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

5 C, q, T7 @0 u! N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：
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TT9930 样机图片

) o5 _: j0 [' A* @0 H8 |7 D【应用】视频监控/无线AP/IP电话等
0 s" X; D9 g+ F0 Q) G; ~* J【规格】12V2A
【控制IC】TT9930
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【问题描述】
1 K/ Z* H4 H0 r. P( V$ o# K, z
- Z9 L0 A; V  |! `' ?: P7 z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：
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( q& N8 C8 W! y  L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。

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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。
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: e! E( b- Y$ r# S6 M9 L【解决思路】
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1、重新设计电源

! v: ?/ d* B4 F0 P% 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。

2、更换元器件
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& ~8 e, w, _9 ?' D8 q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。
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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。

  j3 B4 U. \3 |9 P5 F4、优化散热设计
% D: [. q6 L1 x8 k( X1 T$ r+ g
. A2 [1 D* Y* X7 n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。
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5、加强制造与测试管理
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% y9 w$ Y1 i/ W+ T* r5 {* h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。
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' u8 h5 v, X4 d3 n* y: V9 @【调通要点】
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) T1 Q( J; \7 n+ C$ x* R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。

7 ?! ^- T! R/ z# p& G1 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。

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 R9 L/ Y. f1 W0 l/ g" ~【最终结果】
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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：
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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。