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

( a/ C, w1 W. C, ~8 v作者：屈工有话说

, e# {& ~2 L# j) o# A8 }# Z" pPoE（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。
8 S. `# G9 f3 h$ q! k7 ~
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：

TT9930 样机图片

【应用】视频监控/无线AP/IP电话等
【规格】12V2A
4 K$ ~# K: `5 `/ a8 t1 L/ c9 c【控制IC】TT9930
  X$ i( B' a! _$ r6 h6 a
【问题描述】
% C9 h) i$ n. O0 Z( @
; R) A  G* r/ h0 @% y% j9 I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：
$ v+ e2 w/ g1 X" p* M/ X$ j3 _- W8 p

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( C) r  `0 \6 g" W  D- a
. y$ \; U! P# V( i0 V

0 G% r9 s! ^9 C  h! Y  R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。

【解决思路】

1、重新设计电源

; C7 b, {9 V  i/ \8 @$ q& C4 ^$ r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。
- T2 ?' |+ m- f" H+ Y/ ]) I
2、更换元器件

6 ~- ^1 L1 Y1 s1 \6 ?' E2 j. x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。
0 U# Q+ {; {5 b. C5 ^# c
3、优化PCB布局
: X9 z0 y( y8 u; g+ d  E- D
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。
3 x! V& d; H/ v# F
4、优化散热设计
! Q) R3 @0 _  E5 v6 J- t, y
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。
( t7 N2 q8 v) k. ~5 W2 F
5、加强制造与测试管理

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 \: o) L+ m  G) ]【调通要点】

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。
5 H6 T2 d) ^, \1 T. }$ K/ J. J

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。

* ?7 V1 q1 p! g- Q+ t, f9 K0 i

0 m5 L0 L4 R7 r9 `* M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】
  f7 A+ K  o- D4 \: \+ {
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：
+ H# B" N& S  U$ j# I
0 w) G5 k" w0 Q  V9 q9 A

1 w6 ]6 M3 A$ r& r- O; m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。