开机烧VOIP升压MOS管经验案例

1、问题描述

单板在开机瞬间，LED灯闪烁后即刻停止启动，后续无法再开启。经检测是语音VOIP升压电路中的MOS管在开机瞬间烧坏，换上新的MOS管之后，依旧烧毁短路。

2、调试经验

2.1 故障分析

1.单板无法启动，初步可以确定是12V电压被短路所致。在断电情况下，用万用表的欧姆档检查是哪里出现短路。首先，我们先把磁珠VFB1（如图1）断开，再用欧姆档查看，发现电路短路现象消失，且单板能正常启动。

图1 语音升压电路原理图

2.由于电感VL1的作用除了储能外，具有阻碍电流变化的作用。因此，VL1消除了MOS管导通时，瞬间电流过大烧坏MOS管的危险。而且，根据经验，此处的电感很容易因为焊接等诸多因素失效。据此，有可能是电感VL1失效导致MOS管烧毁。我们重新更换了该烧毁的MOS管VQ1和电感VL1，重新上电，发现瞬间单板又停止工作，经检查，还是MOS管烧毁致使单板短路。

3. 为了对比，将VQ1断开，上电后单板正常启动，另一路语音（语音2）能正常工作。在此情况下我们先测量驱动MOS管（VQ2）的与门电路输入引脚的波形，分别如图2与图3所示，Pin9为reset波形，Pin10为CPU芯片HVG_A管脚输出到与门的波形，频率为97kHz左右。正是如图3所示的周期性方波对MOS管的开关作用，而产生输出高压。

之后，我们测量了烧毁MOS管（VQ1）所在的电路语音1的驱动该MOS管的与门电路的波形。如图4所示，Pin2输入没有波形，正是因为如此，使MOS管VQ1没有打开，在12V电压的作用下，由于功率太大，超出了该MOS管规定的额定功率范围，致使VQ1烧毁，将12V对地短路。此时，测量CPU芯片HVG_B管脚处的波形，如图5所示，信号频率469Hz左右，与datasheet说明的正常工作的频率不符合，这可能是因为后面负载的原因导致。然而，HVG_B管脚是有输出的，即使频率不正确，传输到与门VU3的Pin2，除了一个NI的电阻VR15，在没有经过任何器件的情况下，也不会变得毫无信号。改动之处只是当时为了测量语音波形而在VR15的焊盘处焊接了一根导线，经过仔细观察，发现该焊盘已掉，导致CPU的HVG_B管脚和与门芯片VU3的Pin2断开，因而出现了MOS管烧毁的问题。

另外如果VU3没有焊接，而且MOSFET的G接对GND又没有接10K的电阻，G极是开路的，因MOSET G极的输入阻抗非常高，上电时如果G极对GND的分布电容因某种原因充电上，因阻抗高，电容放电很慢，而且MOSFET触发是电压触发的，一旦MOSFET被触发导通，而电容放电时间又很长，那么MOSFET会维持很长时间导通,导致电感和MOSFET过流烧毁。

图2 与门芯片VU3 Pin9 波形（语音2）

图3 与门芯片VU3 Pin10 波形（语音2）

图4 与门芯片VU3 Pin2 波形（语音1）

图5 CPU芯片HVG_B管脚输出波形（语音1）

2.2 解决措施

从坏掉的焊盘飞线到HVG_B管脚，使HVG_B管脚和与门芯片VU3的Pin2管脚连通。

3、经验总结

出现电源短路的情况，应该查看PCB布线情况，通过逐一断开其中一路的电源来查看具体是哪里造成短路。一般语音没有馈电，排除软件原因后，首先应测量一下语音口RJ11的波形，继而测试MOS管三端的波形，再视具体波形寻根究底。此外，应该注意的是MOS管的工作中，如果不能完全打开，很容易因为其耗散功率过大，导致管子烧毁。