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

1 @) e3 w8 }. I. x- J/ {4 L  ?
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。

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：

3 C1 K6 W' z$ c" A2 v" S- [3 u

TT9930 样机图片

0 m+ p: F6 H4 h3 K' X【应用】视频监控/无线AP/IP电话等
  J0 m6 N4 ^! h. B/ `【规格】12V2A
# h5 s6 m  U) G0 I【控制IC】TT9930

【问题描述】
) M: ^8 \, p4 a
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：

% U6 Q+ d5 B( C0 i1 p) v* U

4 E% [/ q: `4 O1 I; H* e. t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。
: \& a! ?+ q3 C6 @

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。
9 i& R9 d9 b- K3 a9 M
【解决思路】

1、重新设计电源

5 g) U& ^. ^" S# {, G8 `0 J  O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。
7 o0 R$ t% b  f: B. I
2、更换元器件
/ n) y" @6 S8 K
8 H$ J! T, s( B6 `5 z% r! Z% U$ e. M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。
& G+ U, L+ Q1 z+ Q; F* h
3、优化PCB布局
- f1 B. q" j# m% J% W9 Q& }2 q
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。
& p! o/ C4 H- ]
4、优化散热设计
7 H1 B: R+ c6 f* D; q1 R. H
& t4 g" C6 q- O" Q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。

" ?: D) o9 H& K, H' h2 p5、加强制造与测试管理

9 b/ w$ t/ B/ k1 M* X# A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。

【调通要点】
' E- G- T* a& k3 u/ 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。

, l- |( m6 I8 K3 _- N' h

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。

: r  a" M5 O0 C  F. i1 p$ X2 \

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：
- r; h6 D; \. i
& j  L8 k3 D, u% W: r. S

/ Q7 q7 r8 n& g) }% h+ x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。
* a; F' S' Y, A+ n' _, a
  o9 D) x6 G& e6 q1 S) L3 _3 b. W; @