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

' d' ^: R0 o$ V6 h8 u( C$ W. u
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。
8 O, h3 v$ C+ Z, k0 S
& y" W3 }8 l9 W- G1 a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

. G( s) p/ J7 b1 {4 B1 w8 i8 s【应用】视频监控/无线AP/IP电话等
【规格】12V2A
【控制IC】TT9930

8 S; ^$ @! j$ n' ^% D$ A3 w! I【问题描述】

9 X% i2 q5 n) I2 e- s2 I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：

& x  u+ A) I/ f7 y! Z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。

7 N$ P; {  q2 j! Q: Q

9 w; q! o4 V& `3 _0 g0 o. e1 B! ?8 G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。
: q5 a3 o; P6 E
8 y; Z& s. L  `4 a! Z【解决思路】
5 g) d( O& C) ~
8 Q; `, Q4 H8 T" D8 W5 F* E1、重新设计电源

' g- E- h: E% I/ ^+ C1 r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。
; {/ m: A% o& }
  w: l( q4 W: ]4 d& A2、更换元器件
. \3 w6 `; a: l3 a3 C. y9 S
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。

4、优化散热设计
7 F2 t" L0 y& \3 l" _$ a. t& i
+ a$ B- R7 S& Q5 G9 f# d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。
2 n$ Q( X& E+ ]
" H; ?- n/ g0 c4 A5、加强制造与测试管理
4 d# f" f) }" n' }7 U7 j" K  ?# C' n4 a" Z
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。

$ `- r7 [7 ?4 L【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。
+ K3 x& p& {* F6 g  k9 L
: [$ }7 J1 @% {+ [

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】
9 m* i  G) V0 v4 F& T5 w6 |
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：
3 M' ~) x% ]$ d
4 \- u# Q, W; W+ ^: K6 l3 T  i0 l9 j

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。
8 u9 }( d" a! Q. }/ ~+ R
. ?4 t9 ~& V6 H2 z