德州儀器全數字控制方案，鑫谷3200W鈦金牌碳化硅數字電源拆解

前言

充電頭網拿到了鑫谷新推出的3200W鈦金牌碳化硅數字電源，這款電源為標準CRPS電源，搭載德州儀器全數字控制方案，內置兩顆DSP芯片分別用于交錯式圖騰柱PFC+全橋LLC控制。電源型號為CRPS3200W-12V，支持寬范圍電壓輸入。

鑫谷在CRPS高端發力，通過模組化、標準化的理念，達到高通用性。共有8片PCB可以延伸到5.5KW 54Vo （包含DSP 的演算法則）模組化設計，每片模組是全SMT制程， 采用無散熱片設計，無前加工設計，DSP方案模塊通過小的升級，未來在更大功率上可支持三相輸入方案。這些優勢使得可以運用同一個技術快速推出產品，驗證投入達到最小化，有效縮短投入的時間和人力。亦可單獨為客戶優化某些模塊滿足客戶需求。

電源額定輸出電壓為12.2V，額定輸出電流262.3A，待機電源輸出電壓為12V，額定輸出電流3A。電源采用長條形金屬外殼，圖騰柱PFC使用英飛凌碳化硅MOS管。下面就帶來鑫谷這款3200W鈦金牌服務器電源拆解，一起看看內部的方案和用料。

鑫谷3200W鈦金牌碳化硅數字電源外觀

鑫谷3200W鈦金牌數字電源采用金屬外殼，機身正面粘貼標簽。

電源機身銘牌特寫

型號：CRPS3200W-12V

交流輸入：100-127V~ 16A 60/50Hz

直流輸出：+12.2V 123A +12Vsb 3A

最大輸出功率：1500W

交流輸入：200-220V~ 16A 60/50Hz

直流輸出：+12.2V 245.9A +12Vsb 3A

最大輸出功率：3000W

交流輸入：220-240V~ 16A 60/50Hz

直流輸出：+12.2V 262.3A +12Vsb 3A

最大輸出功率：3200W

直流輸入：240V 16A

直流輸出：+12.2V 262.3A +12Vsb 3A

最大輸出功率：3200W

機身正面接地彈片特寫。

殼體背面也設有接地彈片。

機身側面設有固定卡扣和固定螺絲。

電源輸入端設有提手，散熱風扇，輸入插座，電源指示燈和脫扣把手。

散熱風扇設有防護罩，標注3200W輸出功率，TITANIUM鈦金牌轉換效率和CRPS電源。

電源設有C20輸入插座。

電源LED指示燈特寫。

電源模塊輸出端設有格柵和金手指小板，透過格柵可以看到內部濾波電容。

使用游標卡尺測得電源模塊機身長度約為199.6mm。

電源模塊機身寬度約為73.5mm。

電源模塊機身厚度約為38.9mm。

電源模塊拿在手上的大小直觀感受。

測得電源模塊重量約為979g。

鑫谷3200W鈦金牌碳化硅數字電源拆解

看完了鑫谷這款3200W碳化硅服務器電源的外觀展示，下面就進行拆解，一起看看內部的方案和用料。

首先擰開固定螺絲，拆開電源外殼。

殼體內部粘貼銅箔屏蔽。

PCBA模塊包裹黑色麥拉片絕緣，并粘貼膠帶固定。

麥拉片開孔設有導熱墊，將熱量傳導至外殼散發。

揭開麥拉片，導熱墊對應內部小板。

散熱風扇，指示燈和電流互感器連接器特寫。

輸入插座覆蓋麥拉片絕緣。

插座通過導線焊接連接。

LLC開關管驅動小板通過排線連接到控制板。

交流輸入導線焊接連接。

擰下固定螺絲，從殼體內取出PCBA模塊。

麥拉片通過雙面膠粘貼在殼體內部。

連接驅動板和控制板的排線特寫。

LED指示燈引腳外套熱縮管絕緣。

散熱風扇設有靜葉片。

C20輸入插座特寫。

插座背面設有藍色Y電容和安規X2電容。

安規X2電容來自億曼豐，規格為1.2μF。

PCBA模塊正面一覽，左側為交流輸入端，設有保險絲，共模電感，安規X2電容，圖騰柱PFC開關管小板，PFC升壓電感。中間位置設有LLC開關管小板，下方設有高壓濾波電容。上方中間位置設有LLC諧振電感，右側設有LLC變壓器和同步整流小板。下方設有濾波固態電容，LLC控制板和待機電源小板。

PCBA模塊背面設有電流采樣芯片，PFC控制器，隔離通信芯片。變壓器磁芯位置鏤空降低厚度。

焊接拆下PFC開關管小板，LLC開關管小板，待機電源小板，LLC控制板，高壓濾波電容，切割PCBA模塊拆下輸出變壓器，繼續進行拆解。

PCBA模塊輸入端一覽，設有保險絲，共模電感，安規X2電容，Y電容，PFC開關管小板和PFC升壓電感。

輸入端保險絲外套熱縮管絕緣。

共模電感采用漆包線繞制，底部設有壓敏電阻和采樣電阻。

壓敏電阻來自久尹，型號14S471K，用于吸收過壓浪涌。

兩顆0.5mΩ取樣電阻并聯，用于檢測輸入電流。

安規X2電容來自億曼豐，規格為1μF。

另一顆安規X2電容來自達孚，規格為1.8μF。

藍色Y電容來自村田。

兩顆藍色Y電容來自達孚。

PCBA模塊側面設有兩顆PFC升壓電感，LLC諧振電感和LLC變壓器。

PFC控制器來自德州儀器，型號TMS320F280039C-Q1，芯片內置C28x DSP內核，集成可編程控制律加速器，主頻為120MHz，具備384KB FLASH和69KB RAM。芯片內置高性能模擬模塊，具備16個PWM通道。芯片具備PMBus、I2C、CAN、SPI、SCI、LIN和FSI接口，具備可配置邏輯塊，具備主機接口控制器，采用LQFP100封裝。

濾波電容來自基美，規格為100μF25V。

同步降壓芯片來自德州儀器，絲印N3XF，型號TPS560430X3F，支持4-36V輸入電壓，輸出電壓為3.3V，輸出電流600mA，開關頻率1.1MHz，采用FPWM模式運行，采用SOT-23封裝。

運放芯片來自德州儀器，絲印1OGF，型號TLV9001，為單通道，軌對軌輸入輸出運算放大器，支持1.85-5.5V工作電壓，采用SOT23封裝。

另一顆運放型號相同。

絲印WB9M的芯片特寫。

數字隔離芯片來自德州儀器，型號ISO7841，是一顆增強型四通道數字隔離器，支持100Mbps傳輸速率，采用SOIC（DW）16封裝。

兩塊圖騰柱開關管小板外觀相同，分別為兩塊小板通過焊接組成。

其中一塊小板設有隔離電源和隔離驅動器。

另一塊小板設有開關管和二極管，并焊接銅片加強散熱。

兩塊小板通過排針焊接連接。

驅動小板正面焊接兩顆隔離驅動器和隔離變壓器以及電源芯片。

小板背面沒有元件。

隔離驅動器來自納芯微，型號NSi6602V，為納芯微第二代高可靠性隔離式雙通道柵極驅動器，具備6A拉電流和8A灌電流能力，具備25nS典型傳播延遲，采用SOP16封裝。

同步降壓芯片來自德州儀器，型號TPS62933F，是一顆支持3.8-30V輸入電壓，0.8-22V輸出電壓范圍的同步降壓轉換器，芯片內部集成開關管，支持3A持續輸出電流，采用SOT583封裝。

隔離變壓器特寫。

PFC開關管小板特寫，設有四顆開關管用于圖騰柱PFC。

小板背面焊接銅條增強載流，并焊接銅片增大散熱面積，還焊接二極管輔助整流。

左側兩顆碳化硅MOS管來自英飛凌，絲印65R083M1，型號IMT65R083M1H，耐壓650V，導阻83mΩ，采用HSOF-8封裝。

右側兩顆MOS管來自英飛凌，絲印60R040S7，型號IPT60R040S7，NMOS，耐壓650V，導阻45mΩ，采用HSOF-8封裝。

兩顆二極管來自達爾，型號S8KC，規格為800V 8A，采用SMC封裝。

PFC升壓電感采用漆包線繞制，底部設有電木板絕緣，并打膠固定。

PCBA模塊背面還設有兩顆同型號的二極管。

另一顆二極管特寫。

電流檢測芯片來自埃戈羅，型號ACS37010，具備450kHz帶寬和高精度電流測量，支持-40~150℃工作溫度，采用SOIC-6封裝。

另一顆電流檢測芯片型號相同，用于兩路圖騰柱PFC電感電流檢測。

熱敏電阻來自興勤，型號TKS PI 500，用于抑制上電的浪涌電流。

繼電器來自松川，型號103-1AH-C，內置一組常開觸點，線圈電壓為12V。

貼片保險絲用于LLC級過流保護，規格為20A。

PCBA模塊側面設有高壓濾波電容和待機電源小板。

高壓濾波電容纏繞膠帶絕緣。

高壓濾波電容來自紅寶石，為MXT系列超小型電解電容，規格為450V1200μF。

MLCC電容與高壓濾波電容并聯。

LLC控制板正面設有LLC控制器和運放。

背面設有存儲器，運放和同步降壓芯片。

LLC控制器來自德州儀器，型號TMS320F280039C-Q1，與PFC控制器型號相同。

存儲器來自微芯科技，絲印5LAC，型號25LC160C，容量為2KB，支持2.5-5.5V工作電壓范圍，采用TSSOP封裝。

存儲器來自微芯科技，絲印02C，型號AT24C02C，容量為256B，支持1.7-5.5V工作電壓范圍，采用TSSOP封裝。

同步降壓芯片采用德州儀器TPS560430X3F。

運放來自德州儀器，絲印BUQ，型號OPA376，是一顆精密低靜態電流運放，支持軌對軌輸入輸出，采用SOT-23封裝。

絲印2904的運放特寫。

運放來自德州儀器，絲印28BB，型號LM2904B，為行業標準雙路運算放大器，采用VSSOP8封裝。

運放來自德州儀器，絲印OVLM，型號OPA2192，為低失調電壓，低輸入偏置電流，軌到軌輸入輸出精密運算放大器，具有卓越的直流精度和交流性能，采用VSSOP8封裝。

電壓基準來自德州儀器，絲印Y3HJ，型號TLV431B，參考電壓為1.24V，容差為0.5%，采用SOT23-5封裝。

運放芯片來自德州儀器，型號TLV9001。

連接電流互感器和指示燈的連接器特寫。

預留的連接器特寫。

連接LLC開關管小板的連接器特寫。

LLC開關管小板采用兩塊小板焊接組成。

小板背面焊接銅片加強散熱。

焊接拆分開兩塊小板，小板之間通過排針連接。

驅動小板正面焊接兩顆隔離驅動器和隔離變壓器以及電源芯片。

小板背面沒有元件。

LLC開關管驅動器來自納芯微，型號NSi6602BD，芯片內置隔離雙通道柵極驅動器，具備4A拉電流和6A灌電流能力，采用SOW16封裝。

同步降壓芯片采用德州儀器TPS62933F。

隔離變壓器特寫。

連接到控制板的排線插座特寫。

LLC開關管小板特寫，設有四顆開關管組成全橋LLC，右側設有諧振電容和電流互感器。

小板背面焊接銅片加強散熱。

LLC開關管來自英飛凌，絲印60R045F7，型號IPT60R045CFD7，NMOS，耐壓650V，導阻45mΩ，采用HSOF-8封裝。

NPO諧振電容采用1210封裝。

背面還焊接一顆諧振電容。

電流互感器采用多層絕緣線繞制。

諧振電感采用利茲線繞制。

輸出端設有待機電源小板，LLC控制小板，濾波固態電容和同步整流小板。

切割PCB，拆下變壓器，同步整流小板和金手指部分。

同步整流小板與PCBA模塊焊接連接。

變壓器初級線圈采用多層絕緣線繞制，次級線圈采用平面變壓器工藝。

變壓器采用PQ35磁芯，纏繞高溫膠帶絕緣。

輸出端設有6塊同步整流小板，均攤發熱。

小板一面設有三顆同步整流管，驅動器，MLCC濾波電容和濾波電感。

另一面也設有三顆同步整流管，驅動器和MLCC濾波電容。

同步整流管來自英飛凌，型號ISC015N04NM5，NMOS，耐壓40V，導阻1.5mΩ，采用TDSON-8 FL封裝。

另一面還設有一顆型號相同的同步整流管。

驅動器來自德州儀器，型號UCC27517，是一顆單通道高速低側柵極驅動器，支持4.5-18V工作電壓，具備4峰值拉灌電流，具備軌到軌驅動能力，采用SOT23封裝。

另一組同步整流管型號相同。

背面設有兩顆同型號的同步整流管。

驅動器采用德州儀器UCC27517。

MLCC濾波電容為1206封裝，采用10顆并聯。

另一面同樣設有10顆MLCC電容。

0.1μH濾波電感特寫。

輸出濾波電容焊接在垂直小板上。

濾波電容來自貴彌功，為PSG系列導電性高分子固體鋁電解電容器，規格為2700μF16V。

輸出控制管來自英飛凌，絲印006E2C5，型號IQE006NE2LM5CG，NMOS，耐壓25V，導阻0.65mΩ，采用TTFN-9-1封裝。

9顆1mΩ取樣電阻并聯檢測輸出電流。

PCB夾層之間還設有輸出控制管和電流取樣電阻。

內部設有6顆輸出控制管和9顆取樣電阻。

運放來自德州儀器，絲印OUYS，型號OPA192，為低失調電壓，低輸入偏置電流，軌到軌輸入輸出精密運算放大器，采用SOT23封裝。

理想二極管控制器來自德州儀器，絲印SZHB，型號LM5050，支持5-75V工作電壓，采用SOT23封裝。

待機電源小板采用兩塊小板焊接組成。

另一面焊接濾波電容。

焊接拆分開兩塊小板，小板之間設有麥拉片絕緣。

待機電源小板外側設有待機電源芯片，同步降壓芯片，反饋光耦和同步整流管。

另一面設有保險絲，隔離變壓器，反饋光耦和同步整流控制器。

輸入端保險絲規格為1A。

TVS來自強茂，絲印EWF，型號P6SMB250A，工作電壓214V，采用SMB封裝。

待機電源芯片來自英飛凌，型號ICE5AR0680AG，芯片內部集成800V 0.71Ω開關管，開關頻率100kHz，支持寬電壓40W輸出功率，采用DSO-12封裝。

平面變壓器采用EQ25磁芯。

同步降壓芯片采用德州儀器TPS62933F。

隔離變壓器特寫。

MLCC濾波電容特寫。

億光EL1018光耦特寫。

另一顆光耦型號相同。

同步整流控制器來自芯源系統，絲印IAZE，實際型號為MP6908，支持高側和低側同步整流，無需輔助線圈供電，芯片內置振鈴檢測，支持使用標準電壓和邏輯電壓的同步整流管，支持DCM/CCM/QR多種操作模式，采用TSOT23-6封裝。

同步整流管來自東芝，型號TPH8R80ANH，NMOS，耐壓100V，導阻7.4mΩ，采用SOP Advance封裝。

MLCC濾波電容特寫。

另一塊小板焊接濾波電容和負載開關。

小板背面沒有元件。

濾波電容來自豐賓，為PM系列固態電容，規格為180μF16V。

負載開關來自德州儀器，型號TPS259482A，支持3.5-23V工作電壓范圍，內置12.2mΩ保護管，支持8A工作電流，采用PWCSP12封裝。

電流采樣芯片來自德州儀器，絲印OBX，型號INA213，是一顆符合AEC-Q100標準的26V雙向高精度電流檢測放大器，采用SC70封裝。

理想二極管來自德州儀器，絲印2AEH，型號LM73100，具備反極性保護和過壓保護功能，支持2.7-23V工作電壓范圍。內置28.4mΩ開關管，支持5.5A工作電流，采用QFN10封裝。

絲印T的貼片保險絲特寫。

1.5μH合金電感特寫。

肖特基二極管來自強茂，型號SK54BLF，規格為40V5A，采用SMBF封裝。

連接散熱風扇的插座特寫。

全部拆解一覽，來張全家福。

充電頭網拆解總結

最后附上鑫谷3200W碳化硅服務器電源的核心器件清單，方便大家查閱。

鑫谷這款鈦金牌服務器電源型號為CRPS3200W-12V，電源支持寬范圍輸入電壓，額定輸出功率為3200W。電源額定輸出電壓為12.2V，額定輸出電流262.3A，待機電源輸出電壓為12V，額定輸出電流3A。電源模塊內置散熱風扇，從直流輸出端吸入空氣，從交流輸入端吹出散熱。

充電頭網通過拆解了解到，鑫谷這款電源采用德州儀器全數字控制方案，內置兩顆TMS320F280039C-Q1 DSP芯片用于圖騰柱PFC和全橋LLC控制。其中交錯式圖騰柱PFC使用英飛凌IMT65R083M1H碳化硅MOS管搭配IPT60R040S7開關管，通過納芯微NSi6602V隔離驅動器進行驅動。

全橋LLC使用英飛凌IPT60R045CFD7開關管，使用納芯微NSi6602BD隔離驅動器，同步整流管采用ISC015N04NM5，使用德州儀器UCC27517驅動器。待機電源使用英飛凌ICE5AR0680AG開關電源芯片，搭配芯源系統MP6908同步整流器。高壓濾波電容來自紅寶石，輸出濾波電容來自貴彌功，電源內部通過小板焊接，充分利用空間，做工用料扎實可靠。