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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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* C. |# k' J& t) x作者:屈工有话说$ U$ n" M7 ^' F D0 m# `: z* E4 m
9 a+ e$ x) ?( n9 q4 fPoE(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。3 B0 V2 ~3 \6 z7 f
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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:' X1 R: j( U! W9 \8 `5 Q
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TT9930 样机图片 . w# M M$ E2 W# o' R6 X e
【应用】视频监控/无线AP/IP电话等" w% ^9 l7 H U- o) f* B
【规格】12V2A# m7 R# P4 |' P" Q/ i+ P* y
【控制IC】TT9930+ W# W6 t: A, i5 \* u; W
7 b* N" t! q0 {' F- I% z【问题描述】2 b- i7 u# m! z& H" |2 V
1 P. F9 X2 t, f7 T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:
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% }" r! J* ^4 g) _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。: j2 F; h5 j' P2 ?; p: v: M( C3 a
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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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3 e- n* c1 u) u8 |6 |' m4 t. B【解决思路】6 H% K: t' w+ F; m( M8 z
/ [4 ?5 O: N- q* U* W7 s+ ?1、重新设计电源# m* ]4 n7 W% u0 L7 u8 K* J* v
7 ]+ |8 E- t* Q7 L' O& h7 O R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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/ k, A$ E+ ]& s2 F8 d+ t: i' ~2、更换元器件
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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。) X7 E7 d& K9 o- C% a
+ M3 a+ P/ o0 J6 o0 j/ {3、优化PCB布局: d2 h" J1 n9 u: U; \! A& W( J
/ r6 j4 d# }2 L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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4、优化散热设计' l1 |) r: |3 }% a8 g
8 y8 Z$ y+ s1 p- r6 @6 C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。+ r* r) J+ s! Q9 o4 i% k
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5、加强制造与测试管理
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. C+ ^: u& X5 x2 d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。/ Y% L5 @( r$ ]0 @0 ?2 C; ~
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【调通要点】
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( q. S7 M5 v7 g' j( Y/ ]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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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。, C( U5 p0 z% _" P% R% G
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. R8 c( y/ C* X) A+ a+ u/ s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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) u4 c+ x$ W# ?$ L3 p* p【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:& b) f; @9 K, j5 |+ ~
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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。
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