[討論] MOS驅動電機中續流二極管的問題

2021-3-16 17:00
本帖最后由 我本將心向明月 于 2021-3-17 11:36 編輯

如題,如下圖,用MOS作開關驅動直流電機的時候為了避免感生電動勢對元器件的損傷都會加續流二極管,我比較好奇的是,如下圖,是否兩個二極管D10  D11都是這個作用,個人覺得D10就可以達到要求了,為什么還要加D11,求解?

微信截圖_20210316204513.png

回復評論 (19)

沙發 zxopenlyt

2021-3-16 17:43

受用

板凳 maychang

2021-3-16 18:16

『如下圖,是否兩個二極管D10  D11都是這個作用,個人覺得D10就可以達到要求了,為什么還要加D11』

看不到圖。

4樓 我本將心向明月

2021-3-16 20:45
引用: maychang 發表于 2021-3-16 18:16 『如下圖,是否兩個二極管D10  D11都是這個作用,個人覺得D10就可以達到要求了,為什么還要加D11 ...

我也不知道為啥圖片沒刪了,重新上傳了

5樓 maychang

2021-3-16 20:49
引用: 我本將心向明月 發表于 2021-3-16 20:45 我也不知道為啥圖片沒刪了,重新上傳了

『個人覺得D10就可以達到要求了,為什么還要加D11』

我也認為D10就可以實現續流要求。D11在此多余。

6樓 maychang

2021-3-16 20:51
引用: 我本將心向明月 發表于 2021-3-16 20:45 我也不知道為啥圖片沒刪了,重新上傳了

況且,功率MOS管內部有個寄生二極管(在圖中未標出,但管子的說明書中一定會標出)。

這個寄生二極管,恰與圖中D11并聯(方向相同)。所以,去掉D11,功率MOS管內部寄生二極管仍可起D11的作用。

7樓 我本將心向明月

2021-3-16 21:34
maychang 發表于 2021-3-16 20:51 況且,功率MOS管內部有個寄生二極管(在圖中未標出,但管子的說明書中一定會標出)。 這個寄生二極管, ...

看了你的回復給了我一些思路,謝謝。

我覺得D10和D11是從兩種角度來做的保護

1.D10從續流的角度起到保護作用。

2.D11是防止漏極電壓過高,導致MOS管燒壞的角度考慮,所以應該選用TVS二極管。至于為啥不用MOS管內部的寄生二極管,大概是因為寄生二極管是由于生產工藝產生的,所以性能不如專門的TVS二極管優異,同時假如電壓過大導致內部的寄生二極管永久性的損壞后,依舊讓MOS損壞了,就起不到保護的作用了。

PS:網上有說D11這個位置也是續流的作用,個人拙見覺得這個位置起不到續流的作用,還是說某種工況下可以續流,而我沒想到,希望可以給出參考意見,謝謝。

8樓 仙貓

2021-3-17 08:59

推測是:原圖上的MOSFET記號本畫有體二極管,抄圖人不知是同一器件,想依樣畫葫蘆,結果畫出了倆葫蘆。

9樓 仙貓

2021-3-17 09:10

MOSFET

10樓 maychang

2021-3-17 09:45
我本將心向明月 發表于 2021-3-16 21:34 maychang 發表于 2021-3-16 20:51 況且,功率MOS管內部有個寄生二極管(在圖中未標出,但管子的說明書中一 ...

『1.D10從續流的角度起到保護作用。』

這是對的。D10在MOS管關斷時(此時電感性負載的自感電動勢方向為上負下正)為電感續流。

11樓 maychang

2021-3-17 09:47

『抄圖人不知是同一器件,想依樣畫葫蘆,結果畫出了倆葫蘆』

完全有這種可能。

12樓 maychang

2021-3-17 09:56
引用: 我本將心向明月 發表于 2021-3-16 21:34 maychang 發表于 2021-3-16 20:51 況且,功率MOS管內部有個寄生二極管(在圖中未標出,但管子的說明書中一 ...

『2.D11是防止漏極電壓過高,導致MOS管燒壞的角度考慮,所以應該選用TVS二極管。』

感生電動勢對MOS管造成損傷,只可能發生在MOS管從飽和導通轉入完全關斷瞬間。導通期間不可能因漏極電壓過高損壞MOS管,只可能因電流過大損壞。

MOS管由飽和導通轉入完全關斷瞬間,如你的 1. 所述,負載兩端電動勢方向是上負下正。如果沒有D10,這個電動勢可以很高。而且這個電動勢方向與電源方向是同向疊加,可能比電源電壓高得多,從而擊穿損壞MOS管。但由于D10的存在,MOS管漏極電壓只有電源電壓加上D10正向壓降(忽略聯接導線的寄生電感)。所以有了D10,MOS管漏極電壓就不會在MOS管從飽和導通轉入完全關斷時過高。

所以,D11完全沒有用處。

13樓 maychang

2021-3-17 10:00
本帖最后由 maychang 于 2021-3-17 10:01 編輯
我本將心向明月 發表于 2021-3-16 21:34 maychang 發表于 2021-3-16 20:51 況且,功率MOS管內部有個寄生二極管(在圖中未標出,但管子的說明書中一 ...

前一個回復中忽略了從D10到電動機負載聯接導線的寄生電感。如果聯接導線寄生電感比較大(電感性負載和D10距離MOS管比較遠),那么MOS管完全關斷狀態下確實有可能被擊穿。這種情況下,與MOS管并聯一個TVS管是有好處的。由此我們還可以知道:D10應該放置在MOS管附近,而不能放置在電感性負載兩端。

你說:『個人拙見覺得這個位置起不到續流的作用』,這是對的。

14樓 我本將心向明月

2021-3-17 10:03
引用: 仙貓 發表于 2021-3-17 08:59 推測是:原圖上的MOSFET記號本畫有體二極管,抄圖人不知是同一器件,想依樣畫葫蘆,結果畫出了倆葫蘆。

這個想法不錯,也有這個可能

假如我的D11換成TVS二極管,我覺得也可以起到保護作用,譬如防靜電。但這樣的設計有必要嗎?

15樓 我本將心向明月

2021-3-17 10:05
本帖最后由 我本將心向明月 于 2021-3-17 10:19 編輯
maychang 發表于 2021-3-17 09:56 『2.D11是防止漏極電壓過高,導致MOS管燒壞的角度考慮,所以應該選用TVS二極管。』 感生電動勢對MOS管 ...

我總結一下,所以我的上面的歸納是正確的

1.D10應該用續流二極管

2.D11應該用TVS二極管

所以在選型上這兩個管子要從用法上做區分,而D10是必須的,而D11是錦上添花的作用(因為MOS內部有寄生二極管可以起到一定作用)。

在原理解釋上,樓上的maychang說的很是詳細,在此表示感謝,我上面如有表述錯誤,歡迎指出,我再做修改~

16樓 maychang

2021-3-17 10:16
引用: 我本將心向明月 發表于 2021-3-17 10:05 如果D11是TVS管,從產品特性看,也可以起到防靜電的作用,按照您的經驗來看,有必要嗎?

MOS管需要防靜電的是門極,因為門極對源極(包括漏極,準確地說是溝道)是非常薄的一層二氧化硅,其耐壓只有20V(20V是手冊上的規定,實測不超過30V),很容易被擊穿。至于漏極,在額定電壓下,對源極的漏電流可達數微安或以上(見MOS管手冊)。這么大電流,完全可以把通常情況下產生的靜電釋放掉。

所以,除非環境非常非常惡劣,與MOS管并聯一個TVS,我認為沒有必要。而環境非常非常惡劣,僅在MOS管兩端并聯TVS,也無濟于事,那種環境下,需要從外殼、對外的接口……都做好防護才行。

17樓 我本將心向明月

2021-3-17 10:22
引用: maychang 發表于 2021-3-17 10:16 MOS管需要防靜電的是門極,因為門極對源極(包括漏極,準確地說是溝道)是非常薄的一層二氧化硅,其耐壓只 ...

受教了

18樓 shaorc

2021-3-17 10:52

硬核科普,純干貨,謝謝分享

19樓 se7ens

2021-4-2 16:23

D11的確畫蛇添足,電機的續流只需要D10就夠了

6樓的回復感覺挺有道理的

 

20樓 田國瑞

2021-4-2 22:14

學習了

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