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本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2023-6-21 10:23 编辑 6 ^) X7 g( Z0 W {7 N7 T
+ A/ W% e6 Z* Z& t7 B" j6 D. W作者:屈工有话说
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% d( j$ v5 q# v: X( o2 kPoE(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。/ b" H% `0 W5 y. e. d q1 `
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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:9 m9 d3 [' D4 q
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TT9930 样机图片 / R, M0 ^- A, ^7 q! H
【应用】视频监控/无线AP/IP电话等
) F+ E" d9 F. u' W' |; _+ g" \7 W【规格】12V2A" c* S9 e/ I4 `: r: p
【控制IC】TT9930
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0 r$ B* z3 Y7 u: S) K* F: Z; h【问题描述】& z) v. B1 y2 C4 \
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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 z% {, N- {+ G+ {8 x
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0 D! A( R, o9 u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】
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- T! n$ g3 y; h* K* v- B. U; Q- U1、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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; U, g. r' j: a4 s# I2、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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! o0 o* {4 K# f- a$ j6 \, X3、优化PCB布局
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* r; Q0 d# ~- M$ U9 @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。8 `2 r( U- j. y& s% S, _2 y
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4、优化散热设计- j7 C$ K) v b1 k: Y
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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。4 Y: g5 P2 }* J7 o
1 M7 f; d- e' Q5、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。5 ~, M* l) k7 |4 k5 O& J
* d) n9 K6 w" A+ q3 A【调通要点】
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: v$ M/ ^( X# X& q7 g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。2 I/ W. b8 f2 l( `1 i, C
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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。
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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。0 h& {; d& D% x1 t: f) }
+ c) K$ W7 H9 ~【最终结果】
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8 j+ Q) A/ A* M' W: y4 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:1 i2 s7 Y$ x$ G- d
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9 e" ?) I/ T, L& I2 O! N/ P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。. E& O( J' Q% [ F; ~, y: X2 }, K
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