Acasă / Atelier / Controller / Motor CC / MC33886 latch-up

MC33886 latch-up

MC33886 este format dintr-o punte H, conţinînd şi diodele de free-wheeling. Producătorul specifică o tensiune de alimentare de pînă la 40V. În schimb, acesta nu a specificat o problemă care poate să apară, şi care duce la distrugerea violentă a driverului şi a traseelor conductoare. Este vorba de fenomenul de latch-up. Voi descrie pe scurt în ce constă acesta.

Se ştie că tranzistoarele MOS de tip N au substratul de tip P, conectat la Vss, iar tranzistoarele de tip P au substratul conectat la Vdd. Motivul este polarizarea inversă a joncţiunilor sursă-substrat, drenă-substrat, canal-substrat. Într-un circuit integrat stratul epitaxial este de tip P, aşadar tranzistoarele care se pot forma direct sînt doar de tip N. Pentru tranzistoarele de tip P, este necesar să se facă o vană de tip N, prin implantare ionică, direct în stratul epitaxial. Astfel se formează o joncţiune PN între vană şi stratul epitaxial. Poate fi privită ca un tiristor parazit, cu poarta conectată la catod.

În mod normal, tiristorul parazit trebuie să fie în stare OFF, în caz contrar apare un scurt circuit între substraturile P şi N, adică între alimentările Vdd şi Vss. Unul din mecanismele de intrare în conducţie a unui tiristor este efectul dV/dt, adică variaţia bruscă a tensiunii de alimentare, chiar dacă joncţiunea porţii nu este polarizată direct.

Atunci cînd MC33886 se conectează la o sursă de tensiune cu rezistenţa internă foarte mică, apare tocmai acest efect, iar tranzistorul parazit poate intra în conducţie. În cazul observat de mine, sursa a fost un acumulator cu LiPo. Imediat după conectarea alimentării, MC33886 „exploda”, crăpînd capsula de plastic. Tiristorul odată intrat în conducţie nu poate trece singur în starea OFF, deci scurt-circuitul persistă, ducînd la arderea siguranţei, dacă există, sau la exfolierea traseelor de cupru de pe cablaj.

Prevenirea efectului distructiv dv/dt se poate face prin domolirea rampei de tensiune la aplicarea alimentării. Prezint în continuare un montaj simplu pentru acest scop.

slowstart
La închiderea circuitului de alimentare a driverului (comutatorul), C1 este decărcat, C2 la fel, iar Q1 este în blocare. C2, care vine în paralel cu alimentarea lui 33886, se încarcă lent prin R1, creînd astfel o rampă lină, care nu poate deschide tirstorul parazit. În acest timp tensiunea pe poarta lui Q1 creşte lin odată cu încărcarea lui Q1. Atunci cînt s-a atins pragul Vt al tranzistorului Q1, tensiunea între Vdd şi GND deja are o valoare aproape de tensiunea bateriei. Tensiunea creşte mai rapid, pînă se atinge tensiunea bateriei. D1, Zener de 12v1, protejează poarta lui Q1 pentru a nu depăşi un Vgs de 12V. Q1 are rezistenţa canalului în starea ON foarte mică, de ordinul miliohmilor, aşadar nu se va încălzi şi nu va duce la o cădere de tensiune prea mare. Cu alte cuvinte montajul simulează la pornire o sursă de tensiune mai slabă, urmînd ca după un interval de ordinul sutelor de milisecunde, să devină „transparent”pentru tensiunea de alimentare. La închiderea circuitului de alimentare a driverului (comutatorul), C1 este decărcat, C2 la fel, iar Q1 este în blocare. C2, care vine în paralel cu alimentarea lui 33886, se încarcă lent prin R1, creînd astfel o rampă lină, care nu poate deschide tirstorul parazit. În acest timp tensiunea pe poarta lui Q1 creşte lin odată cu încărcarea lui Q1. Atunci cînt s-a atins pragul Vt al tranzistorului Q1, tensiunea între Vdd şi GND deja are o valoare aproape de tensiunea bateriei. Tensiunea creşte mai rapid, pînă se atinge tensiunea bateriei. D1, Zener de 12v1, protejează poarta lui Q1 pentru a nu depăşi un Vgs de 12V. Q1 are rezistenţa canalului în starea ON foarte mică, de ordinul miliohmilor, aşadar nu se va încălzi şi nu va duce la o cădere de tensiune prea mare. Cu alte cuvinte montajul simulează la pornire o sursă de tensiune mai slabă, urmînd ca după un interval de ordinul sutelor de milisecunde, să devină „transparent”pentru tensiunea de alimentare.

Despre Cristian Grecu

Mă numesc Cristi, şi uneori sînt student la facultatea de electronică din Bucureşti. Consider electronica un domeniu infinit, cu cît învăţ mai mult, cu atît văd că marginile sale sînt tot mai departe.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *

*