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    MOS管菜鸟学习记录-基于MOS管的H桥电机驱动电路调试

    帖子创建时间:  2011年12月05日 14:35 评论:7 浏览: 11197 投稿

    MOS管菜鸟学习记录-基于MOS管的H桥电机驱动电路调试

    因为我是代理销售MOS管的,而且我是负责网络销售的,公司网络平台有企业官方网站,阿里巴巴诚信通和一个维库电子市场企业会员。说实话我对MOS管真的是一点都不懂,所以公司网站每天必须要更新的新闻栏目,成了我工作的一大难题啊。呵呵 所以每天早上找新闻资讯就是首要任务了,这也是我学习电子元器件知识的一个过程。而今天找了一篇我自己感觉很值得学习的论坛贴来给大家分享下。

     

    最近在调一个H桥电机驱动电路,电路比较简单,如下图所示:

     


      图中的MOS管是2N7002,仿真的时候正常,但是在实际调试时出现了问题。
    没有做板子,用任意板焊接的,手头的MOS管是SOT-23的贴片封装。第一次焊完后,上电测试,发现电机竟然微微转动,用手碰其中的一个引脚就转起来了(碰其他引脚不转)。这时怀疑是畅销管损坏了,拆了重焊,这次一上电就发热了。从网上搜了一下,发现焊接畅销管时有一定的注意事项,焊接顺序为D、S、G。重现焊了一块板子,还是不行。测量D和S之间的电阻,变的很小了。其中一个只有5欧姆左右,且正反向阻值相同。其他3个稍微好点,阻值在几百欧姆的样子。
      难道MOS管2N7002就这样损坏了?
      请高人指点一下,是真的是焊接的问题,还是其他原因?

     

    网友回答:

    MOS管2N7002很容易击穿的.
    最好是先短路GS,再焊接,然后再去掉短路.
    建议不要用这个管子,太脆弱.


    楼主回复:

    我的烙铁是采用的普通的烙铁,没有做接地处理。
    以前焊接其他器件的时候没有出现过这个问题,怎样检测烙铁是否漏电呢?


    恩,我焊接的时候比较小心了,尽量缩短了焊接的时间,焊完后就测量一下D和S之间的电阻。
    能否推荐一个MOS管,小功率的,比较容易买到的?
    如果是这样脆弱的管子,做出板子来,焊接的时候也是个问题。

    谢谢,这里使用的电压比较低,电流也比较小。
    能推荐一个小功率、贴片封装的场效应管吗?

     

    网友回答:

    普通烙铁的话只能等热了后拔掉插头焊接,动作要快,而且先手拿焊锡丝触碰下烙铁头。

    焊接MOS管要严防静电是基本常识,至于工厂,当然不用担心焊接的问题。

     

    楼主回复:

    恩,谢谢xwj前辈了。
    以前没焊过MOS管,我再试一下。

    大侠能给推荐个不像2N7002这么脆弱的MOS管吗?

    太郁闷了,尝试换Si2302,更惨。
    焊接前用万用表测试是好的,按xwj所说,用余温焊接,第一次测试,电阻还是正常的。接着再测试一遍确认一下,MOS管就击穿了。这也太脆弱了吧?

    能不能说一下大家都是怎么焊接MOS管的?

     

    网友回答:

    MOS管栅极在电路上也不要让它悬空……简单点可以对地加个大电阻,对电源接个1N4148


    楼主回复:

    呵呵,谢谢mohanwei半夜的回复。
    看来还是我对场效应管重视的不够,但我始终想不明白,真有真么脆弱吗?
    我已经焊坏了20多片了,也包括用万用表测坏的。


    网友回答:

    MOS管不能悬空,同时保证不能直通。

     

    网友提问:

    MOS管真有那么脆弱么¥%—……%*—*?


    网友回答:

    我当时焊接MOS管时,用的是防静电电烙铁,第一次焊,全部都正常工作。我当时做的H桥是无刷无传感器电机,刚开始的时候也是和你的第一次状况一样。后来发现是程序出了错误,修改程序后就好了

     

    楼主回复:


    恩,我现在还没有添加程序,各引脚都是悬空的,只是用来测试的。
    所以我认为我的问题可能和你的不同。

     

    楼主自我分析:


    仔细想了一下,关于MOS管我是有几点迷惑的。
      首先对这个概念就不是很清楚,我只知FET分为结型和绝缘栅型,但对我采用的管子是哪种类型的并不清楚,只是按电路连线。其次,我不知道应该如何利用FET三个引脚。
    1、搜索了一下关于场效应管的概念,又找出模电课本,明白了几个概念问题。如下:
      场效应管分结型、绝缘栅型两大类。结型场效应管(JFET)因有两个PN结而得名,绝缘栅型场效应管(IGFET)则因栅极与其它电极完全绝缘而得名。由于绝缘栅型的栅极为金属铝,所以又称为MOS管。绝缘栅型又可分为增强型和耗尽型,其中耗尽型是添加了离子的。
      上面的几个英文缩写:JFET(Junction Field Effect Transistor),IGFET(Insulated Gate Field Effect Transitor),MOS(Mental-Oxide-Semiconductor).
      判断我使用的场效应管为增强型MOS管,也就是属于绝缘栅型。
    2、关于万用表红黑表笔的极性。
      以前老师教的是红表笔是正,黑表笔是负。但是后来曾经碰到相反的说法,说数字万用表的极性是相反的。但一直没有验证过,也就稀里糊涂的。
      今天特地测试了一下。使用两个万用表,方法如下:将待测万用表打到欧姆挡,而另一只万用表打到电压档;红对红,黑对黑。若电压为正,表示待测万用表的红表笔为正,黑表笔为负;反之,则红表笔为负,黑表笔为正。
      经测试我使用的万用表(FLUKE189)红色表笔为正,黑色表笔为负。但不知是不是数字万用表都是如此?
    3、如何使用万用表判断MOS管的极性?
      栅极与其他两级,正反向电阻均是无穷大;利用这一点可以轻松确定栅极。
      栅极确定后,再来判断D和S极。从网上找到这样一种方法:“在测量反向电阻值时,红表笔所接引脚不动,黑表笔脱离所接引脚后,先与栅极G触碰一下,然后再去接原引脚,观察万用表读数的变化情况。若万用表读数由原来较大阻值变为0,则此红表笔所接的即是源极S,黑表笔所接为漏极D。用黑表笔触发栅极G有效,说明该管为N沟道MOS管。若万用表读数仍为较大值,则黑表笔接回原引脚不变,改用红表笔去触碰栅极G后再接回原引脚,若此时万用表读数由原来阻值较大变为0,则此时黑表笔接的为源极S,红表笔接的是漏极D。用表红笔触发栅极G有效,说明该管为P沟道场效应晶体管。”这种方法比较复杂,仔细研究后,发现他是认为红为正、黑为负。只需将红黑表笔对调即可。
      我使用的方法为:“在测量反向电阻值时,黑表笔所接引脚不动,红表笔脱离所接引脚后,先与栅极G触碰一下,然后再去接原引脚,观察万用表读数的变化情况。若万用表读数由原来较大阻值变为0,则此黑表笔所接的即是源极S,红表笔所接为漏极D。”
      但是按上面的方法测试时,发现对不同的管子效果不相同。对MOS管2N7002来说,一种情况是:用红表笔接触G后,测量阻值,从小逐渐变大,开始时阻值在几十欧姆;另一种情况为:阻值也是逐渐增大,但是开始时的阻值就在10几M欧姆。而对AO3400测试时,两种情况基本相同,触发后的电阻变化不大,大约在0.6欧姆。

      此外,还有一种方法,是测量D和S之间的正反向电阻。我的理解是:DS较小,而SD为无穷大。我测得较小的值在几M欧姆上,较大的值在几百M,或者无穷大上。不知这样理解是否正确?
      
      我之所以在这样反复测试,因为我使用上面的思路测试得到的MOS管的引脚顺序和数据手册中的是不同的。是我的测量方法有问题,还是买的管子错了?

      请高人指点一下了……

     

    做了个仿真,验证MOS管2N7002的DS之间的阻值大小。



     

    这次虽然也满足上面的关系,但数值差别很小,所以仿真结果不一定是正确的。


    在GS和GD之间添加电压时的仿真结果。



    可见,此时DS之间的电阻都比较小,在实际测试时又会有什么样的结果呢?

    感觉我是在将问题复杂化,恳请高手指点迷津…

     

    网友回答:

    绝对不要将MOS管的G悬空,
    在电路里,如果MOS管的G悬空,即使不用烙铁焊,也会坏的,用手摸一下就会坏,尤其冬天,人的静电比较强。
    在使用时,要在G和S之间并联一个电阻,几K到几十K都可以,可以有效避免这个现象。
    一般MOS管栅极绝缘电阻在几百上千兆欧,而栅极电容在几百至几千PF,那么自身漏电的时间常数应该为几十秒到几百秒,而实际上的管子,时间常数更长,几个小时后,栅极存储的电荷也不会消失。
    MOS管栅极击穿后,也不一定就完全失去作用,而是可能会有轻微漏电现象,就像你刚才说的,测量DS电阻时,发现阻值慢慢变大,就是MOS管栅极漏电的体现。
    在电路设计时,就加上GS之间的电阻,这样,只要MOS管不从电路上拿下来,是一直很安全的。
    MOS管焊接时,回流焊和波峰焊当然不会有问题,用普通烙铁焊接时,简单注意几个事情就可以保证MOS管的安全。
    1,MOS管的GS电阻一定要已经在电路上,当然这个GS电阻也可以是MOS管驱动电路里面带的,比如下图,虽然电路没有直接接在GS上,但是比接在GS上效果更好。



     

    2,对于双面板来说,直插的MOS管插入焊盘时,已经与焊盘和通孔发生接触,不发生接触的可能性非常小,所以此时焊接不会发生什么问题,直接焊就可以,或者参照下面单面焊接方法。
    3,对于单面板或者试验板来说,MOS管的引脚并没有与焊盘发生接触,或者不接触的可能性比较大,这时应该从焊盘开始焊,烙铁不要接触MOS管引脚,而是接触焊盘,让焊盘上的焊锡去接触引脚,另外先焊G或者先焊SD无所谓,一般是先焊S,固定好后,再焊G.焊S和焊G时,要遵循同样的原则。
    4,对于贴片封装,也同样使用与3同样的方法。
    5,也可以用镊子夹住MOS管的GS两管脚,再焊接,待焊接完成后,再松开。夹的时候,镊子要先接触S,再接触G。
    总之MOS管是一个很娇气的器件,
    即便能通过200A电流的MOS管,只要一点点静电就能击穿。
    但是使用好了,却一点也不娇气,与相关电路配合,就能发挥出最大能力

     

    另外,上面的那个MOS管驱动电路是典型的MOS管驱动的改进。
    典型电路里,没有D621那个二极管,其他基本相同。
    这个电路里的D621二极管是加速二极管。
    电路里面三个三极管,Q621,Q622,Q623,只有Q622是工作在深度饱和状态,此状态不利于速度的提升,尤其是关断速度,典型电路中,关断时间需要2uS左右,而加上这个加速二极管后,Q622脱离深度饱和,关断时间只有0.5uS左右,减小MOS管的关断损耗。
    当然加上这个二极管的缺点就是MOS管开启时栅极电压会比原来的电压低1V左右,这个可以通过提高电源电压来解决。

     


    楼主回复:

    看来主要问题是我对MOS管的焊接重视不够,明天再按楼上说的试一下。

    还有一个问题,就是对MOS管而言,DS方向的电阻大,还是SD方向的电阻大?


    网友回答:

    晕,要不要这么复杂的?MOS管击穿很多种原因的,GS一般比较脆弱,马达驱动中,由于马达有电容,若是导通过程中,不能保证GS完全开启的话,很容易击穿MOS管
    你测试电阻DS的大于SD这个很正常的,SD之间有一个反向二极管,相当于两个电阻并联,小于DS很正常的。
    马达转动过程还要看电流大小,由于7002内阻较大,小封装,难免会出现烧掉MOS管的可能


    网友回答:

    MOS管不会如此的脆弱,从楼主贴出这部分电路看,是很不合理的。
    MOS管损坏于其它原因的可能性更大,请楼主贴出完整的图以便分析。


    网友回答:

    万用表测量DS电阻大还是SD大,主要由DS间二极管决定,稍稍想一下就知道了。这个值和DS导通电阻Ron不是一回事。
    说起万用表测量管脚的方法,要分清指针表还是数字表,他们的电阻档正负极有区别,会导致结果不同。

     

    网友回答:

    MOS管的G极必须并接上下拉电阻进行静电泄放


    网友回答:

    请记住仿真不是万能的

     

    网友回答:

    电路图上驱动 高端MOS管不对。
    所以,一 通电,就坏了。

     

    网友回答:

    无语

    MOS管 三个脚之间有电容的。
    因此,MOS管的反应会迟滞于信号。

    你预留的时间是否足够 电容放电?否则会有短路的危险。不知短路应不应该烧掉你的管子!!!!

     

    对于这个MOS管的H桥电机驱动电路调试我是一点都看不懂啊,不知道这个有没解决这一问题,但是知道了一个MOS管的应用也算是一个收获了。呵呵 这篇文章希望对大家有所帮助吧。

     

     

     

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