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

2 b; k1 u3 I% w7 W, [4 [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。
5 J* x" L' T5 Q# G4 _( y4 d' f
% T1 ]" w- j: u! H( r! ~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：
" |( R1 j* {) i: ^# b
- w, @6 N* _% ?( H% ?

TT9930 样机图片

" a8 K- z( F+ o2 X! z. N【应用】视频监控/无线AP/IP电话等
! h. v" i7 n& R" w【规格】12V2A
【控制IC】TT9930
3 k$ W$ h6 W  k, J, |) t1 Q# m' }
【问题描述】

" L9 ^4 v: k: p- A1 Q% N5 c, N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：

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。
( p$ ?1 p) ~5 }+ R
: w  ]6 q5 S- w

6 V; V2 E' Q' ^# M/ I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。
3 `; _+ G3 N3 J! |$ V0 T
" K" M$ f+ n6 H: h5 w  W+ g' x+ D【解决思路】

" Y" E+ P, j( Y1 J! y* I1、重新设计电源

7 i8 W% m; m4 H# d8 W# u5 X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。
0 R/ z) M9 d3 B7 u) L  x% O
) O) j' E( s$ L5 R$ m- F5 o5 _2、更换元器件

3 e$ e6 l  Q9 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。
/ [- m* O) y# ^  Q- A
$ o* u- [6 b8 q4 C7 E3、优化PCB布局

+ {7 @+ _! C" t/ W/ X! D: U4 W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。
# @% f4 x8 g. S9 i# }
9 n7 \, j9 k7 ]% j5 x, P4、优化散热设计
$ Z2 r6 O9 S6 W1 f% G
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。

; W& Y# L9 t4 R) `% R  y5、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。

5 [  {0 Q; |: X$ {$ Q; ^【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。
% ?3 c/ O$ O8 V4 A0 n, @) {6 V

$ z) a. j: U/ g: R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。

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】

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：

/ q1 u# m. @6 m" h/ z1 Z: X

9 ~/ f4 q9 k7 ]9 B$ p) L2 i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。

1 O/ B% r% b6 A* }& `