Was passiert, wenn ein IGBT oder MOSFET, während er leitend ist, plötzlich den Kontakt zum Gate- oder zum Emitter-Ausgang des Treibers verliert, z.B. durch einen Kabelbruch? Wird er dann plötzlich nichtleitend oder bleibt er zunächst leitend? Danke, Phil
Er bleibt zunächst leitend wegen der Ladungen auf dem Gate.
Was passiert, wenn nach dem Kabelbruch immernoch ein Collector-Strom als Last durch den IGBT/MOSFET fließt? Wird der Laststrom das Gate allmählich entladen, so daß der IGBT/MOSFET dann irgendwann nichtleitend wird?
>Der wird nicht alleine ausgehen!
Das bezweifel ich. So gut kann ein Gate gar nicht isoliert sein.
Ein Mosfet kann durchaus sehr lange leitend bleiben, wenn das Gate unbeschaltet ist. Wenn man davon ausgeht, dass die Spannung am Gate langsam absinkt, wird irgendwann der Punkt kommen, dass der DS-Widerstand ansteigt, und die Verlustleistung am Mosfet zunimmt. (Man versucht ja Schaltzeiten möglichst gering zu halten, und hier hat man den gegenteiligen Zustand). Je nach Schaltung kann das dann das Ende des Bauteils gewesen sein..... Einen gewissen Schutz vor sowas kann man erzielen, wenn man eine Pulldown Widerstand ans Gate macht, der das Gate schnell genug entlädt, wenn kein Treiber mehr dranhängt....
Das Gate wird sich entladen. Doch dies kann einige Sekunden dauern. Der lineare Bereich wird langsam durchlaufen, was zur Thermischen zerstörung führt. Ein offenes Gate ist daher sehr gefährlich. Auch wenn der IGBT/FET ausgeschaltet war und das Gate hochohmig wird, kann dieses durcheine Kapazitve Kopplung geladen werden, wenn die Spannung an D-S hochspringt. Extrem gefährlich ist dies in Brückenanordnungen. Schaltet der Highside Fet ein wird auch das Gate des unteren Fet aufgesteuert was zur sofortigen Zerstörung der Leitungselektronik führt, (Shoot-Through). In diesem Fall (Brücke mit Niederohmigen Fets) nützt auch der Pulldown im kOhm Bereich auch einge 100Ohm, absolut nichts. Man muss sorgen, dass das Gete nierohmig runtergezogen wird. MFG Fralla
Die Dinger bleiben erstaunlich lange leitend wenn das Gate voll geladen war... selbst so 0815-FETs wie ein IRFZ34N. Da genügt schon das Gate mit dem Diodentest eines Multimeters zu laden, bis der wieder richtig sperrt vergehen Minuten. Problematisch ist, daß es dann mit schnellem Schalten vorbei ist. Entweder verursacht das einen kapitalen Kurzschluß durch den dauerleitenden FET oder der FET kommt irgendwann in den Bereich wo er anfängt linear zu sperren. Dann entsteht an ihm eine nicht einkalkulierte Verlustleistung und er raucht ab.
Hab auch die Erfahrung gemacht, dass das Gate von Mosfets SEHR gut isoliert ist. Da sitzt kaum Ladung drauf aber dennoch ist die Entladung sehr langsam. Eine Hand an 12V, mit der anderen das Gate angefasst => Mosfet geht an. (bei GND geht er natürlich wieder aus). Und der Mosfet blieb sehr lange an. Danach durchläuft er den linearen Bereich in dem die Verlustleistung stark ansteigt und dabei den Mosfet auch zerstören kann.,
Passiert das während der spannungsflanke schaltet der igbt aufgrund des "self-turn-off" effect ab. grund ist der negative strom durch die millerkapazität durch das rückläufige feld. habe dazu mal eine veröffentlichung geschrieben "negative differential miller capacitance during swiching transients of IGBTs" passiert das während die zwischenkreisspannung angehoben wird (IGBT ist aus), dann wird das gate über die miller kapazität aufgeladen und er wird leitend. ist er allerdings auf 15V geladen und der gatekontakt reisst ab bleibt er wohl leitend! Grüße
Das ist bei FETs wieder anders, die werden durch die Miller Charge geöffnet wenn die Spannung am Drain hoch genug steigt und das Gate floating ist.
>Extrem gefährlich ist dies in Brückenanordnungen. Schaltet der Highside >Fet ein wird auch das Gate des unteren Fet aufgesteuert was zur >sofortigen Zerstörung der Leitungselektronik führt, (Shoot-Through). > die werden durch die Miller Charge geöffnet wenn die Spannung am Drain > hoch genug steigt und das Gate floating ist. Wie jetzt?
Na wenn Du z.B. eine Halbbrücke an 330V betreibst (sehr gerne in Schaltnetzteilen gemacht) und der obere FET einschaltet liegen schlagartig 330V am Drain des unteren FETs. Ohne einen Treiber der das Gate entladen hält lädt die Miller Charge das Gate auf und der untere FET leitet dann ebenfalls. Ergebnis ist, daß sich der Zwischenkreis zusammen mit der Netzversorgung über beide FETs entlädt, woraufhin beide sehr wahrscheinlich ihren Deckel aufmachen und mal richtig durchlüften.
>Ohne einen Treiber der das Gate entladen hält lädt die Miller Charge das >Gate auf und der untere FET leitet dann ebenfalls. Ergebnis ist, daß sich >der Zwischenkreis zusammen mit der Netzversorgung über beide FETs entlädt, Ja das hat Fralla in den vorigen Posts auch schon erklärt. Aber dies kling, als würde das Gate entladen werden, wenn die Spannung steigt: >Das ist bei FETs wieder anders, die werden durch die Miller Charge >geöffnet wenn die Spannung am Drain hoch genug steigt und das Gate >floating ist. Kann ja dann so nicht sein, oder?
>N-Kanal FETs ...
Ja, die werden leitend wenn die Spannung steigt.
Wichtig ist zu wissen, das in hartgeschalteten Brücken mit zb 400V in 20ns, auch der obligatorische Pulldownwiderstand im kOhm oder einige 100Ohm Bereich absolut nicht schützt. Wenn die Treiberverbindung gelöst wird knallts eben und meist ist die ganze Ansteuerung auch weg. MFG Fralla
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