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

& d6 K+ K3 `7 l9 A7 g& |
作者：屈工有话说

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。

* s) q3 ^" h' B7 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：

7 \, b, U# G7 a1 @

TT9930 样机图片

【应用】视频监控/无线AP/IP电话等
. @' y. U. `' m2 B" P【规格】12V2A
【控制IC】TT9930
  [& D7 C& n8 B5 ?& [
* r0 }) X) |3 K" [, f7 Y【问题描述】

$ Q! h$ ~# q% }/ T4 \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：
6 b) T( T+ t8 a  G1 y  c
, o$ k, ^: V, T- @/ f- 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。
1 i3 p2 R: h3 Y7 R3 |% e

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】

2 S" Z- p$ s# Q. p1、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。

" `3 x: C) x, `0 U+ y' q' E2、更换元器件

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。
8 b, E$ Z2 e, I3 j
( I- i$ h. t. Y( ~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。
8 @* n/ C1 v- N% q6 f
4、优化散热设计
3 q! e3 O8 p- W1 V. U
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。
& L# Z% I  v/ E8 Y
& l$ w3 ?/ L: v+ \7 l5、加强制造与测试管理

+ k9 b6 B. N7 U4 O& k$ W: \2 X$ c" i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。

" u# c- b& Z! u【调通要点】
" d. k8 R" k9 f  B/ S. p7 J: B

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。
* }, b0 N4 A5 j  e

% p5 I, l) o9 o3 W, \" u4 k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。

4 D* @8 Y+ `- g0 _# V' ]& L

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】

, E; b7 h: F) S2 U/ B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：
4 f# H1 n: H# ?* U2 l

  Z8 |; |' y0 Q$ S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。