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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# ?' T6 r! i' j6 |# X
3 ~ V% n7 A. x, x) 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。
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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:( B* X) ?' D4 V# ]/ b2 b3 j
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TT9930 样机图片
9 `% K/ \. b1 E* ^% v, c V【应用】视频监控/无线AP/IP电话等
' a2 C. A& P- w5 o5 I3 B9 _【规格】12V2A* H8 v+ e/ C' E) Z B& _" ^6 n3 H
【控制IC】TT9930
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【问题描述】
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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 P4 O* p5 Q5 c7 r) L
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L0 O+ u0 F3 B& y8 v* A% @/ 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。
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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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$ v0 x) g& U S* S1 p& f W0 R【解决思路】* G E0 s8 Q& d4 j4 n" H
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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。; `6 M9 A( a4 I5 B9 ~' W4 B
$ q; Q- T+ u( T# R$ {/ ^) P8 s2、更换元器件6 X( T4 y, i5 x
# d- z9 P( @8 S$ D+ e! I2 {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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/ o. n# f+ |5 D3 p5 b8 S, p# G3、优化PCB布局
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6 Y# }: n# d+ E* _6 o: \( v9 B# k7 K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。3 x5 i* E! b8 T7 q" s/ a, G4 N5 I
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4、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。
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5、加强制造与测试管理
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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。
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/ N- y& i4 V$ |. j- a【调通要点】. z! f% S5 |7 U) c$ g
; _8 Y+ z& Q- @) ^+ B& Z U8 a4 d' O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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# M2 R" R8 W" f7 X+ v3 |5 d$ N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。8 Y' _3 y! @" }/ ~* A
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【最终结果】1 T4 O% C2 X: ~& C, {4 }
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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:8 M" U L2 m, S5 R2 X
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! `' z# G8 p W, N( A) q; t! D& w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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