Seltsames sterben eines Brückentreiber IC

[Steffen W. (derwarze)]

Seit langem funktioniert mein Treiber für eine BLDC Brücke mit einem IR 
2101 einwandfrei. Da mir der Treiberstrom des 2101 etwas wenig für die 
künftig verwendeten dicken FETs IRFP2907 ist wurde ein IRS21867 
ausgewählt. Der Vorteil ist neben dem 4A Strom auch das der im gleichen 
Pinout wie der 2101 daherkommt und so die gleiche Platine verwendet 
werden kann. Das Layout ist also erprobt und funktioniert so bisher ohne 
Probleme.
Bei den Tests ergab sich auch die erwartete Verbesserung der Ansteuerung 
die nun deutich steilere Flanken ergibt (siehe Oszibild, gelb IRS21867, 
grün IR2101).
Leider hielt die Freude nicht lange an denn nach kurzer Zeit 
verabschiedete sich der TreiberIC. Er brachte dauernd +VCC (14V) an 
Lowside heraus was dazu führt das die Lowside dauernd an ist, das führt 
dann logischerweise zum Brückenkurzschluss. Die Brücken FET blieben aber 
heile da eine Schnelle Elektronische Sicherung rechtzeitig Ub abtrennte. 
Nachdem der defekte IC ausgebaut und gegen einen IR2101 ausgetauscht 
wurde lief die Brücke wieder einwandfrei.
Bisher konnte ich nicht feststellen ob der Teiberdefekt in gleicher 
Weise auch bei der Highside eintritt.
Hat jemand eine Idee was den IC zum Sterben veranlasst haben kann?

PS. der C42 im Layout ist der C50 im Schaltplan, da wurde nur der 
Aufdruck falsch gesetzt.

[ArnoR (Gast)]

Sieht aus wie zu großer Rückstrom über die Drain-Gate-Kapazität des 
Low-Side-Fet in den Low-Side-Ausgang durch sehr schnelles Einschalten 
des High-Side-Fet.

[Sepp (Gast)]

"However, where negative VS spikes remain excessive, further steps may 
be taken to reduce the spike.  This includes placing a resistor (5 Ohm 
or less) between the VS pin and the switch node (see Figure 18), and in 
some cases using a clamping diode between COM and VS (see Figure 19)."

https://www.infineon.com/dgdl/irs21867spbf.pdf?fileId=5546d462533600a4015356770e8327eb

Seite 16

[Steffen W. (derwarze)]

Der Rückstrom sollte doch durch den Gatewiderstand ausreichend begrenzt 
werden. Könnte mir Überspannung vorstellen, im Oszibild ist aber nichts 
davon zu sehen, wobei den genauen Zeitpunkt des Fehlers konnte ich nicht 
in Oszibild einfangen. Die Totzeit ist auch ausreichend die FETs werden 
ja nicht heiss oder gehen im laufenden 'Normalbetrieb' kaputt.
Der Fehler trat auch im Bremschopperbetrieb, also bei nicht 
angesteuerten Highside FET, auf.
Ich habe den Treiber IC auch schon mit Fets geringerer Gatekapazität und 
größerem Gatewiderstand getestet und da den gleichen Fehler erhalten.

[Steffen W. (derwarze)]

Das mit der Klemmdiode werde ich mal testen.
Konnte bisher aber keine negativen Spikes am Oszi beobachten.

[Volker B. (Firma: L-E-A) (vobs)]

Steffen W. schrieb:
> Der Rückstrom sollte doch durch den Gatewiderstand ausreichend begrenzt
> werden.

Interessant sind die negativen Spannungsspitzen zwischen Vs und 
Zwischenkreis-Minus. Diese können den Bootstrapkondensator auf eine 
höhere Spannung aufladen (wenn die Low-Side-FETs durchgeschaltet sind) 
und dann den Brücketreiber "himmeln". In diesem Pfad sind 
(normalerweise) keine Widerststände wirksam. Deshalb die Klemmdiode. Um 
deren Lebenserwartung zu erhöhen, wäre u.U. auch noch ein Widerstand 
zwischen Vs und Low-Side-Drain/High-Side-Source sinnvoll.

Grüßle
Volker

[Steffen W. (derwarze)]

Die Beschaltung mit Klemmdiode hat es offenbar gebracht. Bisher läuft 
alles ohne Störung. Die steileren Schaltflanken und somit schnelleres 
Schalten welches dann die negativen Peaks brachte dürfte für die Defekte 
verantwortlich sein.
Eigentlich erwartete ich das so ein Schutz vor negativen Peaks im IC 
schon eingebaut wäre.
Danke allen die geholfen haben.