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

3 c* k+ v, d9 r2 q/ p" G8 o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。
0 h: C: f' t  Y
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：
' F& c/ u0 d" n/ P" [8 y

TT9930 样机图片

8 d8 H1 R* C1 r, h+ a【应用】视频监控/无线AP/IP电话等
9 l: ^& G* h' p$ R4 `【规格】12V2A
* K6 G0 e1 u- _6 q; @【控制IC】TT9930

' y! s& A3 s# h! b0 N7 L- k  M/ i【问题描述】
+ ]2 \6 r0 J; I; ]: z
+ _, @3 K$ ]7 H5 i! }  C$ 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：

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。
9 s5 e' D& F% V, G( v! F
# R/ t; b# E0 o: w" t- R

- h6 P7 e1 n' h8 z1 ^5 N+ R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。
. t1 b/ C4 b. f, c* y7 ~
; {* v" }9 x" D1 }1 s! v5 y/ g【解决思路】

* a) }0 B5 d  ^& y  @& B; J1、重新设计电源
6 ~6 m3 Z' {1 B8 o4 X8 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。

/ a$ [0 X7 I/ [) H" ~( G2、更换元器件

6 z- Z/ |  _& V/ n  y) F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。
+ t1 p1 ]( X0 l: F; c
, \' _7 J  Z. N, [. a9 o# K3、优化PCB布局
( c) G% s2 `, x
( F3 F/ K% M# V' H" H. v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。
- z2 |, D6 E3 X# y6 J2 ~0 g! C
2 I; c$ g* y( O3 J$ v1 C4、优化散热设计

. r" P; M" d: }9 J. u- J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。

7 ?$ \& Y) B5 l  B) v4 d5、加强制造与测试管理
3 g# H7 d) z3 u5 m& S
2 g0 M% N* X4 P6 b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】
3 C3 A6 D& E; s9 o, U# M! [. V

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。

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。
: k5 u  z6 _0 Z7 r- a: U. B7 @
7 Y) g: ?3 v% o" z' t

5 \8 e' Q' ^# X5 \1 U6 e) e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。

" P8 J$ S0 ]* R9 ~) E【最终结果】
/ O5 g  H! V5 a/ c/ z( E
& M% N9 L, n: h7 I; J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 C8 U8 N  X4 y- o% V. O

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。

" E' z' t3 T9 F7 v3 h