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 ~9 I0 g# ?3 Z
2 q4 s9 s2 L; k( T5 ^" K* c1 HPoE（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。
: b# _- }+ N4 B. v2 [
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：
+ B, `8 A1 h( z& o1 L) a4 t. N
! M3 D! l5 W7 d  p' l" w" m

TT9930 样机图片

【应用】视频监控/无线AP/IP电话等
1 g0 ?9 ]) T% A2 ?2 M2 k! k4 N【规格】12V2A
【控制IC】TT9930

【问题描述】

! h: A0 c' J& E$ _: v4 H8 X9 k7 R" N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：
3 Z8 Y2 O2 l9 n' ]

5 f" T' M/ i. x. i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。

. U: E5 _' p  k0 m/ b6 U7 }( ~& o

# P% s/ u2 P& C+ a' O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。

% X8 l, Q; o; a【解决思路】

1、重新设计电源
1 x* q+ a4 N: G$ e7 v' ]1 a2 x
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。

2、更换元器件

7 O7 t) j" b6 y" L: r4 L" A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。
- d4 L4 ]( ], g' V  R, |/ r
3、优化PCB布局
: f) ]4 [. `1 S
2 k8 y! J( c/ y& K; \) I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。
( s) [  z( |0 j4 i" X: q5 t
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。

5、加强制造与测试管理

* e! {* ^# K! P3 I; J3 ~- o) I: b0 Z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 ]8 X5 Y" j# E9 L  E- h7 e( [( h
+ T2 Y) C' r! V2 x0 H: }$ ~【调通要点】
, e& v/ o/ V& O1 f* z! u& |3 R9 Q

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。

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。

; i, r( i/ f3 z9 Z1 o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。

5 a7 Z% K/ V8 y& S* j. {【最终结果】

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：

  J9 ?. l' r8 S. |* b6 }  T2 g

1 n* @: R4 C' U; `  |: p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。

  }% K% {- H0 W1 ~: C" N