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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
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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。
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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：+ G1 L8 L, S( m& d$ S7 n/ J5 X5 P1 O1 }
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TT9930 样机图片
) K$ L0 K0 Z; j9 B% L【应用】视频监控/无线AP/IP电话等! U( [: t* q6 P4 P0 `3 h
【规格】12V2A
: D4 U2 \9 {: r/ |【控制IC】TT9930
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4 |1 a0 n: Q) c2 w0 h0 X+ b【问题描述】7 }& P" G2 _3 K7 _4 @1 Q/ R: U
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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：$ E [9 ^0 _7 ]
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. J, o" G' V' ^/ Q' S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。. |3 s+ f! U2 i$ ?
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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。. s! q& ?: G: s
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【解决思路】# R8 m) {9 C" h
' r3 G% u4 t# |' e, c9 ]' l' J4 [, H1、重新设计电源* o( U8 I1 O' s+ |* t, N
6 I; @- h* n4 V# e% }6 u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$ s" O* Q. c* x
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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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1 B# ?7 ]5 X. @3 ~3 B: K' e. w2 ?3、优化PCB布局
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7 R4 j1 J9 i1 P }0 c: ~( }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。. h6 m" V7 Z. h5 }5 V5 n
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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。0 z& |3 h b4 I+ I
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5、加强制造与测试管理
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+ U6 |5 J: y* s1 Z3 V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。2 S9 r& s" X! K# Y" t! A5 p
8 t1 f/ B5 B( _( g【调通要点】
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: h' W% _" V7 z* C" [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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) M( B; l0 z% c6 t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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. v" l, H. m0 G; ?# R0 O+ T【最终结果】, G9 t( n8 F- R- o4 a
! m, R' P5 V1 r, |4 z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：# `) o' d, e/ o) a5 l ~
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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。$ ^6 ?+ o; h3 P7 _
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发表于 2023-6-21 10:21:57
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