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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; n! R9 u& T- ?6 k; l
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PoE(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:) ?& o( A k: B3 ?! s) M
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TT9930 样机图片 . L$ i- o% L" Q, q5 ?& V
【应用】视频监控/无线AP/IP电话等
8 B" ^/ B1 }. }2 w) x8 e【规格】12V2A
9 L2 G* A' V( F. C4 i5 G6 q; d【控制IC】TT9930; U6 {3 e2 Z% t) Y
* {# i2 [+ E1 d9 {: n6 Y/ s) l【问题描述】* s% [9 s' c1 @
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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:7 k$ }2 U8 m# @
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; a" B( o. o! W1 t6 \1 B7 _. Y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。/ \1 {. r5 V3 w# v
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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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) g3 a o% v' j# \$ [3 {1、重新设计电源
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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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' w4 i# O$ F+ K A4 G2、更换元器件0 D- [$ N5 W: z! {/ r; E8 O
0 t7 w" ^, Y" `% Q" I8 Y9 m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。
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3、优化PCB布局
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. O* [& C% T: r* Z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。' m) V0 a( p6 s% e; x9 q8 R1 d
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4、优化散热设计5 M/ Q+ N) d2 j. a# c6 m+ ~% A
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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# p9 H/ w! x% Q P! [7 }# @+ B
$ t" J9 ^+ R0 `/ o' `* {9 a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。+ d* v, x7 `$ |$ ?& R6 l& y" c+ \
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【调通要点】% J' [: P' e0 i) Y
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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。
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8 n) ~' ?/ M1 U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。
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* v. A5 ?% A) q. [7 k; T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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7 g0 i) |$ h I! l8 u【最终结果】
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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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, N) N- Q" p G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。, Q/ ^1 m( y- L }! T1 h& ] f
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