電動(dòng)開(kāi)關(guān)為何失效？　

我們經(jīng)常會(huì )遇到設計的時(shí)候一些不經(jīng)意的問(wèn)題，或者在先期設計的時(shí)候考慮不到的事情。我們來(lái)看這個(gè)例子：

在 設計系統的時(shí)候，為了增加系統的可靠性和防止意外情況發(fā)生，我們總是會(huì )在重要的控制中加入手動(dòng)開(kāi)關(guān)控制這一終極策略，但是在這個(gè)案例中正是這個(gè)手動(dòng)開(kāi)關(guān)導 致了電子開(kāi)關(guān)的失效。這是一個(gè)Mosfet管和手動(dòng)開(kāi)關(guān)一起驅動(dòng)繼電器的例子，如果你這么設計了，那么相信不久你就會(huì )發(fā)現，Mosfet管不能工作了。

經(jīng)過(guò)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(kāi)關(guān)的機械抖動(dòng)引起的噪聲，帶動(dòng)繼電器的線(xiàn)圈產(chǎn)生大的電壓浪涌噪音注入模塊內的Mos管上。盡管Mos管內存在保護(ESD和鉗位電壓限制器)，損壞的區域還是在DS。

這個(gè)問(wèn)題暴露了當前設計中限制MOSFET運用的問(wèn)題，真正的問(wèn)題在于MOSFET器件DS之間很脆弱，DS之間有一個(gè)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(zhù)最大擊穿電壓的限制。因此當Dv/dt過(guò)大的時(shí)候，它會(huì )打開(kāi)寄生三極 管，或者電壓超過(guò)擊穿電壓，電流不能限制住的時(shí)候，Mos管都會(huì )損壞。經(jīng)過(guò)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)現開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)候浪涌電壓噪聲很大。

對策：

我們盡量避免機械開(kāi)關(guān)和電子開(kāi)關(guān)并聯(lián)控制繼電器線(xiàn)圈這樣的拓撲結構。如果無(wú)法避免，我們可以用三極管取代MOSFET器件來(lái)驅動(dòng)mos管，或者加上保護器件如壓敏電阻器，TVS之類(lèi)。