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本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2023-6-21 10:23 编辑 0 n. `5 ^& [- E0 n3 q4 N
" q* \/ q$ S* o% P6 ^作者:屈工有话说9 J) t0 q. B6 k4 }, U
1 C" `2 l' S) }% WPoE(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。" @% h4 v- c" @' d: f
: n# I6 Q: }3 e# L. |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:3 W* a( j, a( [( A/ m
. [0 | A/ g2 [ oTT9930 样机图片 : p' I! h0 S0 T1 }# U( K
【应用】视频监控/无线AP/IP电话等
$ U! S- R6 J+ b% `【规格】12V2A
/ \) ]1 i6 Q# D m% G【控制IC】TT9930
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【问题描述】' W! b& k0 G1 S: \% m
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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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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 J2 ^) \) i7 L# `/ u
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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。8 g" b' ? O8 L% m, i
4 c7 N3 f1 `: {' Y9 R0 q【解决思路】$ ^% J, V1 c- Y" |% F* C5 z
6 p( o+ f4 x2 {1 a1、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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, n8 n% M2 P: P' z0 g2、更换元器件
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b1 \# ]. w9 |7 G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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. ?" `/ M! B8 [! R3、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。$ y( n) P0 a! s3 e* _
; f, E. k% [. p7 M. B( j4、优化散热设计! [% ?# _4 i7 d( H) _
9 t6 t% q/ B2 V1 Q. Q C# H% U8 F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5 |$ X; Y a, ~2 q/ N
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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。- Q9 T: n5 g8 F- c, s2 V5 q8 D
. _# P$ ^. {* o4 q2 Z& k【调通要点】
9 N2 @, w+ R# ]3 }6 c* D
, y) h* ~$ S6 |% c0 J# D8 q- |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。, M/ X( e) I7 O$ H2 N
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3 y. { l7 W0 W( c' X4 ]" w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。% K% j. i0 o& o
# E3 `4 V2 {7 d5 |5 d9 }【最终结果】! X! Q& f- b* Z
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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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0 Q8 d3 b* J X4 d+ M2 f% U7 B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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