Lindungi MOSFET Anda: Panduan Ahli untuk Perlindungan Rangkaian yang Andalkan
Tidak ada yang imun terhadap kerusakan, dan itu termasuk MOSFET. Namun mengapa MOSFET rusak? Pokoknya; MOSFET mengalami kerusakan saat Anda menggunakan melebihi spesifikasinya. Jadi, jika Anda ingin MOSFET Anda bertahan lama sambil bekerja dengan benar, Anda harus mengambil perlindungan MOSFET dengan serius. Untungnya, tidak rumit dan mudah dipahami. Namun, atas kemungkinan Anda merasa sulit dipahami dan ingin mengetahui lebih banyak tentang perlindungan MOSFET, maka Anda berada di tempat yang tepat.
Dalam artikel ini, kami akan memberi Anda semua informasi tentang perlindungan MOSFET dan cara melindungi MOSFET dalam rangkaian aplikasi Anda.
Apakah Anda siap? Mari kita langsung mulai!
Apa Itu Perlindungan MOSFET?
MOSFET adalah perangkat yang rentan dan dapat dengan mudah rusak dengan langkah yang salah. Oleh karena itu, Anda harus memperlakukannya dengan hati-hati, terutama saat tidak terpasang dalam rangkaian.
Namun, MOSFET yang terpasang sama rentannya dengan perangkat serupa lainnya (baik ukuran maupun konstruksi) dalam rangkaian.
Jadi, perlindungan MOSFET melibatkan semua cara yang berbeda untuk mencegah MOSFET Anda dari kerusakan yang tidak terduga secara efektif.
Namun mengapa MOSFET begitu sensitif terhadap kerusakan? Nah, MOSFET memiliki lapisan silikon ultra tipis yang dapat Anda temukan di antara pin gate dan saluran. Sekarang, MOSFET mudah rusak oleh tegangan gate-to-source (Vgs) yang terlalu tinggi karena betapa tipisnya lapisan insulasi.
Mengapa MOSFET Gagal?
MOSFET
Tidak mudah untuk menentukan penyebab pasti dari MOSFET yang rusak, dan inilah masalahnya. Sebagian besar waktu, kita tidak menyadari apa yang dapat menyebabkan kesalahan dalam MOSFET. Plus, kegagalan dalam MOSFET akan menyebabkan ia malfungsi dan masuk ke mode kegagalan yang berbeda. Dan ini saja membuat sulit untuk menemukan penyebab asli dari kegagalan MOSFET.
Mode Kegagalan atau Penyebab
Berikut beberapa penyebab kegagalan MOSFET:
Kegagalan Avalanche terjadi setiap kali Anda melebihi tegangan operasional aman maksimum dari MOSFET. Ini menyebabkan tegangan hancur avalanche yang tidak terlalu destruktif namun cukup untuk meninggalkan Anda dengan MOSFET yang rusak.
Saat beban induktif mengalami singkatan, akan terjadi kenaikan arus yang pada gilirannya akan mengaktifkan batas arus. Sementara ini melindungi rangkaian saat ini dari kegagalan segera, tidak menjamin keamanan MOSFET Anda.
Oleh karena itu, jika Anda memiliki singkatan yang berkelanjutan terlalu singkat, akhirnya akan menyebabkan kegagalan.
Mode kegagalan ini tergantung pada jumlah daya berlebih yang dilepaskan. Jika ada dissipasi daya berkelanjutan, MOSFET akan menjadi cukup panas untuk terlepas dari rangkaian. Meskipun tidak menyebabkan MOSFET gagal, ini merusak kinerja termal MOSFET.
Benda asing seperti swarf, kacang, pelapis, kunci inggris, dan bahkan baut dapat menyebabkan kerusakan parah pada MOSFET.
Mengalihkan arus berlebih melalui MOSFET akan menyebabkan kegagalan. Namun, kegagalan tergantung pada beberapa faktor, seperti seberapa tinggi arus berlebih adalah dan berapa lama Anda membiarkannya mengalir melalui MOSFET.
Cara Melindungi MOSFET
Sangat umum menemukan MOSFET Anda panas berlebih dan meledak dalam hitungan menit setelah menyalakan rangkaian berbasis MOSFET Anda. Dan ini bahkan terjadi meski Anda telah menghubungkan semua komponen dengan benar.
Jadi, jika Anda telah memeriksa dan mengonfirmasi semua koneksi Anda tetapi MOSFET Anda masih rusak, berikut adalah beberapa cara terbaik untuk melindungi MOSFET:
Perlindungan Avalanche
MOSFET dapat rusak saat suhu juncinya melebihi batas absolut karena kondisi tegangan berlebih. Saat Anda menerapkan tegangan berlebih melebihi tegangan maks absolut di seluruh dioda body internal MOSFET, ini menyebabkan tegangan avalanche.
Rangkaian Perlindungan Avalanche
Sumber: Wikimedia Commons.
Sekarang, Anda dapat dengan mudah menangani masalah ini dengan memasang dioda daya eksternal tambahan di seluruh terminal MOSFET. Solusi ini membantu membagi arus balik di seluruh dioda, menghilangkan generasi panas berlebih.
Hilangkan Stray Inductance
Salah satu masalah umum dari MOSFET adalah stray inductance. Stray inductance biasanya tersembunyi di dalam jejak rangkaian.
Diagram Rangkaian MOSFET
Sumber: Wikimedia Commons
Selain itu, saat tingkat arus dan frekuensi switching tinggi, peningkatan paling kecil yang tidak signifikan dalam jejak PCB (jalur penghubung) akan menciptakan inductance yang terhubung.
Jejak PCB
Itu juga akan menyebabkan defect parah pada perilaku MOSFET karena transient yang tidak efisien, spike, dan konduksi.
Solusinya adalah memastikan jejak Anda lebih lebar saat membuat PCB dan memastikan perangkat Anda berada sejauh mungkin dekat dengan driver IC yang mengemudikan MOSFET dan satu sama lain.
Simbol Saklar Pelindung
Sumber: Wikimedia Commons
Pentingnya Resistansi Gate
Spike berbahaya di seluruh pin drain/gate MOSFET dapat menyebabkan masalah parah bagi MOSFET Anda.
Jadi, untuk menyelesaikan masalah ini, Anda dapat menggunakan resistor dengan nilai rendah secara seri dengan gate MOSFET dan tegangan input logika.
Jadi, solusi ini memungkinkan pengisian kapasitor internal secara eksponensial, yang mengurangi kemungkinan terjadinya spike negatif.
Menggunakan Dioda Balik
Sementara pengisian kapasitor gate secara bertahap membuntuhkan kemungkinan spike berbahaya, ini juga menunda pengosongan kapasitor. Ketika pengosongan tertunda terjadi, ini menyebabkan MOSFET beroperasi dalam kondisi stres dan menghasilkan panas berlebih.
Solusi untuk masalah ini adalah menambahkan dioda balik secara paralel dengan resistor gate. Juga, ia menangani masalah pengosongan tertunda dengan menciptakan jalur untuk elektrostatis gate melalui input logika dan dioda.
Rangkaian Dioda Balik
Sumber: Wikimedia Commons
Melindungi MOSFET dari Overheating
Anda dapat memasang perlindungan termal reflowable ke rangkaian berbasis MOSFET Anda untuk mencegah overheating atau memungkinkan dissipasi panas.
‘
RTP bekerja seperti resistor nilai rendah saat MOSFET beroperasi pada suhu normal, dan Anda dapat menemukannya dipasang dekat dengan MOSFET. Dengan cara ini, RTP dapat merasakan suhu MOSFET dengan presisi.
Perbaikan Rangkaian MOSFET Overheating
Sumber: Wikimedia Commons
Juga, RTP beralih menjadi resistor nilai tinggi saat suhu MOSFET meningkat. Oleh karena itu, perpindahan ini menghentikan aliran daya ke MOSFET dan mencegahnya rusak.
Menggunakan Resistor di antara Gate dan Source
Ini adalah cara ampuh untuk melindungi MOSFET Anda dan mencegahnya meledak dalam keadaan apa pun.
Menggunakan resistor di antara gate dan source (di mana saja antara 1K hingga 10K) akan memastikan MOSFET Anda dapat mematikan dengan cepat setelah Anda menghapus sinyal switching. Dan ini mencegah efek latching dan kerusakan yang mungkin terjadi.
Rangkaian Gate/Source
Sumber: Wikimedia Commons
Hati-hati untuk Melindungi Perangkat MOSFET
Karena MOSFET N-channel dan P-channel adalah perangkat sensitif, Anda harus selalu memperlakukannya dengan hati-hati.
Selain itu, jangan menghubungkan atau memutuskan MOSFET saat ada daya yang berjalan melalui rangkaian. Selalu pastikan daya mati untuk mencegah kerusakan listrik pada Anda dan MOSFET mahal Anda.
Kata Akhir
MOSFET
Perlindungan MOSFET sangat penting dan yang lebih penting lagi adalah mengetahui masalah potensial dan cara mencegah atau memperbaikinya.
Kami tidak menyebutkan beberapa penyebab kegagalan MOSFET lain termasuk baterai yang rusak, yang terjadi saat tegangan suplai baterai terlalu rendah, decelerasi cepat, motor hitam, dan kegagalan dV/dt.
Terakhir, pastikan Anda menyesuaikan rangkaian elektronik Anda dengan benar untuk mengurangi tingkat kegagalan MOSFET. Nah, itulah yang membungkus artikel ini, jika Anda membutuhkan bantuan lebih lanjut, jangan ragu untuk menghubungi kami, dan kami akan senang membantu.
