|
|
本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2023-6-21 10:23 编辑
& K, h9 S9 r n, T2 @& e: l% T2 y% y! p { ?- O N7 v1 R8 V
作者：屈工有话说
7 v" {& A3 V9 }7 g" k$ f t# Z
- _ _* S& I0 p, q' H: cPoE（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。
1 e% F7 z: L0 m3 z u" K! r
. ^4 X$ z/ L" o0 z1 p& N6 h 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：
0 J l7 M$ j- s+ z4 C7 [6 F- t0 w( z* k# P! w2 r
TT9930 样机图片
3 j- d: R6 T. n+ I' x【应用】视频监控/无线AP/IP电话等
, M% u( z4 a9 a n! }【规格】12V2A* v( z! Y2 d4 ?% V
【控制IC】TT99309 b) f$ I3 z+ j8 ^, ^# |
3 ?1 a7 Z: C9 t- G* S2 C
【问题描述】
$ M# {8 h4 A8 q9 ~* i/ I% j+ K" e& K$ q. \! D j
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：7 G" k7 J- n# O: I- o3 K
3 d/ \0 }. ?8 Y' P. y' d& Y% R6 W4 t
: E6 M" x' ]4 C/ n/ ?/ F8 h( d: t- J9 |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。8 Z$ L5 m4 e$ q2 F5 }
! G* A; y/ R- j) S1 F$ K( ?
- s- l" A$ q) ]9 a
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。
0 g7 j' A* T' C2 z+ Q% W
* d" g3 S4 O* m$ _7 G1 Y' g/ g5 s【解决思路】
1 Q8 D$ R/ P. W; ?3 t8 a5 e" W/ E0 i' h6 K0 _
1、重新设计电源6 r6 Q5 m: G: ^ u
; l7 W8 X2 V" d$ F6 `
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。
$ G0 E! g) @* p. N+ N3 j# c; t: ^9 L6 j7 M+ U4 i
2、更换元器件6 l1 d* y- g. D5 |
- W4 L( P0 ?4 c ]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。7 N) r7 U, z/ o0 d
9 s3 f0 Q7 R3 z r" d9 G# |' D, ]
3、优化PCB布局; \5 I; v0 N2 v' y9 l O' r
: n' P1 [8 S; C8 T K
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。2 }4 W( {3 ?6 X& o* Y2 z# H; r% J
4 T. B( e6 l4 w; j4、优化散热设计( I9 L5 F n$ d* y
. n/ i' a) z( d
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。( n# q9 Z% i0 Y- [+ f
" w" u" A+ J+ Q( _! u# b5、加强制造与测试管理
$ m$ }9 ]/ f z/ T: ^: N
$ L5 Z6 G; b9 S% c$ `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。
~1 Q- p+ L. g
4 |3 S4 X& m2 j* [: L8 E. f【调通要点】
# I$ R) ~" G. f% `! x2 {' q* q# w
* f/ R+ g% C: f' d* q! P9 P# ]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。
) T- ]. H1 r# g) t! X3 O- R4 \! r1 `; n! I
' g8 s& J" R$ n2 c% L: B6 M
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。: c4 s) l) P' |) L2 f W% c/ ~ P
( i7 g& Q2 }' n. X4 {* T
( z0 f: c) l# S; M6 \% _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。
: F+ a" v- ]: ~' p* Q2 ?( e# a3 u5 D% l% U" r" p/ M1 Z* [! p6 c
【最终结果】
7 `/ k% f0 B! q$ d( x2 H4 v. l* ~" R( T$ }9 x
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：
. P/ C! Q5 H1 a5 U5 k, L& W# d$ V# K, V
J2 b! @& X5 C: Y* C0 b3 K! z
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。! ?5 A2 `2 R4 y5 ]7 h
0 X3 V, `* D& ?: H+ @ |
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