|
|
本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2023-6-21 10:23 编辑 / S+ M; J. `1 ?
$ C7 {$ t' M" H9 x# t# R作者：屈工有话说% _4 r6 l7 s2 ]% m" ~- }
4 {8 q1 `/ ^. v; ~/ b* D$ v
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。
/ S! A3 \; d+ L B1 k( ^, N& n8 c1 Z" c) P& E7 N
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：
& R" A! _" N6 n% ]1 F) b. ^* Z' Y, m# P/ |( ^: q8 J" L: l
TT9930 样机图片 9 n" J4 Y* ?1 S9 Q
【应用】视频监控/无线AP/IP电话等
( e( }1 x8 T6 u! ~, N7 w* }" s【规格】12V2A
2 L. j8 s/ |- S% R4 t【控制IC】TT9930
3 o8 b7 W" W2 I0 L, v8 E$ z; u$ t" [2 z+ `& H- b0 E9 q6 }$ d
【问题描述】1 ]' L2 C- J4 C5 j4 X- B, R
, J. C6 ` }; N. ~1 v9 k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：
- w9 Q) r$ Y' S2 B5 J6 L4 `9 r& d, S& H. y/ H! @/ f
2 h/ x# l" T" D* ]$ _
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。
2 L' K8 A, E5 O; r3 n4 b1 c# p& H- d% A+ s# l8 }! h+ E# ?
$ `% @& t2 L! n& `4 ?% B( ?( W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。: ]; {; x1 ?* { @, i6 y; K
( K- r4 D* b9 Y# f$ f! w$ v( s, K7 y
【解决思路】
0 Y1 a, h8 B; C# W. K; C4 g& F K5 v
; E8 n5 y* L2 J/ d" m7 @' o1、重新设计电源
! H/ S, b- s5 V3 w+ e% j, P7 r0 I% B# U" j. c
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。4 A1 A9 c- ]" T: H+ R* R
2 ^! F! x! |8 v3 [1 T1 K, [
2、更换元器件+ P3 A5 [( t6 d9 Q+ q. j8 |7 V6 W
+ U2 x- z+ H4 ~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。
) ^* z4 s$ g) e5 \& L
9 Q- C' X1 s5 \3、优化PCB布局
5 A5 `. A* X8 d+ I6 G8 y
5 @: \4 R) `; c, U, z! j9 A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。- O0 D9 r; h9 G2 J. S3 l7 j8 P! v
2 v7 h8 k/ j8 N5 H% y7 A N C4、优化散热设计
7 i3 Y5 p' Z% G9 E
5 e, D7 d7 n; F8 m) g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。- e( d/ X W9 ]7 J t$ a
. @) K5 ^% F! N9 `' t1 m5、加强制造与测试管理8 t. c0 m7 u9 L6 [/ a; C l8 c
9 y b v- I& a4 W. 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。
$ }. s' o; q- W* h0 h8 j+ m6 g( U* C1 f: L* { d
【调通要点】
% Y( p% Z! E3 G( q. b+ p3 J
+ I" A- j- f/ l; t; r" O) T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。/ k$ m. q. H, w
6 R6 p- z0 c/ A: _& t* g; `6 } }9 ]7 d
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。' W0 \7 ~" ^7 D
. d2 d: z, ~) e! U% d
8 S- V3 u" v$ }# f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。
; \1 d2 n e: |1 F9 z6 S
5 G0 c* k9 }/ B2 Y; \" S【最终结果】% l* Z8 b( o2 b" z2 v9 X3 y
. E' ^! y: D- j3 n: S" M* Z' J
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 o# q6 n L+ c6 _; j6 w
+ B9 T+ Q) e: o @/ d
- R) V# g7 e9 ?4 Q/ }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。
; q$ S4 j! t( O
8 D- f" u) _- n' a( L, j, m: J |
本帖子中包含更多资源
您需要 登录 才可以下载或查看，没有帐号？注册
x
|
IP卡
狗仔卡
发表于 2023-6-21 10:21:57
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡