|
|
本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2023-6-21 10:23 编辑 " p% D: J/ L; t& N$ i; a8 f2 c0 I n
/ ~1 y; W3 q `作者:屈工有话说
4 R7 `2 u6 L1 r e* w3 C' F: i3 T/ K4 s+ j
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。2 x Z' p2 X8 V: D m8 @
" p- n; _: R9 E" U7 a: \6 c4 ~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:$ K# O7 E6 G4 H. @" {4 u
! l$ m1 i% ]: {# a8 k- pTT9930 样机图片 : y( b& h5 l1 a
【应用】视频监控/无线AP/IP电话等
- T/ ~2 B, N) j5 n5 J【规格】12V2A- ~% j$ B/ x8 G( m' ]
【控制IC】TT9930
" v2 m# T( \' _0 d# _; H2 [& G- t Y: H- I8 N% ~
【问题描述】) o: s6 E+ H/ f( \- Q/ k
V$ r. Y/ S" n/ X& O8 I s
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 X/ V8 a7 O X/ v6 i5 u
& m0 E) S5 E! F5 {5 g8 B/ a3 \+ p' l
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。/ I( ]6 Y$ k7 J8 J& R6 p, ^
; g6 C6 j6 }4 s8 X' |( p7 V6 \0 d% C
* c5 Y& O0 `, R, s
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。; B) S3 q( y- P" a4 X) \% Y6 l+ C
# q# P" }& J! l5 ]+ B( k【解决思路】
& C- s2 Q7 h& K. i2 f2 @- M8 B) ?' c5 ^6 c. F$ b8 S: t
1、重新设计电源
8 H/ V- q Z8 I. T$ i' D" H4 F/ U8 n2 E3 O. s! U f
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。6 u" k$ g! K, K) o& x* R- e, h% Q
9 t6 H% V+ `5 I _5 t n
2、更换元器件7 ?: R- s' B9 t- K: j; e1 l( h
! f8 U, c% W# e& `" S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。
% L: a0 d' ~1 I3 [' Y
0 C5 M* Z- F; s/ p) I6 P7 f& ]" I3、优化PCB布局( Z! `" M U. o+ z
& j, b/ J. l3 n8 O( m8 ^7 a
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。6 L" P$ a) ~/ L$ e, F
U& n6 v b; t; _( C4 I9 X3 p' E+ @4、优化散热设计
; R3 A+ ?+ C! [4 ]3 a6 N& c( E0 ~+ n9 k, P; E/ F9 v
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。& J" v8 E; v2 ^; @6 b
$ m/ e7 l; o9 H) l& l) u \4 G5、加强制造与测试管理
* ]% Q5 j1 Q5 P+ N1 S5 t U
5 T F$ D2 @8 }# ]8 w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。$ I. W2 k( ]" {& l$ y5 x$ [3 l
( C6 w: w; Z! _6 J【调通要点】$ a( F8 Z% g* J8 ^- _
% F0 v; k* n+ b( }9 [
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。3 L) b$ {( \& k
9 H' d. J7 }. T0 j6 X
8 h* d/ w( W/ l- v3 A
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。 L t! f4 q* e) j; }
; k1 p l5 F8 A4 F* K) l
4 n. Y: E [9 t3 N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。
; K2 E: |2 j$ U' ~; O A$ Y
6 t! O. X7 B; ]# P/ e: q0 ? m【最终结果】$ _3 U. u3 k S% F9 e O
5 b" @) i* C; z
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:
8 O+ L1 S) l1 S- P, T! ]2 N' [1 }9 B( G- E
: \5 w! |* k6 U9 t
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。4 W; s' @; v2 n9 a+ o2 d* A# ?
4 Q7 J4 c: ?3 U! e0 Y
|
本帖子中包含更多资源
您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册
x
|