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

: A- x1 H" R0 w4 F
3 a( t7 {# V/ Z6 t) ^; E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：
/ l1 P3 C" T  w5 B
4 S( a$ @! \0 r7 a' ^# [

TT9930 样机图片

【应用】视频监控/无线AP/IP电话等
【规格】12V2A
- |+ N/ {: v/ b1 n【控制IC】TT9930
* N# |  _5 @2 B9 g
* H* R7 x9 Z1 B+ y2 a' P) A3 b( X$ Z【问题描述】

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：
. Y; c1 ~, \; t

8 i" j) N$ t% [9 F5 ]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。

: S9 B* W7 L: I6 B+ K' x) B- [1 u6 Q) @

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。

& `; {2 R( x" o( S, s* m3 u0 V' a【解决思路】
* `/ u4 _, b7 z
5 l; h5 W+ B7 n( r' A' ]6 k0 F1、重新设计电源

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。
' k9 x- ^% g. w. F- c8 [
2、更换元器件

4 ~  p9 y2 q$ p* U  `7 S0 v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 h3 J! L9 h4 o3、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。
+ K  t; D$ P, X* _6 T
8 v0 C' W# u# e0 |4、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。

* E8 `. G9 Z" Q: X5、加强制造与测试管理
, p3 Q7 z" n8 X
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。
9 E4 i' q0 M: ?8 h6 V) U
【调通要点】

" B5 Y& Z% r* E: `, s8 U% s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。
) s1 J. E5 W. a+ M0 t+ s7 y1 `
) D  R4 c! V1 E0 S5 z% v' T

0 X7 O/ b( l) s, j" o+ t$ c# F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。
8 C7 u' p" d7 M6 x$ Z
5 z- `# L" d( A  ]& @& n, M4 u& T

' O# s% r9 _- R7 k( 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。

【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：
, ^) I" P2 {9 y

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。
+ f, ]7 s- d' N- @& ^$ m' W
' }0 P4 i2 h" d" y. A