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

( ]% Q6 p  G+ Q) s5 j1 G/ m
作者：屈工有话说

1 x; G* d. v) c+ l- S  L/ t4 FPoE（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。

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
! g  }! `/ l) |. j; R【规格】12V2A
2 I2 [2 `* }3 ^1 L3 e# ~【控制IC】TT9930

【问题描述】

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：
+ D* A8 }) q8 d6 C5 W% c# B: @
% \3 [9 t) R0 R6 F' g: z$ e6 F

. k% q* [7 f2 g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。

7 p! R( }% j1 d7 _( t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】
% ?/ L4 S: a# p2 T3 E' M0 l  H
; b/ E5 z, E0 x1、重新设计电源
" W, _  W. {. \  f; D$ x7 ~2 o
2 c' m( @" v: C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。
( [8 p" W3 G9 k( V7 l. p
' `! O9 v: y5 W! Y2、更换元器件
9 i0 w- M3 B# `/ C" D- o# o
' S4 _2 x4 _2 {0 T; y, @$ g1 x! N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。

3、优化PCB布局

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。
: j; N* ^3 M5 d9 ]2 I& A, S2 U
5、加强制造与测试管理
& M: k5 m1 L, h
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 a' [2 A! K+ C+ Y2 L+ b+ @
【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。
" C6 M( x4 k. F9 r0 H
' \: j# o* l. f! B. J) b6 u% S2 r: e

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 d$ n! V' @0 p/ |* J3 b' o9 S

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。

; C5 o; Y. u0 K【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：

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。

3 s- m' T& u& q" A6 E. L7 n# O