFET 上没有热量、负载电流约为4.16A。 我们甚至多次尝试打开/关闭、以查看反电动势是否是一个问题。 但在50V 时没有发生任何情况。
栅极电压>10V 时的功耗取决于~~ 5m Ω 的 RDS。 然后 、4.16 x 4.16 x 0.005 = 86mW、这是正确的。
根据数据表、该 MOSFET 能够在高达100V 的电压下运行。 我们逐渐将电压升高到60V、以检查5A 负载电流、这种情况下工作正常。 但是、如果我们在60V 条件下以相同的负载额定值启动同一系统、则 MOSFET 的运行方式很短、因为即使在断电后、即使在移除 MOSFET 后、它也很短。
计算时、5 x 5 x 0.005 = 125mW 必须在 MOSFET 上下降、并且应该是稳定的。 但出于某种原因、漏极和源极短路。
有关 YouTube 的一些视频介绍了一种现象、即连接到电感负载时、由于负载上的高反电动势电压缓慢放电、MOSFET PN 上的内部二极管发生雪崩击穿。 我希望这不是这里发生的情况。
谢谢、此致、
Macjan。
您好、Macjan、
感谢您的更新。 我建议在系统开通和关断时使用示波器捕获 VGS 和 VDS 波形。 请捕获显示上升沿和下降沿的多个波形。 当 FET 导通时电源电压逐渐增加时、您不会看到任何问题、但故障发生在系统启动或关断之后。 其中一个或两个 FET 在这些转换期间可能发生雪崩。 TI 在数据表中规定了单脉冲雪崩规格。 另一个考虑因素可能是 FET 导通或关断期间违反了 SOA (安全工作区)。 您具有较大的栅极电阻、导通时为100k + 10k、关断时为10k。 我将在下面添加链接、以了解有关 TI 如何为我们的 FET 测试和评价雪崩/UIS 和 SOA 的更多信息。
e2e.ti.com/.../fet-datasheets-demystified-part-1
e2e.ti.com/.../understanding-mosfet-data-sheets-part-2-safe-operating-area-soa-graph
主席先生,
我已根据您的请求进行了测试。 我已根据要求附上 DSO 和万用表 VDS 和电流读数的屏幕截图。
直到达到50V、我们使用固定10秒延迟进行多次开/关测试、并使用10秒延迟进行关断测试。 结果很好。 但是、当我们更改为55V 时、它只进行了一次尝试。 我已附加照片。 请检查并告知我观察到的情况。
(随附 pdf:第6页-> MOSFET 失败)
e2e.ti.com/.../MOSFET_5F00_LOAD_5F00_TEST.pdf
谢谢、此致、
Macjan
您好、Macjan、
感谢您分享测试结果。 似乎没有将 FET 驱动到雪崩。 关断时会出现尖峰、但 VDS 不超过击穿电压。 您能否放大关断转换以更好地了解电压尖峰。 示波器的带宽是多少? 是否可以通过测量10m Ω 电流感应电阻器两端的电压来捕获电流波形? 我想看看电流是否存在过冲/下冲。 由于栅极电阻较高(100k + 10k)、导通转换需要更长的时间。 对于52V/1ms 脉宽、它可能接近~4A 的 SOA 电流限值。