PoE电源模块不输出？可能是MOS管故障，解决方法请拿走~

思睿达小妹妹

作者：屈工有话说

6 ~% b4 s: V9 M& b' s6 ^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。

9 Q$ J+ U/ l3 S! \% W+ Y/ |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：
+ k5 M" Y, `( l
2 l" D8 m. C6 h6 \

TT9930 样机图片

) g" h( Q. q+ Z9 e, }; h【应用】视频监控/无线AP/IP电话等
【规格】12V2A
【控制IC】TT9930
3 {: }3 {4 i8 @; `
3 F. p9 ]' ~2 F# u% W7 K, [. v# I, x4 t【问题描述】
3 a  c1 q. I/ R
% R8 f7 y/ @( _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：

  P7 g7 @" j& l: @  B

$ k! {0 @2 Q% k" B* ^0 w* W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。

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。
/ w6 K3 L) {8 k; \
【解决思路】
' E' F  g: z5 k" L: m, l
1、重新设计电源

3 F3 ~" R2 t8 r, l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。
% V' q% x3 G# z' H, S) G
, Z1 V$ T3 J7 Y* U$ @* F2、更换元器件
& x1 p7 }8 d( {; O7 A* F
4 z  y; i3 N$ @2 h9 @: A+ @7 z  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。
; g$ D1 y4 X& |- f' V
3、优化PCB布局
& S* e9 B+ D0 m3 Q' u
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。

4、优化散热设计

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。
6 j1 A- X8 [% b
5、加强制造与测试管理
0 |! l  O0 ^6 @  ]% x. w7 g
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。
9 s# _3 b0 m2 _  x! U( D
【调通要点】
( s. m; K' x" {3 J( J' @# _: K* _! y

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。
1 U1 T% m3 j2 t

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。

. y/ _0 P3 I* x- ^

7 E, J( L. m% \8 x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。

【最终结果】
) w' q0 X6 t+ L
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：

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。
' B9 T% D( s$ y1 }9 X
" r, n7 N4 m, P0 ], |