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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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6 Q! w) ]" N7 {# J; p) p作者:屈工有话说
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8 a7 u( Z) [. [" i0 sPoE(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。! J" j' X2 {; D) d; i3 @( ]+ E( m
2 M7 m. n6 C0 n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:& p, ]% I4 j J
) x1 o' c) @" k$ i2 H# H/ STT9930 样机图片 % C* M2 K8 }. P0 B- H
【应用】视频监控/无线AP/IP电话等
( v1 o( y. k6 |! k【规格】12V2A( k- v% {& s4 I+ q/ c+ j
【控制IC】TT9930
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h8 ?, p1 `8 x5 e2 ^+ x; d【问题描述】/ y h/ t2 I4 K! H7 z" I! r
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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:
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9 _1 l. w$ j! }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。0 f$ }& q- L. \8 Y6 F) P% o
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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】8 {* G* j% R7 n: Z# j: I5 W
1 t' p1 Y3 j5 i" N1、重新设计电源2 U2 D' b0 K; t
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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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2、更换元器件% k% H U( @$ M3 i! t: V9 `: o6 g7 _! K
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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。4 N: j x4 w0 h# S( @! m G5 t7 }/ k
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3、优化PCB布局
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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。% `& L. H z+ C2 q# I5 }# c5 R2 t0 u
8 ]4 w: ~ z1 o, t( G2 j( x! b4、优化散热设计
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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。+ c8 T* @" h! z: q2 }7 b
$ `( Q8 d S# M5、加强制造与测试管理
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, ]# ]# k9 [- e# N' k% a% 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。
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: Z* r1 V) _4 S3 ^. m/ X0 {【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。
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" O' ?6 z) {9 w0 K$ r$ g. V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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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。1 B' V2 u: \3 f% E( K
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【最终结果】/ r8 u' ?; t1 ]
! y" H* T% X8 R& ]9 d3 b. }# {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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0 [8 M1 E5 ?6 N8 W7 I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。* d9 p1 I: O1 a+ {5 f' T; Y, p
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