開機燒VOIP升壓MOS管經驗案例

1、問題描述

單板在開機瞬間，LED燈閃爍後即刻停止啓動，後續無法再開啓。經檢測是語音VOIP升壓電路中的MOS管在開機瞬間燒壞，換上新的MOS管之後，依舊燒燬短路。

2、調試經驗

2.1 故障分析

1.單板無法啓動，初步可以確定是12V電壓被短路所致。在斷電情況下，用萬用表的歐姆檔檢查是哪裏出現短路。首先，我們先把磁珠VFB1（如圖1）斷開，再用歐姆檔查看，發現電路短路現象消失，且單板能正常啓動。

圖1 語音升壓電路原理圖

2.由於電感VL1的作用除了儲能外，具有阻礙電流變化的作用。因此，VL1消除了MOS管導通時，瞬間電流過大燒壞MOS管的危險。而且，根據經驗，此處的電感很容易因爲焊接等諸多因素失效。據此，有可能是電感VL1失效導致MOS管燒燬。我們重新更換了該燒燬的MOS管VQ1和電感VL1，重新上電，發現瞬間單板又停止工作，經檢查，還是MOS管燒燬致使單板短路。

3. 爲了對比，將VQ1斷開，上電後單板正常啓動，另一路語音（語音2）能正常工作。在此情況下我們先測量驅動MOS管（VQ2）的與門電路輸入引腳的波形，分別如圖2與圖3所示，Pin9爲reset波形，Pin10爲CPU芯片HVG_A管腳輸出到與門的波形，頻率爲97kHz左右。正是如圖3所示的週期性方波對MOS管的開關作用，而產生輸出高壓。

之後，我們測量了燒燬MOS管（VQ1）所在的電路語音1的驅動該MOS管的與門電路的波形。如圖4所示，Pin2輸入沒有波形，正是因爲如此，使MOS管VQ1沒有打開，在12V電壓的作用下，由於功率太大，超出了該MOS管規定的額定功率範圍，致使VQ1燒燬，將12V對地短路。此時，測量CPU芯片HVG_B管腳處的波形，如圖5所示，信號頻率469Hz左右，與datasheet說明的正常工作的頻率不符合，這可能是因爲後面負載的原因導致。然而，HVG_B管腳是有輸出的，即使頻率不正確，傳輸到與門VU3的Pin2，除了一個NI的電阻VR15，在沒有經過任何器件的情況下，也不會變得毫無信號。改動之處只是當時爲了測量語音波形而在VR15的焊盤處焊接了一根導線，經過仔細觀察，發現該焊盤已掉，導致CPU的HVG_B管腳和與門芯片VU3的Pin2斷開，因而出現了MOS管燒燬的問題。

另外如果VU3沒有焊接，而且MOSFET的G接對GND又沒有接10K的電阻，G極是開路的，因MOSET G極的輸入阻抗非常高，上電時如果G極對GND的分佈電容因某種原因充電上，因阻抗高，電容放電很慢，而且MOSFET觸發是電壓觸發的，一旦MOSFET被觸發導通，而電容放電時間又很長，那麼MOSFET會維持很長時間導通,導致電感和MOSFET過流燒燬。

圖2 與門芯片VU3 Pin9 波形（語音2）

圖3 與門芯片VU3 Pin10 波形（語音2）

圖4 與門芯片VU3 Pin2 波形（語音1）

圖5 CPU芯片HVG_B管腳輸出波形（語音1）

2.2 解決措施

從壞掉的焊盤飛線到HVG_B管腳，使HVG_B管腳和與門芯片VU3的Pin2管腳連通。

3、經驗總結

出現電源短路的情況，應該查看PCB佈線情況，通過逐一斷開其中一路的電源來查看具體是哪裏造成短路。一般語音沒有饋電，排除軟件原因後，首先應測量一下語音口RJ11的波形，繼而測試MOS管三端的波形，再視具體波形尋根究底。此外，應該注意的是MOS管的工作中，如果不能完全打開，很容易因爲其耗散功率過大，導致管子燒燬。