PFC+LLC+SR架構(gòu)設(shè)計(jì)，高斯寶電氣3000W鈦金牌服務(wù)器電源拆解

前言

充電頭網(wǎng)拿到了高斯寶電氣T265鈦金系列CRPS電源，這款電源型號(hào)為G1236-3000WNA，支持100~240V交流和+240V HVDC輸入，通過(guò)了80PLUS鈦金認(rèn)證。電源輸出電壓為12.2V，輸出電流245A，待機(jī)電源輸出電壓為12V，輸出電流3A。

電源輸入端設(shè)有散熱風(fēng)扇，電源插座和指示燈，輸出端設(shè)有金手指連接器。電源內(nèi)部采用PFC+LLC+同步整流架構(gòu)，均采用德州儀器控制器，并具備PMBus通信。下面就帶來(lái)高斯寶電氣這款3000W鈦金牌服務(wù)器電源的拆解，一起看看內(nèi)部的方案和用料。

高斯寶電氣3000W鈦金牌服務(wù)器電源外觀

高斯寶電氣3000W鈦金牌服務(wù)器電源采用金屬外殼，機(jī)身正面粘貼標(biāo)簽。

電源機(jī)身銘牌特寫：

型號(hào)：G1236-3000WNA

PN：CRPS3000-AH

輸入：100-127V ~ 50-60Hz 15.5A MAX

輸出：+12.2V ? 81A +12Vsb ? 3A

額定輸出功率：1000W MAX

輸入：200-220V ~ 50-60Hz 15.5A MAX

輸出：+12.2V ? 213A +12Vsb ? 3A

額定輸出功率：2600W MAX

輸入：220-240V ~ 50-60Hz 15.5A MAX

直流輸入：240V ? 15.5A MAX

輸出：+12.2V ? 245A +12Vsb ? 3A

額定輸出功率：3000W MAX

電源機(jī)身正面接地彈片特寫。

殼體背面也設(shè)有接地彈片。

殼體側(cè)面設(shè)有固定卡扣。

電源輸入端設(shè)有提手，散熱風(fēng)扇，輸入插座，電源指示燈和脫扣把手。

散熱風(fēng)扇設(shè)有防護(hù)板，標(biāo)注Titanium鈦金和3000W輸出功率。

電源交流輸入端采用C20插座，右下角設(shè)有LED指示燈。

電源安裝提手特寫。

電源側(cè)面的脫扣把手特寫。

電源模塊輸出端設(shè)有格柵和金手指小板，透過(guò)格柵可以看到內(nèi)部設(shè)有小板和濾波電容。

測(cè)得電源機(jī)身長(zhǎng)度約為265mm。

測(cè)得電源機(jī)身寬度約為73.8mm。

電源機(jī)身厚度約為39mm。

電源拿在手上的大小直觀感受。

測(cè)得電源重量約為1380g。

高斯寶電氣3000W鈦金牌服務(wù)器電源拆解

看完了高斯寶電氣這款鈦金牌服務(wù)器電源的外觀展示，下面就進(jìn)行拆解，一起看看內(nèi)部的方案和用料。

首先擰開(kāi)固定螺絲，拆開(kāi)電源外殼。

殼體內(nèi)部設(shè)有麥拉片絕緣。

PCBA模塊通過(guò)螺絲固定在殼體內(nèi)部。

變壓器次級(jí)焊接到小板連接，小板上還設(shè)有同步整流管。

散熱風(fēng)扇和指示燈通過(guò)插接件連接到控制小板。

交流輸入導(dǎo)線冷壓端子焊接。

剪斷輸入導(dǎo)線，拆下散熱風(fēng)扇和指示燈接線，擰下固定螺絲，取出PCBA模塊。

殼體內(nèi)部設(shè)有麥拉片絕緣。

麥拉片底部粘貼屏蔽銅箔。

LED指示燈用于指示電源運(yùn)行狀態(tài)。

PCBA模塊正面一覽，左側(cè)為交流輸入端，設(shè)有保險(xiǎn)絲，壓敏電阻，安規(guī)X2電容，Y電容和共模電感。左上方設(shè)有熱敏電阻，繼電器，PFC升壓電感。右側(cè)散熱片為整流橋，PFC整流管，PFC開(kāi)關(guān)管和LLC開(kāi)關(guān)管散熱。下方設(shè)有高壓濾波電容。

右側(cè)設(shè)有對(duì)應(yīng)兩路LLC電路的諧振電感和諧振電容。下方設(shè)有待機(jī)電源變壓器。小板上設(shè)有同步整流管和濾波電容。小板下方設(shè)有LLC變壓器。底部垂直焊接控制小板。

PCBA模塊背面設(shè)有電流檢測(cè)芯片，整流二極管，半橋驅(qū)動(dòng)器和隔離驅(qū)動(dòng)器，并設(shè)有待機(jī)電源開(kāi)關(guān)管和整流管，右側(cè)設(shè)有電流取樣電阻和輸出控制管。

焊接拆下散熱片，安規(guī)X2電容，繼電器，高壓濾波電容，諧振電容小板，變壓器小板和控制小板，繼續(xù)進(jìn)行拆解。

輸入端設(shè)有保險(xiǎn)絲，壓敏電阻，安規(guī)X2電容，藍(lán)色Y電容和共模電感。

側(cè)面設(shè)有壓敏電阻，保險(xiǎn)絲和控制小板。

輸入端保險(xiǎn)絲外套熱縮管絕緣。

壓敏電阻來(lái)自松田電子，型號(hào)14D561K，用于吸收過(guò)壓浪涌。

安規(guī)X2電容來(lái)自捷威電子，規(guī)格為1μF。

藍(lán)色Y電容來(lái)自松田電子，型號(hào)CD102M。

共模電感采用漆包線繞制，底部設(shè)有電木板，纏繞膠帶絕緣。

安規(guī)X2電容來(lái)自天泰，規(guī)格為1μF。

藍(lán)色Y電容來(lái)自松田電子，型號(hào)CD222M。

另一顆共模電感同樣采用漆包線繞制。

PCBA模塊側(cè)面一覽，右側(cè)設(shè)有安規(guī)X2電容，NTC熱敏電阻，PFC升壓電感，整流橋，PFC整流管，LLC開(kāi)關(guān)管，諧振電容，諧振電感和變壓器，左側(cè)設(shè)有輸出濾波電容。

安規(guī)X2電容來(lái)自捷威，規(guī)格為1.5μF。

熱敏電阻外套熱縮管絕緣。

熱敏電阻來(lái)自風(fēng)華，型號(hào)MZ21，用于抑制上電的浪涌電流。

用于短路熱敏電阻的繼電器來(lái)自宏發(fā)，型號(hào)HF32FV-16/12-HTF，為超小型大功率繼電器，內(nèi)置一組常開(kāi)觸點(diǎn)，觸點(diǎn)容量為16A 250VAC，線圈電壓為12V。

PFC升壓電感采用漆包線繞制，包裹膠帶絕緣。

散熱片設(shè)有整流橋，PFC整流管和LLC開(kāi)關(guān)管。

另一面設(shè)有PFC整流管和LLC開(kāi)關(guān)管。

另一片散熱片設(shè)有LLC開(kāi)關(guān)管和PFC開(kāi)關(guān)管。

散熱片另一面設(shè)有PFC開(kāi)關(guān)管和LLC開(kāi)關(guān)管。

整流橋來(lái)自樂(lè)山無(wú)線電，型號(hào)D35SB100，規(guī)格為35A1000V，采用D5封裝。

PFC開(kāi)關(guān)管來(lái)自英飛凌，絲印60R080P7，型號(hào)IPZA60R080P7，NMOS，耐壓650V，導(dǎo)阻80mΩ，采用TO 247-4-3封裝。

另一面兩顆PFC開(kāi)關(guān)管型號(hào)相同。

PFC整流管來(lái)自三安半導(dǎo)體，絲印DS065020C2，型號(hào)SDS065J020C2，規(guī)格為650V 20A，采用TO-220-2L封裝。

另一顆PFC整流管型號(hào)相同。

低側(cè)驅(qū)動(dòng)器來(lái)自德州儀器，型號(hào)UCC27524A，是一顆具有負(fù)輸入電壓能力的雙通道5A高速低側(cè)柵極驅(qū)動(dòng)器，采用SOIC8封裝。

另一顆驅(qū)動(dòng)器型號(hào)相同。

隔離驅(qū)動(dòng)器來(lái)自思佳迅，型號(hào)Si8261BBD-C，具備4A驅(qū)動(dòng)能力和5KVrms隔離能力，采用SDIP-6封裝。

驅(qū)動(dòng)器來(lái)自英飛凌，型號(hào)IR21814S，是一顆600V耐壓高側(cè)和低側(cè)柵極驅(qū)動(dòng)器，采用SOIC14封裝。

4顆GS5M二極管用于輔助整流。

2mΩ取樣電阻用于輸入交流電流檢測(cè)。

電流傳感器來(lái)自新納，絲印MCA11503，型號(hào)MCA1101-50-3，是一顆±50A量程的隔離電流傳感器芯片，支持1.5MHz帶寬，供電電壓為3.3V，采用SOIC16封裝。

高壓濾波電容來(lái)自立隆電子，為L(zhǎng)SG系列，耐熱105℃，具備2000小時(shí)壽命保證，規(guī)格為1000μF450V。

薄膜濾波電容規(guī)格為1μF520V。

LLC開(kāi)關(guān)管來(lái)自東微半導(dǎo)體，型號(hào)OSG60R030HZF，NMOS，耐壓650V，導(dǎo)阻30mΩ，采用TO247封裝。

另一顆LLC開(kāi)關(guān)管型號(hào)相同。

另一組LLC開(kāi)關(guān)管型號(hào)相同。

共使用4顆OSG60R030HZF開(kāi)關(guān)管。

4顆隔離驅(qū)動(dòng)器對(duì)應(yīng)4顆LLC開(kāi)關(guān)管。

隔離驅(qū)動(dòng)器采用思佳迅Si8261BBD-C。

諧振電感采用高溫膠帶嚴(yán)密纏繞絕緣。

諧振電容規(guī)格為0.12μF630V，使用兩顆并聯(lián)。

電流互感器用于檢測(cè)變壓器初級(jí)電流。

另一顆LLC諧振電感特寫。

諧振電容和電流互感器焊接在單獨(dú)小板上。

小板背面沒(méi)有元件。

兩顆諧振電容規(guī)格相同，均為0.12μF630V。

電流互感器采用絕緣線繞制，外套熱縮管絕緣。

輸出端設(shè)有變壓器，濾波電容和濾波電感。

變壓器，濾波電感和濾波電容焊接在小板上，變壓器下方還焊接同步整流管，變壓器之間焊接同步整流管驅(qū)動(dòng)器小板。

小板背面焊接同步整流管和MLCC電容。

焊接拆下同步整流管驅(qū)動(dòng)小板。

小板正面焊接兩顆低側(cè)驅(qū)動(dòng)器。

小板另一面沒(méi)有元件。

低側(cè)驅(qū)動(dòng)器采用德州儀器UCC27524A。

另一顆低側(cè)驅(qū)動(dòng)器型號(hào)相同。

小板焊接LLC變壓器，濾波電容和濾波電感，還焊接銅條增強(qiáng)載流 。

變壓器初級(jí)采用絕緣線繞制，次級(jí)采用銅片焊接，磁芯粘貼高溫膠帶絕緣。

變壓器下方設(shè)有同步整流管。

同步整流管來(lái)自安森美，絲印5C410L，型號(hào)NTMFS5C410NL，NMOS，耐40V，導(dǎo)阻0.82mΩ，采用DFN5封裝。

小板背面設(shè)有12顆同型號(hào)的同步整流管，與小板正面對(duì)應(yīng)。

同步整流管型號(hào)相同。

輸出濾波電感磁芯信息特寫。

輸出濾波電容來(lái)自立隆電子，為OCRK高分子固態(tài)鋁電解電容器，具備5000小時(shí)壽命。

規(guī)格為2700μF16V。

小板背面設(shè)有多顆MLCC電容濾波。

輸出濾波電容來(lái)自立隆。

兩顆濾波電容規(guī)格為2700μF16V。

一顆濾波電容規(guī)格為1200μF16V。

輸出電流取樣電阻規(guī)格為0.1mΩ。

另外兩顆電流取樣電阻規(guī)格相同。

用于輸出控制的開(kāi)關(guān)管來(lái)自安森美，型號(hào)NTMFS4H01N，NMOS，耐壓25V，導(dǎo)阻0.7mΩ，采用DFN5封裝。

背面還設(shè)有四顆型號(hào)相同的開(kāi)關(guān)管。

電源切換芯片來(lái)自虹冠，型號(hào)CM11.6V，用于主電源為待機(jī)電源供電切換，芯片內(nèi)置低導(dǎo)阻開(kāi)關(guān)管， 支持2A電流，具備電流限制和過(guò)熱保護(hù)，支持短路保護(hù)功能，采用SOP-8封裝。

10mΩ電流取樣電阻特寫。

切換開(kāi)關(guān)管來(lái)自安森美，絲印4C02N，型號(hào)NVMFS4C302N，NMOS，耐壓30V，導(dǎo)阻1.15mΩ，采用DFN5封裝。

運(yùn)放來(lái)自圣邦，型號(hào)SGM8252，是一顆高精度低噪聲軌至軌輸出運(yùn)算放大器，采用MSOP-8封裝。

運(yùn)放來(lái)自安森美，型號(hào)LM2904，為低功耗雙運(yùn)放，采用SOIC-8封裝。

電壓比較器來(lái)自德州儀器，絲印M9P，型號(hào)LM393，為雙通道差分比較器，采用VSSOP8封裝。

待機(jī)電源芯片來(lái)自昂寶，型號(hào)OB2362A，是一顆高度集成的電流模式控制器，具備多模式運(yùn)行，具備低待機(jī)功耗，采用SOT23-6封裝。

供電濾波電容規(guī)格為25V100μF。

開(kāi)關(guān)管來(lái)自華微電子，型號(hào)JCS4N80R，NMOS，耐壓800V，導(dǎo)阻2.6Ω，采用DPAK封裝。

待機(jī)電源變壓器特寫，底部設(shè)有塑料殼體絕緣。

億光 EL1019光耦用于輸出電壓反饋。

肖特基二極管來(lái)自華微電子，型號(hào)HBR20200S，規(guī)格為20A 200V，采用DPAKM封裝。

濾波固態(tài)電容規(guī)格為680μF16V，使用3顆并聯(lián)。

濾波電容來(lái)自紅寶石，規(guī)格為35V100μF。

濾波電容規(guī)格為25V100μF。

肖特基二極管來(lái)自揚(yáng)杰科技，型號(hào)SS20U45，規(guī)格為45V20A，采用TO-277封裝。

控制小板左側(cè)設(shè)有電能檢測(cè)芯片，光耦，PFC控制器，中間設(shè)有通信光耦，LLC控制器，存儲(chǔ)器和運(yùn)放。

另一面設(shè)有運(yùn)放，同步降壓芯片，驅(qū)動(dòng)器，隔離變壓器。

電能檢測(cè)芯片來(lái)自銳能微，型號(hào)RN8209C，支持有功功率，無(wú)功功率，有功能量和無(wú)功能量測(cè)量，芯片內(nèi)置三路ADC，具備UART接口，具有電源監(jiān)控功能，采用SOP16L封裝。

芯片外置時(shí)鐘晶振特寫。

78L05U穩(wěn)壓芯片為檢測(cè)芯片供電。

億光 EL1019光耦用于隔離通信。

PFC控制器來(lái)自意法半導(dǎo)體，型號(hào)STM32F334R8T6，是一顆內(nèi)置DSP和FPU的主流混合信號(hào)ARM Cortex-M4 MCU，集成64KB FLASH和12K SRAM，并支持奇偶校驗(yàn)，CPU主頻為72MHz，內(nèi)置5Msps 12位ADC，內(nèi)置比較器，運(yùn)算放大器和高分辨率定時(shí)器，支持6通道PWM信號(hào)輸出，采用LQFP64封裝。

外置貼片時(shí)鐘晶振特寫。

圣邦SGM8252運(yùn)放特寫。

億光EL1019光耦用于隔離通信。

LLC控制器同樣采用意法半導(dǎo)體STM32F334R8T6。

芯片外置時(shí)鐘晶振特寫。

存儲(chǔ)器來(lái)自安森美，絲印24512A，型號(hào)CAT24C512，容量為512Kb，支持1.8-5.5V工作電壓，采用SOIC-8封裝。

存儲(chǔ)器來(lái)自微芯科技，絲印02DM，型號(hào)AT24C02D，容量為2Kb，采用SOIC-8封裝。

降壓芯片來(lái)自芯源系統(tǒng)，絲印ATU，型號(hào)MP1652，是一顆4.2-18V輸入電壓，2A輸出電流的同步降壓轉(zhuǎn)換器，芯片內(nèi)部集成開(kāi)關(guān)管，具備快速負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)，開(kāi)關(guān)頻率680KHz，支持過(guò)電流保護(hù)和過(guò)熱關(guān)斷，采用SOT563封裝。

另一顆降壓芯片型號(hào)相同。

外置10μH降壓電感特寫。

外置10μH降壓電感特寫。

驅(qū)動(dòng)器來(lái)自英飛凌，型號(hào)2EDN7524F，是一顆雙路低側(cè)驅(qū)動(dòng)器，內(nèi)置兩個(gè)獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)器，支持5A輸出電流，適用于MOS和GaN應(yīng)用，采用DSO-8封裝。

用于隔離供電的變壓器特寫。

另一顆變壓器采用磁環(huán)繞制。

安森美LM2904雙運(yùn)放特寫。

另一顆運(yùn)放型號(hào)相同。

2.2μH濾波電感特寫。

切換開(kāi)關(guān)管采用安森美NVMFS4C302N。

濾波電容規(guī)格為16V470μF。

連接散熱風(fēng)扇的插座特寫。

檢測(cè)電源進(jìn)氣溫度的熱敏電阻特寫。

散熱風(fēng)扇來(lái)自永立，型號(hào)MGT4012FB-W28，規(guī)格為12V 3A，并設(shè)有靜葉片。

全部拆解一覽，來(lái)張全家福。

充電頭網(wǎng)拆解總結(jié)

最后附上高斯寶電氣3000W鈦金服務(wù)器電源的核心器件清單，方便大家查閱。

高斯寶電氣這款服務(wù)器電源型號(hào)為G1236-3000WNA，為T265鈦金系列，支持100-240V交流和240V HVDC輸入，輸入端設(shè)有C20插座。電源額定輸出電壓12.2V，輸出電流為245A，待機(jī)電源輸出電壓為12V，輸出電流3A。電源模塊內(nèi)置散熱風(fēng)扇，從輸出端吸入空氣，從輸入端吹出散熱。

充電頭網(wǎng)通過(guò)拆解了解到，這款電源內(nèi)部使用兩顆意法半導(dǎo)體STM32F334R8T6 MCU，分別用于PFC升壓和LLC控制。PFC開(kāi)關(guān)管采用英飛凌IPZA60R080P7開(kāi)關(guān)管，使用三安半導(dǎo)體SDS065J020C2碳化硅二極管整流。LLC開(kāi)關(guān)管采用東微半導(dǎo)體OSG60R030HZF。

同步整流管使用安森美NTMFS5C410NL，通過(guò)德州儀器UCC27524A進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。待機(jī)電源芯片采用昂寶OB2362A，開(kāi)關(guān)管和整流管均來(lái)自華微電子。電源內(nèi)部高壓濾波電容和輸出濾波電容均來(lái)自立隆。PCBA模塊通過(guò)小板焊接組成，充分利用空間。內(nèi)部做工扎實(shí)，用料可靠。