案例分析-電動開關(guān)為何失效？

?

我們經(jīng)常會遇到設(shè)計的時候一些不經(jīng)意的問題，或者在先期設(shè)計的時候考慮不到的事情。我們來看這個例子：

在設(shè)計系統(tǒng)的時候，為了增加系統(tǒng)的可靠性和防止意外情況發(fā)生，我們總是會在重要的控制中加入手動開關(guān)控制這一終極策略，但是在這個案例中正是這個手動開關(guān)導(dǎo)致了電子開關(guān)的失效。這是一個Mosfet管和手動開關(guān)一起驅(qū)動繼電器的例子，如果你這么設(shè)計了，那么相信不久你就會發(fā)現(xiàn)，Mosfet管不能工作了。

經(jīng)過測試和分析，以上連接的拓撲能生成能破壞MOSFET的電壓浪涌噪聲。其機理是由于開關(guān)的機械抖動引起的噪聲，帶動繼電器的線圈產(chǎn)生大的電壓浪涌噪音注入模塊內(nèi)的Mos管上。盡管Mos管內(nèi)存在保護（ESD和鉗位電壓限制器），損壞的區(qū)域還是在DS。
?

這個問題暴露了當前設(shè)計中限制MOSFET運用的問題，真正的問題在于MOSFET器件DS之間很脆弱，DS之間有一個寄生的三極管：
?

Mos管能夠承受的dv/dt的能力是有限的，此外mos管也存在著最大擊穿電壓的限制。因此當Dv/dt過大的時候，它會打開寄生三極管，或者電壓超過擊穿電壓，電流不能限制住的時候，Mos管都會損壞。經(jīng)過試驗和分析，mos管的損壞是由于寄生三極管被擊穿而損壞了。

試驗圖形如上，可以發(fā)現(xiàn)開關(guān)關(guān)閉時候浪涌電壓噪聲很大。

對策：
我們盡量避免機械開關(guān)和電子開關(guān)并聯(lián)控制繼電器線圈這樣的拓撲結(jié)構(gòu)。如果無法避免，我們可以用三極管取代MOSFET器件來驅(qū)動mos管，或者加上保護器件如壓敏電阻器，TVS之類。