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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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5 o1 k$ x! P" I. P# G. D作者：屈工有话说2 v5 Q2 `1 N* \7 f9 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。
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7 Y0 A# D2 w+ W l# Q0 x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：( u- b1 |1 t) b& q0 v( s0 c
7 z+ p) J( X# R9 YTT9930 样机图片
4 s4 e! B; u. @【应用】视频监控/无线AP/IP电话等1 z* i, a8 t; f% F0 Z% T# N
【规格】12V2A% G3 w& v( y: s6 c, g/ I( W6 {
【控制IC】TT9930
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【问题描述】+ R/ e8 Z+ R! f+ K- m
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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：8 l4 ^- ~9 [& b1 @* k. p w
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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。
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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。
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【解决思路】3 S5 R" q' y r @/ M R% g
/ G3 j& @3 j" M/ C- d3 ?5 a# `1、重新设计电源$ D# C9 P: P$ g1 n* Q$ o
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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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2、更换元器件; O4 H* I5 u0 e2 j6 X
: ~* o: w4 b: H" f) M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。3 W/ N" g7 Z1 z" E$ j4 o$ U
% x1 X8 S+ k2 @ A3、优化PCB布局+ M2 U. ~ F* F2 y& I+ n" r% q
3 F/ o/ c- Q- d: l, T% o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。% m# @( H) ]1 f- V% }
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4、优化散热设计9 ^6 m" k* C7 f7 R" n
" U# `. f* g3 x3 {# L. ^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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/ S5 n5 ]! G$ e q% H$ V, N$ r5、加强制造与测试管理
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0 T% j) R. `1 M- s! s" ]1 j& x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】 h( x- m z. G6 }! `7 m" ?4 M- 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。, R1 U! u+ s8 J& P
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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。7 u+ Y* C5 j9 s: x5 D. U
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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。4 ~+ m" Y2 A# D
: C2 {5 s3 V( h- ~: y7 Z3 Z【最终结果】0 {, R' j# x$ T" e7 J6 K3 E5 d# Y! C/ c
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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：6 i- t9 a) q2 q& Q% `* D
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5 a8 E& B3 {0 h/ c; g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。2 |5 a5 c! j' C: z5 Y# x1 ~3 r! S$ ~" T
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发表于 2023-6-21 10:21:57
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