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本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2023-6-21 10:23 编辑
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作者:屈工有话说* C/ P" u6 K/ a. o( `) z9 y2 ?" I
3 J) g1 K$ ^4 \: |% cPoE(Power over Ethernet)是一种有线以太网供电技术,网线传输数据的同时具备直流供电能力。全面应用于POE交换机、IP摄像头、IP电话、无线AP、便携设备充电器、刷卡机、数据采集等供需端产品。而TT9930是一款用于以太网供电系统(POE,power over Ethernet)的DC/DC控制器,采用原边控制模式,内置200V高压MOS,具有较高的系统效率。
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工程师在使用TT9930样机时发现,样机正常老化时,突然没有输出。经过排查后,怀疑MOS故障,本文将分享解决思路和要点。以下图片为该样机图片:6 S& |; Z' D0 R. l0 y* E: V
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TT9930 样机图片 ) [( n- R8 y) q$ o! ~; t5 b
【应用】视频监控/无线AP/IP电话等- ~( g. l' Z7 \; e+ @ y; c
【规格】12V2A( K- r8 q- E4 B \/ q
【控制IC】TT9930# P1 z" O$ w) |" O3 Y- E
8 ]5 [- U: j) r' Q$ P! v【问题描述】. @9 @* ?6 f4 F
8 ?9 A' r: B, @样机正常老化时,突然没有输出。经过排查后,发现MOS管击穿且MOS管很烫,怀疑MOS烧坏,于是对其进行点温测试。以下是样机的测试图片:0 W, A! Z7 i) `3 l" f& F
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点温测试:测试重要元器件的温度,该测试的元器件分别有三个IC(主控TT9930、XS2100S、同步CR85V25RSA)、MOS管、输入大电容、两个输出电容、变压器磁芯和变压器线圈。
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如上图为测试环境,该测试在尽量密闭环境中进行,不会有大量空气流入,从而使得各元器件能快速达到温度平衡的状态。
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【解决思路】
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d2 f$ A0 m4 D m( o' q& Z! V5 n1、重新设计电源2 l/ W# C/ X- g- ?& Y
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首先,分析导致温度过高的原因,对电源进行重新设计。可以采用更高效的散热解决方案,例如增加散热片表面积、改善风道设计等。
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0 T3 T: A9 q* c2、更换元器件, X+ m4 ?- d8 a# e, e$ _+ w
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应优先选择低内阻、低损耗、高效率的元器件,同时可以适当增加元器件数量及规格。5 q x6 M6 H# |9 J$ W0 i
; ` l6 o, d: n6 R$ f- l& p+ I3、优化PCB布局& ^. I" w6 V( N' g% a9 {; Q* I
2 V# [& | `5 |% R# e4 p合理的PCB布局有助于减小电路电磁干扰,降低损耗和温升,减少系统噪声,提高抗干扰性。
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9 k+ \8 b3 b8 G9 X% Y( ]4、优化散热设计
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' m7 m8 B8 C3 S5 d/ Y U通过优化散热设计来降低温度,如增加散热片面积、优化风道设计、增加风扇数量和转速等。
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5、加强制造与测试管理' c0 k" g6 Z) N R* u
6 @ c# Z0 Z( G/ \! {% G7 V加强制造工艺控制和良品率管理,确保产品符合规范要求。并且加强产品的温升测试,在生产过程中对电源进行多次测试,及时发现不合格产品,以便及早调整。
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9 b4 `0 W `0 O; E+ K【调通要点】
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如上图首先通过对各元器件进行点温,观察各元器件的温度变化,如图04号元器件为MOS管,点温才不到几分钟后,MOS的温度就达到了93.7度,而其它元器件温度较为正常,初步判定MOS管出现了问题。; [: D: i; S# N+ c" R+ O
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2 w2 d% D( p( g9 l4 }6 r h如上图为再经过几分钟后的元器件温度(01-08为各元器件测试温度),继续观察。) I) `% ], g) f0 V) A7 P: {* A; r% R
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- m! Y a5 C9 K+ B ?如上图可以明显看到,虽然所有的元器件(01-08为各元器件测试温度)温度都在持续上升,但都没有特别大的异常,唯独MOS高达116的温度,可以基本确定是MOS烧坏而导致样机老化时突然没有输出。
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【最终结果】
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3 ^; `: w6 g' f# S- U经过测试后发现,测试元器件的温度都在正常范围内,唯独MOS管的温度变化格外异常(01为输出电容、02为同步IC CR85V25RSA、03为变压器磁芯、04为MOS管、05为IC XS2100S、06为主控IC TT9930、07为输入电容、08为变压器线圈、09为环温),经过不断尝试更换一颗同规格但不同厂家的MOS管,然后再进行老化及温度测试,样机正常工作。以下为替换MOS后的温升测试图片:
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该图为样机老化6小时后的温度,各器件温度已经稳定,全都在合理范围内。04号MOS温度稳定在72.2度左右,离击穿温度还有很大的余量,完全满足客户需求。如果更换MOS后温度还是没有改善,则需要考虑是否为布局问题,可能要重新设计。6 U/ Z+ I2 J" k, E; f/ s
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