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Zerstört Überspannung einen MOSFET ?

Guten Abend,

habe eine Schaltung mit Leistungs-MOSFET, der laut Datenblatt eine maximale Drain-Source-Spannung von 55V (*) aushält (IRFZ34, TO-220).

(*) electrical characteristics: minimal breakdown voltage 55V

Die maximale Betriebsspannung beträgt 46V, soweit also in Ordnung. Es können aber kurze Überspannungsspitzen (wenige Millisekunden) auftreten, die ein Varistor auf maximal 80V begrenzt. Jetzt ist die Frage an Euch, wie sich der Mosfet verhält. Wird er von der Überspannung zerstört? Oder wird er einfach kurz leitend und sperrt nach Ende der Überspannung wieder?

Es muß eben sichergestellt sein, daß das Teil nicht kaputt geht, sonst muß ich einen 100V-Typ nehmen.

Gruß und Danke, Martin.

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Martin Kerner
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"Martin Kerner" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@posting.google.com...

auftreten,

Die Isolationsschicht im Chip ist sehr dünn. Du kannst also davon aufgehen, dass bei der deutlichen Überspannung der FET dauerhaft zerstört wird. Ich würde das jedenfalls nicht riskieren...

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Manfred Walker

Manfred Walker schrieb:

Das stimmt - für die Gate Isolation, die hält aber keine 50 od. 100V aus, sondern nur 10..20V, auch beim 600V MOSFET, da hier die max. DS-Spannung gemeint ist.

Zur Originalfrage: Er kann es aushalten, es hängt von der Energie ab. Heute sind viele MOSFETs schon "avalanche rated", das heist der Betriebsfall von Martin ist explizit spezifiziert. Die Antiparalleldiode im FET wirkt als Z-Diode und begrenzt Spannungsspitzen, dabei wird sie natürlich heiß und kann überlastet werden, wenn die Leistung zu hoch wird. Das passiert im Prinzip bei jedem MOSFET, aber bei den "avalanche rated" Typen weis man wieviel noch OK ist. Auch hier gilt also: Im Zweifelsfall das Datenblatt lesen.

Zum Vergleich: In einer Sperrwandlerschaltung (experimentell) habe ich an einem BUZ170 (50V_DS) 65V Spitzen gefunden, nachdem der mangels ausreichender Kühlung ersetzt werden mußte, nahm, ich einen BUZ171 (100V), aber die Spitzen hatten auf einmal 120V :-). Die waren beide nicht avalanche rated, aber der BUZ170 ist halt thermisch gestorben, der BUZ171 ist gegangen, aber aufgrund eines vorherigen Überschlages ist die Spule langsam verbraten. Die Messungen (an einer 2.) haben auch gezeigt, daß die Taktfreqenz deutlich über der Resonanz war :-).

Martin

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Martin Lenz

Martin Lenz schrieb:

Ich würde auf jeden Fall auf Nummer Sicher gehen und die Spannung extern so begrenzen, daß der Avalanche Mode nicht gebraucht wird (selbst wenn der FET das könnte). Bzw. einen FET für höhere Spannung einsetzen, die Auswahl dürfte doch ausreichend sein. Ich habe schon FETs aufgrund von sehr kurzen und recht energiearmen Spannungsspitzen sterben sehen, viele Typen sind hier doch relativ empfindlich - Avalanche hin oder her.

--
Dipl.-Ing. Tilmann Reh
Autometer GmbH Siegen - Elektronik nach Maß.
http://www.autometer.de
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Tilmann Reh

Tilmann Reh schrieb:

Das ist sicher im Sinne der Zuverlässigkeit eine gute Idee - je nachdem ob man auf minimale cent/unit oder gute MTBF optimieren will. :-) Am Ende muß man doch slebst entscheiden, ob man seine Bauteile ausreizen oder überdimensionieren will. Bei mir war es ein Experiment, ich hab die Trafodaten nicht wirklich gekannt und die Bauteilauswahl erstmal nach:

12V Betrieb -> 50V MOSFET (und Schnittmenge mit Bastelkiste) durchgeführt.

Martin

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Martin Lenz

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