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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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9 T g- b# G9 W) J作者：屈工有话说8 q* d" y. o! i
; e* }: v( J# ~8 ~, EPoE（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。) Y( K; ~5 A8 w; T* w
4 G) R/ I2 `$ f& `6 ?+ k. d0 m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：8 t* k$ T: k* A o
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TT9930 样机图片
- a- y6 i M& X8 p4 N$ @【应用】视频监控/无线AP/IP电话等
& e6 I- U; O/ L; i5 E- B【规格】12V2A3 z8 U% z9 n4 Z6 E
【控制IC】TT9930
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* U- ?; \6 l, i4 c7 ?0 b4 q* w; a【问题描述】, ] `& g( U7 f. k% v/ ^) J
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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：' E0 w" N, _# {6 X- o0 i* K
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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。$ {! i8 K9 m; j( }7 w
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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。4 {. A9 t7 E7 g& B
9 ` U6 u, Y, u3 y! f2 I" K【解决思路】
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1、重新设计电源, K2 t9 d8 `1 \ y
$ E# {/ ]6 f( ]' Y0 |3 k2 @; T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。$ E" W' V% |7 K& l- w6 B3 U
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2、更换元器件
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( @0 c" A9 s* r# B: @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、优化PCB布局
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; j0 Y1 m# \$ \' W( b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。5 q: J2 B. r2 ?5 A$ J2 t
5 S2 ?8 [0 s$ r+ F0 F4、优化散热设计$ k0 n" n5 Z! G0 S2 ?- G
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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。& B( |5 i2 k H
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5、加强制造与测试管理, ]8 ~, A" H- ~7 S
( y2 J) |! \3 I5 T; \. w$ H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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【调通要点】/ \' O) S. u9 f3 t( \
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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。; R% n' d* p1 x W/ H
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( _- ?2 g! M1 `- {+ Y/ ?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。7 X+ O3 Y6 Z; ]: b( ~4 z: J
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【最终结果】* p# l8 z, O2 b& Z" f8 A/ t
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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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" _$ Q3 ?" v3 r ~1 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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发表于 2023-6-21 10:21:57
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