कैसे करें MOSFETs की रक्षा - मूल बातें

इस पोस्ट में हम बड़े पैमाने पर सीखते हैं कि कैसे सही पीसीबी लेआउट से संबंधित कुछ बुनियादी दिशानिर्देशों और इन संवेदनशील उपकरणों की सावधानीपूर्वक मैनुअल हैंडलिंग से मस्जिदों की सुरक्षा और इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में जलने वाली मस्जिद को रोका जा सकता है।

परिचय

यहां तक ​​कि सब कुछ सही ढंग से जोड़ने के बाद भी आप अपने सर्किट में मस्जिदों को गर्म होने और मिनटों के भीतर उड़ाने के लिए पाते हैं। यह सबसे आम और साथ ही अनुभवी शौकीनों द्वारा सामना किए जाने वाले एक सामान्य मुद्दा है, जबकि विशेष रूप से उच्च आवृत्तियों को शामिल करने वाले मच्छर आधारित सर्किट का डिजाइन और अनुकूलन करते हैं।

जाहिर है, दिए गए विवरण के अनुसार सभी भागों को सही ढंग से जोड़ना मुख्य बात है जो अन्य मुद्दों को संभालने से पहले पहले जाँच और पुष्टि की जानी चाहिए, क्योंकि जब तक मूलभूत चीजों को पूरी तरह से सही नहीं कहा जाता है, तब तक यह आपके सर्किट में अन्य छिपे हुए बगों का पता लगाना होगा। ।

बेसिक मॉसफेट प्रोटेक्शन एप्लिकेशन उन सर्किटों में विशेष रूप से महत्वपूर्ण हो जाता है, जो कई kHz के क्रम में उच्च आवृत्तियों को शामिल करते हैं। इसका कारण यह है कि उच्च आवृत्ति अनुप्रयोग त्वरित (ns के भीतर) कॉल को चालू और बंद करते हैं जो बदले में संबंधित स्विचिंग के साथ प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से जुड़े सभी मानदंडों के कुशल कार्यान्वयन की मांग करते हैं।

तो मुख्य बाधाएं क्या हैं जो मस्जिदों के अनुचित या अक्षम स्विचिंग का कारण बनती हैं, आइए निम्नलिखित बिंदुओं के साथ मस्जिदों की रक्षा करने के लिए बड़े पैमाने पर जानें।

स्ट्रे इंडक्शन से छुटकारा पाएं:

कतार में सबसे आम और प्राइम बग आवारा इंडक्शन है जो सर्किट ट्रैक्स के भीतर छिपा हो सकता है। जब स्विचिंग फ़्रीक्वेंसी और करंट अधिक होता है, तो कनेक्टिंग पथ जो कि पीसीबी ट्रैक है, में थोड़ी सी भी अनावश्यक वृद्धि अंतर-लिंक्ड इंडक्शन में हो सकती है जो बदले में अक्षम चालन, संक्रमण और स्पाइक्स के कारण मस्जिद व्यवहार को काफी प्रभावित कर सकती है।

इस समस्या से छुटकारा पाने के लिए पटरियों को व्यापक रखने और एक-दूसरे के लिए उपकरणों को बंद रखने और संबंधित आईसी को चलाने के लिए उपयोग किए जा रहे ड्राइवर आईसी के लिए उपकरणों को रखने के लिए इसकी दृढ़ता से सिफारिश की जाती है।

यही कारण है कि एसएमडी को प्राथमिकता दी जाती है और यह पूरे घटकों में क्रॉस इंडक्शन को खत्म करने का सबसे अच्छा तरीका है, डबल साइडेड पीसीबी का उपयोग घटकों के बीच 'शॉर्ट-प्रिंट-थ्रू-होल' कनेक्शन के कारण समस्या को नियंत्रित करने में मदद करता है।

यहां तक ​​कि मस्जिदों की खड़ी ऊंचाई को न्यूनतम तक लाना होगा ताकि पीसीबी में जितना संभव हो सके उतना नीचे डालें, एसएमडी का उपयोग करना शायद सबसे अच्छा विकल्प है।

हम सभी जानते हैं कि मस्जिदों में इन-बिल्ट कैपेसिटर शामिल होते हैं, जिन्हें उपकरण के संचालन के लिए चार्जिंग और डिस्चार्जिंग की आवश्यकता होती है।

मूल रूप से ये कैपेसिटर गेट / स्रोत और गेट / ड्रेन से जुड़े होते हैं। मोसफ़ेट्स को पसंद नहीं है 'लंबे समय तक चार्ज करने में देरी और इसकी क्षमता का निर्वहन क्योंकि ये सीधे इसकी दक्षता से संबंधित हैं।

मस्जिदों को एक लॉजिक सोर्स आउटपुट से सीधे कनेक्ट करना इस समस्या को हल करने में लग सकता है, क्योंकि लॉजिक स्रोत आसानी से Vcc से कैपेसिटेंस को आसानी से स्विच और सिंक करेगा, और इसके रास्ते में किसी भी बाधा के अभाव के कारण इसके विपरीत।

हालाँकि उपरोक्त विचार को लागू करने से नाली और फाटक के पार खतरनाक आयामों के साथ संक्रमण और नकारात्मक स्पाइक्स की पीढ़ी को जन्म दिया जा सकता है, जिससे मच्छर उत्पन्न होने वाले स्पाइक्स के लिए नाली / स्रोत में अचानक उच्च स्विचिंग के कारण कमजोर हो सकते हैं।

यह आसानी से डिवाइस के अंदर शॉर्ट सर्किट रेंडर करने वाले मॉसफेट के वर्गों के बीच सिलिकॉन अलगाव को तोड़ सकता है, और इसे स्थायी रूप से नुकसान पहुंचा सकता है।

गेट प्रतिरोध का महत्व:

उपर्युक्त मुद्दे से छुटकारा पाने के लिए तर्क इनपुट और मस्जिद गेट के साथ श्रृंखला में कम मूल्य अवरोधक का उपयोग करने की सिफारिश की गई है।

अपेक्षाकृत कम आवृत्तियों (50 हर्ट्ज से 1kHz) के साथ, मान 100 और 470 ओम के बीच कहीं भी हो सकता है, जबकि इसके ऊपर की आवृत्तियों के लिए मान 100 ओम के भीतर हो सकता है, बहुत अधिक आवृत्तियों (10kHz और ऊपर) के लिए यह 50 ओम से अधिक नहीं हो सकता है ।

उपरोक्त विचार नाली / गेट पिनों पर नकारात्मक स्पाइक्स की संभावना को कम करने या कुंद करने की आंतरिक कैपेसिटर की घातीय चार्जिंग या क्रमिक चार्जिंग की अनुमति देता है।

रिवर्स डायोड का उपयोग करना:

उपरोक्त विचार में गेट कैपेसिटेंस का एक घातीय चार्जिंग स्पाइक्स की संभावना को कम करता है लेकिन इसका मतलब यह भी है कि लॉजिक इनपुट के रास्ते में प्रतिरोध के कारण शामिल कैपेसिटेंस के निर्वहन में देरी होगी, हर बार यह तर्क शून्य पर स्विच हो जाता है। देरी से छुट्टी देने का मतलब होगा कि मस्जिद को तनावपूर्ण परिस्थितियों में चलाने के लिए मजबूर करना, यह अनावश्यक रूप से गर्म है।

गेट रोकनेवाला के साथ समानांतर डायोड को शामिल करना हमेशा एक अच्छा अभ्यास होता है, और बस डायोड के माध्यम से और डिस्क्रिप्शन इनपुट में गेट डिस्चार्ज के लिए एक निरंतर पथ प्रदान करके गेट के विलंबित निर्वहन से निपटता है।

मस्जिदों के सही कार्यान्वयन के बारे में उपर्युक्त बिंदु किसी भी सर्किट में रहस्यमय खराबी और जलने से मस्जिदों की सुरक्षा के लिए आसानी से शामिल किए जा सकते हैं।

यहां तक ​​कि जटिल अनुप्रयोगों में ऐसे आधे-पुल या पूर्ण पुल मस्जिद चालक सर्किट के साथ-साथ कुछ अतिरिक्त अनुशंसित सुरक्षा भी।

गेट और सोर्स के बीच एक रेसिस्टर का उपयोग करना

यद्यपि हमने पिछली छवियों में इस समावेश का संकेत नहीं दिया है, लेकिन यह सभी परिस्थितियों में उड़ाने से मस्जिद की सुरक्षा के लिए दृढ़ता से अनुशंसा की जाती है।

तो गेट / स्रोत पर एक अवरोधक एक गारंटीकृत सुरक्षा कैसे प्रदान करता है?

खैर, आम तौर पर जब भी एक स्विचिंग वोल्टेज लागू किया जाता है, तो मच्छरों की प्रवृत्ति होती है, इस कुंडी प्रभाव को कभी-कभी वापस करना मुश्किल हो सकता है, और जब तक एक विपरीत स्विचिंग चालू लागू किया जाता है, तब तक बहुत देर हो चुकी होती है।

उल्लिखित अवरोधक यह सुनिश्चित करता है कि जैसे ही स्विचिंग सिग्नल हटा दिया जाता है मस्जिद जल्दी से बंद करने में सक्षम होती है, और संभावित नुकसान को रोकती है।

यह अवरोधक मूल्य 1K और 10K के बीच कहीं भी हो सकता है, हालांकि कम मूल्य बेहतर और अधिक प्रभावी परिणाम प्रदान करेगा।

हिमस्खलन संरक्षण

MOSFETs क्षतिग्रस्त हो सकता है यदि इसके जंक्शन तापमान अचानक अपने आंतरिक शरीर के डायोड पर वोल्टेज की स्थिति के कारण सहनीय सीमा से परे बढ़ जाता है। इस घटना को MOSFETs में हिमस्खलन कहा जाता है।

समस्या तब उत्पन्न हो सकती है जब डिवाइस के ड्रेन साइड पर एक इंडक्टिव लोड का उपयोग किया जाता है, और MOSFET स्विच ऑफ पीरियड्स के दौरान MOSFET बॉडी डायोड से गुजरने वाले प्रारंभ करनेवाला के रिवर्स EMF बहुत अधिक हो जाता है, जिससे MOSFET के जंक्शन तापमान में अचानक वृद्धि होती है, और इसका टूटना।

MOSFETs के ड्रेन / सोर्स टर्मिनलों पर एक बाहरी हाई पावर डायोड जोड़कर समस्या से निपटा जा सकता है, ताकि डायोड में रिवर्स करंट को साझा किया जा सके और अतिरिक्त हीट जनरेशन को खत्म कर दिया जाए।

जलने से एच-ब्रिज सर्किट में Mosfets की रक्षा करना

एक पूर्ण ब्रिज ड्राइवर सर्किट का उपयोग करते हुए, उपरोक्त के अतिरिक्त IR2110 जैसे ड्राइवर IC को शामिल करते हुए, निम्नलिखित पहलुओं को ध्यान में रखते हुए ऊब जाना चाहिए (मैं जल्द ही अपने आगामी लेखों में इस पर विस्तार से चर्चा करूंगा)

• ड्राइवर आईसी आपूर्ति पिनआउट के करीब एक डिकूपिंग कैपेसिटर जोड़ें, इससे आंतरिक आपूर्ति पिनआउट में स्विचिंग के संक्रमण कम हो जाएंगे जो बदले में मस्जिद गेट्स को अप्राकृतिक आउटपुट लॉजिक को रोक देगा।
• बूटस्ट्रैपिंग कैपेसिटर के लिए हमेशा उच्च गुणवत्ता वाले कम ईएसडी, कम रिसाव प्रकार के कैपेसिटर का उपयोग करें और संभवतः समानांतर में उनमें से एक जोड़े का उपयोग करें। डेटाशीट में दिए गए अनुशंसित मूल्य के भीतर का उपयोग करें।
• हमेशा एक-दूसरे के करीब के रूप में चार mosfet इंटरलिंक कनेक्ट करें। जैसा कि ऊपर बताया गया है कि मच्छरों के बीच आवारा आवक कम हो जाएगी।
• और, उच्च पक्ष पॉजिटिव (VDD), और कम साइड ग्राउंड (VSS) में अपेक्षाकृत बड़े मूल्य संधारित्र को कनेक्ट करें, यह प्रभावी रूप से उन सभी आवृत्तियों को जोड़ देगा जो कनेक्शन के आसपास छिपा हो सकता है।
• वीएसएस, मस्जिद कम साइड ग्राउंड, और लॉजिक इनपुट ग्राउंड सभी को एक साथ मिलाएं, और आपूर्ति टर्मिनल के लिए एक ही सामान्य मोटी जमीन में समाप्त करें।
• अंतिम लेकिन कम से कम बोर्ड को एसीटोन या इसी तरह के एंटी-फ्लक्स एजेंट के साथ अच्छी तरह से न धोएं ताकि छिपे हुए इंटर कनेक्शन और शॉर्ट्स को बेदखल करने के लिए सोल्डरिंग फ्लक्स के सभी संभावित निशान को हटाया जा सके।

ओवरहीटिंग से मोसफेट्स की रक्षा करना

प्रकाश डिमर्स अक्सर MOSFET विफलताओं से पीड़ित होते हैं। कम तापमान वाले एसी औद्योगिक अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने वाले अधिकांश डिमर्स संलग्न हैं और अक्सर दीवार में एम्बेडेड होते हैं। यह गर्मी अपव्यय मुद्दों का कारण बन सकता है, और गर्मी निर्माण में परिणाम कर सकता है - एक थर्मल घटना के लिए अग्रणी। आमतौर पर, प्रकाश डिमर सर्किट के लिए उपयोग किया जाने वाला MOSFET 'प्रतिरोधक मोड' में विफल रहता है।

TE Connectivity से एक रिफ्लो-सक्षम थर्मल सुरक्षा या RTP, कम तापमान वाले एसी अनुप्रयोगों में MOSFET विफलता का उत्तर प्रदान करता है।

यह डिवाइस MOSFET के सामान्य ऑपरेटिंग तापमान पर कम-मूल्य अवरोधक की तरह काम करता है। यह MOSFET पर लगभग सीधे मुहिम शुरू की है, और इसलिए सटीक के साथ तापमान को महसूस करने में सक्षम है। यदि किसी कारण से, MOSFET उच्च तापमान की स्थिति में बह जाता है, तो यह RTP द्वारा संवेदी होता है, और पूर्वनिर्धारित तापमान पर, RTP एक उच्च-मूल्य अवरोधक में बदल जाता है।

यह प्रभावी रूप से MOSFET को बिजली काट देता है, इसे विनाश से बचाता है। इस प्रकार, एक कम कीमत रोकनेवाला खुद को और अधिक महंगा MOSFET बचाने के लिए बलिदान करता है। एक समान सादृश्य अधिक जटिल सर्किट्री (जैसे एक टेलीविजन) की रक्षा में फ्यूज (कम-मूल्य सामग्री) का उपयोग हो सकता है।

टीएच कनेक्टिविटी से आरटीपी के सबसे दिलचस्प पहलुओं में से एक इसकी भारी तापमान झेलने की क्षमता है - 260ºC तक। प्रतिरोध परिवर्तन (MOSFET की रक्षा के लिए) के बाद से यह आश्चर्यजनक है क्योंकि आमतौर पर लगभग 140 .C पर होता है।

यह चमत्कारी करतब टीई कनेक्टिविटी द्वारा अभिनव डिजाइन के माध्यम से पूरा किया गया है। MOSFET की सुरक्षा शुरू करने से पहले RTP को सक्रिय करना होगा। RTP का इलेक्ट्रॉनिक सक्रियण फ्लो सोल्डरिंग (अटैचमेंट) पूरा होने के बाद होता है। प्रत्येक RTP को निर्दिष्ट समय के लिए RTP के आर्जिंग पिन के माध्यम से एक निर्दिष्ट धारा भेजकर व्यक्तिगत रूप से सशस्त्र होना पड़ता है।

समय-वर्तमान विशेषताएँ RTP की विशिष्टताओं का हिस्सा हैं। सशस्त्र होने से पहले, आरटीपी के रोकनेवाला का मान निर्दिष्ट विशेषताओं का पालन करेगा। हालांकि, एक बार जब यह सशस्त्र हो जाता है, तो आर्किंग पिन विद्युत रूप से खुला हो जाएगा - आगे के परिवर्तनों को रोकना।

यह बहुत महत्वपूर्ण है कि TE Connectivity द्वारा निर्दिष्ट लेआउट को पीसीबी पर MOSFET और RTP को डिजाइन और माउंट करते समय पालन किया जाए। चूंकि RTP को MOSFET के तापमान को समझना है, इसलिए यह स्वाभाविक रूप से इस प्रकार है कि दोनों को निकटता में रहना चाहिए।

RTP प्रतिरोध MOSFET के माध्यम से 120V AC पर वर्तमान के 80A तक की अनुमति देगा, जब तक MOSFET का तापमान RTP के खुले तापमान से नीचे रहता है, जो 135-145ºC के बीच हो सकता है।