【经验】P型MOSFET在物流柜电磁锁电路上出现烧坏现象的原因和解决办法
笔者公司与邮政合作开发的一款物流柜在电磁锁控制电路中使用了固锝电子的P型MOSFET：SSFD4031，但是在调试验证过程中出现了MOS管烧坏的现象，其中关于电磁锁的控制电路如下：
图1 控制电路
当控制信号LOCK_EN1输出高电平时Q21作为一个开关管处于一个导通的状态，此时R23、R24对VCC_24V分压；R24上的压降=24V-R23*24V/(R23+R24)=12V。查看SSFD4031规格书如下图所示，MOS管Q22的开启电压绝对值的最大值是3V，当前的设计满足开启电压要求，而且栅源极的电压满足芯片的最大规格参数小于20V的设计要求，MOS管Q22处于导通状态，给电磁锁提供一个24V电压，电磁铁吸合；相反当控制信号LOCK_EN1输出低电平时MOS管Q22关断电磁铁关闭。
图2 规格参数
在实际测试电磁铁吸合关闭过程中偶尔会出现MOS管烧坏的情况，实际测试MOS管漏极电压波形如下：
图3 测试波形
在MOS管关断的瞬间由于电磁铁是一个感性器件会产生一个-36.4V的反向电动势。此时漏源极之间的压差=-36.4V-24V=-60.4V，已经超出了芯片规格书要求，所以此时MOS管存在失效的风险。
图4 规格参数
明确了问题点，下一步就是解决这个问题；如下图所示在电磁锁的两端增加一个钳位二极管。
图5 原理图
通过钳位二极管当电磁锁关断瞬间产生反向电动势时将漏极电位钳位到-0.7V左右的电压，此时漏源极的压差是-24.7V满足规格书设计要求。实际测试漏极电位如下图所示：
图6 漏极电位
如图所示漏极反向电动势已“消失”，反复测试没有再出现烧坏SSFD4031的问题。
本文主要介绍了通过增加钳位二极管解决固锝电子P型MOSFET SSFD4031在电磁锁电路上易烧坏的问题，给大家在以后的设计中提供参考价值。
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固锝MOS选型表
固锝提供以下技术参数的MOSFET选型，Vdss（耐受的最大电压）：-60V~700V，Id（能通过的电流）：-50A~200A，Pd（承受最大功率）：0.2W~500W，Rds（导通电阻）：0.135mΩ~120mΩ
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产品型号
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品类
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Package
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Config.
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Pd(W)
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Max Vds(V)
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Max Id(A）
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Max Vgs(+/-V)
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Vgs(th) Min (V)
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Vgs(th)Max (V)
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Typ Rdson（mΩ）at Vgs=4.5V
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Max Rdson（mΩ）at Vgs=4.5V
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Typ Rdson（mΩ）at Vgs=2.5V
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Max Rdson（mΩ）at Vgs=2.5V
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SSF2302
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MOSFET-N
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SOT-23
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Single
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0.9W
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20V
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2.4A
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8V
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0.65V
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1.2V
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45mΩ
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60mΩ
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70mΩ
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115mΩ
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选型表 - 固锝 立即选型
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