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

  h2 N3 E" L: W* M
, G* p& H$ M" x. j2 s1 K& e作者：屈工有话说
# H+ D9 F: S$ l
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。

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：
$ L& ^% r5 L1 D9 @& [

TT9930 样机图片

/ c& Q$ w& d& |/ X& q# u. P【应用】视频监控/无线AP/IP电话等
【规格】12V2A
& T9 U- H! F9 J3 K【控制IC】TT9930
+ O3 T2 p  L7 x6 f1 m( q
) y* p& e$ w4 t【问题描述】
: T, A3 P, I8 y" M+ l' b' G
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：
9 ?: l  a3 M0 |) B) }

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。

. T5 d$ g2 m( @* h/ V6 |4 W! x

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。

6 d0 Z+ k" x" e# J; @8 t  G) h/ A【解决思路】

1、重新设计电源
- Z$ ~$ a+ k+ W+ O2 I
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。

; k* Q. Y2 @/ F4 x" E+ g8 t, ?$ V) Z2、更换元器件
$ C, }* }) a. q, j. G$ E
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。
4 e* R' l+ w; x6 }( O+ k  t) x4 G
3、优化PCB布局
: c* t0 X; s2 s3 r! r( Y' y& v
9 t) d+ |7 e3 ?6 H9 R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。

: |9 W: H. `" g* b, y% M4、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。
) p/ X" w2 v5 G9 A6 g$ j$ w& Q
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。
+ w; e+ Y' j- Z7 ^. c9 O+ |: W0 O
+ o4 N# H' ~- \6 a6 w% {【调通要点】

# @5 k8 d8 D% x3 q" c% X. G* M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。
) L1 m4 z% o" Z0 T  w4 i  v' ?8 V' H6 t
! Z4 A5 ^0 X: C' F) g

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。

, x& n3 q# _4 K0 F3 t

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。

; w* m  u5 }6 u/ s- c" z  y【最终结果】

" s. w* c* _1 `8 l7 O' l8 [% z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：
& v- e$ D0 n. i( Q1 C

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 Y2 B2 i$ y9 d% S4 g
! d2 B% c" a+ s) Y- n+ f6 O# V