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本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2023-6-21 10:23 编辑 6 H1 O% H: I, e- q
$ ?: V6 D$ n) V% O- I9 j# n+ d作者：屈工有话说
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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。! |& E+ ~2 K4 c
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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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9 o/ X5 ?; w9 S5 d k8 T" @3 w. STT9930 样机图片
6 W1 M. Q2 I* I4 s6 Y【应用】视频监控/无线AP/IP电话等
" ?, r0 z2 Y+ Y8 s【规格】12V2A
* N' b# g2 _1 ^【控制IC】TT9930" ?- c3 @* {7 d
' I' s" r; L" N) N【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：
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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。+ k7 x A/ g' z# N, `" k- v4 }
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$ W; B7 L7 d0 ~/ O% q4 J0 D) ]$ S* 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。5 d7 r2 I" V: }. |1 c( B5 r4 d6 u
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【解决思路】
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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。
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4 M& T2 M: u6 B2、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。! j; i; u, U% v" t# B+ C
" y1 q8 B9 U) t4 u! E9 G, l3、优化PCB布局3 e5 V" W0 _: c8 R5 `8 n) @
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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。% u( s) ]* b) w8 o8 ~" ~/ Z6 Z
3 `1 b7 Y" L4 a4 j8 Y# I4、优化散热设计8 d7 P% G ?2 }
$ r0 b9 |% v: [ {! ?) E, M4 V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6 b- d/ U6 v7 w* @7 F& j7 l7 V
7 E8 l4 H9 M3 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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, a; f5 Q2 Z3 d$ l4 E【调通要点】& F- i1 e7 n9 b' a) g7 `3 Z
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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。
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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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) z/ x+ H0 Q6 c7 R" t1 {( y: G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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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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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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