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

' o, }/ T+ b* O
作者：屈工有话说
; ~. V6 \1 ~* h5 E9 R6 @
4 O$ c7 {- Y# Y- c' iPoE（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。

# m/ T' F1 U, ~" f: v# t/ i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
【规格】12V2A
【控制IC】TT9930
. ^3 r: V  U; k( O% v
【问题描述】

" F* A, s! ]7 s- `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：

& I* T  Q/ P8 v

# D% y  q5 r0 Q0 G% C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。
3 ]; e  }5 A7 M" A0 T
! q3 H  h0 y+ G1 k( E3 \2 |

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。
: M: \5 v; `- K, H+ s% V
+ j  x& e, O. O2 |【解决思路】

1、重新设计电源
: H# Y- u! l, W, [# d; j
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。
6 Z$ L; W, v, L# M
2、更换元器件

4 {% D9 d2 {+ u6 D4 e$ J+ @3 j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
: A$ P8 V' [- B, _  T% z3 g
: Q& K' \& i7 q/ f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。
3 f+ T  O4 W, j$ ?  g$ `+ b
4、优化散热设计

  f. H, k/ F1 m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% u0 K. G% V/ \5 M* k/ f4 h
; I; g& L- g3 a6 l0 b5、加强制造与测试管理

- L7 W6 l0 K% o) {- t9 ^$ y' D5 m) D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。
% c0 Y( W" R; O( Q5 a" P" F
【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。
) H+ \+ I1 A! a% J

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。

+ F, u- a: z$ O6 |- g

6 l' y# l3 ^1 V) T9 ?7 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。

6 q1 w  U  I+ _" [3 u9 W+ `【最终结果】
! M* N9 B" m: ]  l
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：
+ M! J' k5 D5 Z' }9 m; K8 I9 [
3 S3 L+ S( {/ n4 Q4 t/ \6 N

! h4 J1 I: i9 X6 N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。