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
# [+ w0 m: e, ^* A$ E& r; n2 Y
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。
& l. x: e( C! ~9 K5 D
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：
9 s! d- J8 j9 A$ {( L# R2 F
1 d" r9 U! m' \/ V# u; n4 S; o

TT9930 样机图片

# u* \8 a  d, a5 c5 P【应用】视频监控/无线AP/IP电话等
【规格】12V2A
【控制IC】TT9930
- T- |6 i. w0 M5 [% l
: H% [  S7 C1 r. i  _【问题描述】
, n, ?$ `; J" A, K
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：
1 ~% r! N1 S+ }. l
/ z1 \+ P7 I1 m2 ~! u2 g, J: C

8 f$ w2 k8 r# A# O9 M% E! |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。
$ e7 {$ e9 h7 i/ W
- y( [" Y7 D* W' h& @! S

0 Z7 l7 `7 Y/ o& z7 j7 q+ F! A9 c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

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

/ }5 {' H1 U8 K' @- z7 M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。
" ^; D. I/ N' X- Q4 L. }, R8 a
4、优化散热设计
0 S( s! e* `6 r7 K; F; o, Z
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。

: i& c6 V/ y' G7 r5、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。
" B5 n" b& t' c* H$ _  Z
( o' N8 t" p4 T! ~8 B【调通要点】
  [% {; k9 y7 r

# ~5 g( Q) b8 p7 p/ N8 R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。

( Q# g# U3 b/ e% U# `- R

) Y- h! p) V1 `5 H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。

6 P) K  j8 l: L

, T, ?9 [8 e8 n6 H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 i( B) ?2 D/ i7 f( j6 b3 Z$ z
. u) w$ y& h, ]; H2 k: P( }- ]# V" t【最终结果】
) ~4 J- Q# C3 K% D: U% d, U
4 M1 C2 G' p- g8 K4 U7 B, m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：
, k, I& l7 z2 m0 q" N/ ^
% a2 c: t. ]/ L3 ?1 P2 Y

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。

  M% C$ w' G6 x; C: P+ [