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本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2023-6-21 10:23 编辑 6 p. b/ v* z4 _1 w! H$ ~
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作者:屈工有话说8 e0 ^8 X9 k3 y1 c2 d ]
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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。9 c" x: u5 {5 ^9 ~- M1 u8 t- b1 r) a
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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:
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TT9930 样机图片
& k0 u+ f3 i1 u0 a# @【应用】视频监控/无线AP/IP电话等
/ m5 _1 A/ w: N+ T【规格】12V2A
2 Z/ q- a! b0 c' c1 v3 W" ~【控制IC】TT9930
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3 l9 [( ~: z5 X" h- Q' r" L/ E【问题描述】# b# l$ a2 N7 j+ P9 f+ [, V0 y
4 b* i) r2 p3 c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。9 }- z! @( A0 R$ v& E( g4 R
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7 B/ W" d$ T5 A. I3 i' W# 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。7 D8 h& D+ m! \/ X* |
+ c$ F, p7 W1 P ~, q+ @【解决思路】; O; }1 ?2 o1 {- \; u( h
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1、重新设计电源
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3 H) ?$ x9 U7 j. I! y* ?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
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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。
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3 |4 e0 [/ I G; C* @, W; x3、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。
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4、优化散热设计6 S, D5 G6 v/ O8 G& T% o5 ~; ?, m- b
) J. R |6 t# s9 Y: t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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3 X, h' L3 D* K2 ]2 I2 y+ H( f5、加强制造与测试管理% V$ u: f- o+ {' K
/ P) L# _4 j' b3 B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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/ P. p7 o0 r1 W【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。9 G$ b5 B1 h( }2 Q9 X5 ^) O7 M
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8 W, m% \. t- d! i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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- y: f" Q$ S A2 M% E9 p0 Q2 L, U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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【最终结果】
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2 W4 Q+ I- j" M5 u# M6 r5 u$ ]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:4 ~$ o3 }; Y, k& x. L: R6 H/ J
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" f9 m5 H2 k0 x8 K$ L% h0 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。5 Y' p2 K8 ^4 @
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