48V 400W連續(xù)輸出能力，SynQor醫(yī)療級電源設(shè)計(jì)解析

前言

近期，充電頭網(wǎng)拿到一款SynQor ACuQor系列醫(yī)療級AC-DC電源模塊AQ0400MU12EACFD。該模塊支持100~240Vac寬電壓輸入，集成有源PFC，功率因數(shù)可達(dá)0.98以上，并可輸出直流48V ，連續(xù)輸出功率400W，同時(shí)具備5秒瞬態(tài)500W的輸出能力，適合作為設(shè)備內(nèi)部電源磚提供穩(wěn)定的大功率直流供電基礎(chǔ)。

與傳統(tǒng)嚴(yán)格恒壓電源不同，該方案采用半穩(wěn)壓輸出特性，具備隨負(fù)載下垂的母線輸出曲線，天然利于并聯(lián)均流與系統(tǒng)級擴(kuò)功率。此外，該電源模塊還提供5V待機(jī)電源、AC/DC Power Good、遠(yuǎn)程使能以及風(fēng)扇控制/狀態(tài)等信號接口，便于整機(jī)實(shí)現(xiàn)上電時(shí)序、告警與熱管理聯(lián)動。接下來，充電頭網(wǎng)將對這款電源模塊的的器件用料帶來系統(tǒng)解析，帶來更直觀的方案亮點(diǎn)參考。

SYNQOR AQ0400MU12EACFD電源板方案解析

這款電源模塊隸屬SynQor ACuQor系列帶有源 PFC的醫(yī)療級AC/DC電源，支持85–264Vrms 寬范圍交流輸入。該電源模塊可實(shí)現(xiàn)400W持續(xù)輸出、5s 500W 瞬態(tài)輸出，且在400W 滿載條件下效率最高可達(dá) 91%，同時(shí)具備 >0.98 功率因數(shù)、低紋波與完善的 過流/過壓/過溫保護(hù)，并提供 5V@50mA 待機(jī)電源與AC/DC Power Good、遠(yuǎn)程使能等系統(tǒng)接口，便于整機(jī)做上電時(shí)序與狀態(tài)監(jiān)控。

從外觀結(jié)構(gòu)看，該模塊采用雙板堆疊+支柱固定的高功率密度形態(tài)，上層板右側(cè)接針為AC輸入，左側(cè)插槽為DC輸出。正面可見居中的主動風(fēng)扇與導(dǎo)風(fēng)結(jié)構(gòu)，配合板上磁性器件與高壓儲能電容，形成清晰的進(jìn)/出風(fēng)散熱路徑；背面則集中布置控制與驅(qū)動/檢測電路，利于實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇調(diào)速、保護(hù)與信號輸出。

側(cè)面視角能直觀看到上下板之間的間隙與走線分層，有助于隔離安全與EMC布局。接口方面，模塊使用多針輸出端子并行承載主電流，同時(shí)預(yù)留 FAN_GOOD、AC/DC_POWER_GOOD、REMOTE_ENABLE等信號腳位，因此它適合用作醫(yī)療設(shè)備與工業(yè)設(shè)備的板級電源前端/中間母線電源，例如監(jiān)護(hù)/影像/治療設(shè)備、實(shí)驗(yàn)室儀器、工業(yè)控制與通信設(shè)備等對低漏電、EMC、隔離與可靠性要求較高的場景。

該電源一側(cè)的插槽為電源直流輸出接口。

通過電源模塊貼紙可見，該電源模塊實(shí)際型號以及輸入輸出信息。

產(chǎn)品整體長度為132.27mm。

產(chǎn)品整體寬度為77.29mm。

產(chǎn)品整體厚度為31.05mm。

產(chǎn)品整體重量為337.4g。

產(chǎn)品放在掌心大小如圖所示。

簡單看過產(chǎn)品外觀和參數(shù)，充電頭網(wǎng)繼續(xù)為您帶來內(nèi)部器件用料解析。

SYNQOR AQ0400MU12EACFD電源板方案解析

先將SYNQOR這款電源模塊的上下層板分離。

我們先從下層板看起。

絲印7174的器件來自威世，實(shí)際型號為SI7174DP，該器件是一顆耐壓75V，導(dǎo)阻7mΩ的NMOS，采用PowerPAK SO8封裝。

三顆MLCC電容用于濾波。

兩顆柵極驅(qū)動芯片來自德州儀器，實(shí)際型號為LM5101ASD，該芯片是一顆具有 8V UVLO 和 TTL輸入的3A、100V半橋柵極驅(qū)動器，可驅(qū)動高端和低端N溝道MOSFET，采用WSON10封裝。

兩顆NMOS來自英飛凌，實(shí)際型號為IRF7854TRPBF，耐壓80V，導(dǎo)阻13.4mΩ，采用SO8封裝。

肖特基二極管來自DIODES，耐壓100V，耐流5A。

數(shù)字隔離器來自思佳訊，型號為Si8641BD-AS。該器件通過AEC-Q100認(rèn)證，，配備施密特觸發(fā)輸入結(jié)構(gòu)，具備卓越的抗噪能力，僅需VDD旁路電容即可運(yùn)行。最高支持150Mbps數(shù)據(jù)傳輸速率，傳播延遲均低于13納秒。

光耦來自瑞薩，型號為PS2581L1，采用DIP封裝。

平面變壓器上印有該電源模塊的制造地以及SN碼。

兩顆MOS管來自威世，型號為Si7434ADP，耐壓250V，導(dǎo)阻150mΩ。

另外兩顆相同型號MOS管來自威世，型號為Si7434ADP。

兩顆MOS驅(qū)動器來自微芯，型號為TC4452，用于驅(qū)動威世四顆MOS管。

一顆采用SOT-223封裝的小信號NMOS，耐壓400V，導(dǎo)阻3000m?。

一顆芯片來自微芯，絲印HG1411。

兩顆相同型號MOS管來自威世，型號為Si7434ADP。

一顆隔離式柵極驅(qū)動器來自思佳訊，型號為Si8232，驅(qū)動器間耐受電壓達(dá)±1500VDC，支持共地/分地接地方式或浮空電壓連接。

兩顆相同型號MOS管來自威世，型號為Si7434ADP。

隔離式半橋柵極驅(qū)動器來著亞德諾ADuM1233，采用ADI公司iCoupler技術(shù)，提供獨(dú)立且隔離的高端和低端輸出。這款隔離器件將高速CMOS與單芯片變壓器技術(shù)融為一體，具有優(yōu)于光耦合器解決方案的出色性能特征。

絲印17NF2的器件來自意法半導(dǎo)體，實(shí)際型號為STD17NF25，耐壓250V，導(dǎo)阻140mΩ，采用DPAK封裝。

一顆隔離式柵極驅(qū)動器來自思佳訊，型號為Si8232。

一顆電源主控IC來自微芯，絲印F506AP1。

微芯科技dsPIC33FJ128MC506A是一顆16位數(shù)字信號控制器具有電機(jī)控制和模擬功能，可用于驅(qū)動無刷直流電機(jī)、單相和三相感應(yīng)電機(jī)以及開關(guān)磁阻電機(jī)。該芯片還特別適用于不間斷電源（UPS）、逆變器、開關(guān)模式電源、功率因數(shù)校正，以及服務(wù)器、通信設(shè)備和其他工業(yè)設(shè)備中的電源管理模塊控制。

一顆芯片來自微芯，絲印HG1411。

半雙工RS485收發(fā)器來自德州儀器，型號為SN65HVD485E，該器件是專為 RS-485 數(shù)據(jù)總線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的半雙工收發(fā)器。該器件由 5V 電源供電，完全符合 TIA/EIA-485A 標(biāo)準(zhǔn)。該器件適用于通過長雙絞線電纜以高達(dá)10Mbps的速率傳輸數(shù)據(jù)，并且設(shè)計(jì)用于在非常低的電源電流（通常小于 2mA，不包括負(fù)載）下運(yùn)行。當(dāng)器件處于非活動關(guān)斷模式時(shí)，電源電流降至 1mA 以下。

我們在來看下上層板器件分布。

兩顆保險(xiǎn)絲如圖所示。

兩顆X2電容來自RIFA。

Y1電容來自威世，實(shí)際型號為VY1222M，耐壓500V。

一顆磁環(huán)電感。

兩顆磁環(huán)電感，中間打膠固定。

另一顆磁環(huán)電感，一旁為RIFAX2電容。

還有另一顆磁環(huán)電感，下方為RIFAX2電容。

一顆磁環(huán)電感，外套塑料片絕緣。

一顆黃色LED燈，用于指示電源工作狀態(tài)，一旁還有兩顆快恢復(fù)二極管以及安規(guī)器件。

兩顆可控硅來自力特（原安森美），實(shí)際型號為MCR12DCNT4G，耐壓800V，通態(tài)電流12A，采用DPAK封裝。

一顆555計(jì)時(shí)器來自德州儀器，實(shí)際型號為LMC555CMX，具有低功耗、高精度和3MHz的最大頻率，采用SOIC8封裝。

八顆鋁電解電源均來自貴彌功，為KXJ系列，具備長壽命、高紋波電流特性，規(guī)格為220V 150μF。

為電源模塊散熱的風(fēng)扇來自建準(zhǔn)，型號為KDE1204PFVX，采用12V供電，最高功率1.8W。

以上便是本次方案解析的全部內(nèi)容，來一張全家福。

充電頭網(wǎng)總結(jié)

充電頭網(wǎng)了解到，SYNQOR AQ0400MU12EACFD支持100~240Vac寬壓輸入，并可輸出直流48V，連續(xù)輸出功率400W，同時(shí)具備5秒瞬態(tài)500W的輸出能力，滿足醫(yī)療電源7×24H連續(xù)工作需求。

而在設(shè)計(jì)用料層面，采用雙板堆疊與主動風(fēng)冷形成明確的散熱與功能分區(qū)，上層板集中安規(guī)與EMC及高壓濾波，下層板則圍繞功率開關(guān)、驅(qū)動與隔離通信展開，體現(xiàn)出面向醫(yī)療電源應(yīng)用的高可靠應(yīng)用的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)思路。