PFC+移相全橋架構(gòu)設(shè)計(jì)，光寶1600W白金牌碳化硅服務(wù)器電源拆解

前言

本期拆解的是光寶的一款碳化硅白金牌服務(wù)器電源，這款電源支持200-240V交流輸入或240V直流輸入，電源額定輸出電壓為12V，輸出電流133A，額定輸出功率1600W。待機(jī)電源輸出電壓為12V，輸出電流2.5A。

服務(wù)器電源輸入端設(shè)有散熱風(fēng)扇，交流輸入插座和指示燈，輸出端設(shè)有金手指連接器。電源內(nèi)部采用PFC+移相全橋架構(gòu)，使用碳化硅二極管，符合80PLUS白金標(biāo)準(zhǔn)。下面充電頭網(wǎng)就帶來光寶這款1600W碳化硅服務(wù)器電源的拆解，一起看看內(nèi)部的方案和用料。

光寶1600W碳化硅服務(wù)器電源外觀

光寶1600W白金牌服務(wù)器電源采用金屬外殼，通過螺絲固定，機(jī)身正面粘貼標(biāo)簽。

電源機(jī)身銘牌特寫

型號：PS-2160-1L

輸入：200-240VAC 50/60Hz 10A或240VDC 10A

輸出：+12V 133A +12Vsb 2.5A

制造商：光寶科技股份有限公司

機(jī)身背面沒有接地彈片。

機(jī)身側(cè)面設(shè)有固定卡扣和固定螺絲。

另一側(cè)設(shè)有固定螺絲。

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。

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

測得電源模塊機(jī)身長度約為206mm。

電源模塊機(jī)身寬度約為86.5mm。

電源模塊機(jī)身厚度約為39.6mm。

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1087g。

光寶1600W碳化硅服務(wù)器電源拆解

看完了光寶這款碳化硅服務(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。

首先擰開固定螺絲，拆開電源外殼，殼體內(nèi)部設(shè)有透明麥拉片絕緣，變壓器與殼體之間設(shè)有導(dǎo)熱墊散熱。

PCBA模塊通過螺絲固定，內(nèi)部散熱片通過螺絲固定。

擰下固定螺絲，從殼體內(nèi)部取出PCBA模塊，殼體內(nèi)部設(shè)有透明麥拉片絕緣。

交流輸入導(dǎo)線通過焊接連接到PCBA模塊。

插座背面焊接藍(lán)色Y電容。

連接導(dǎo)線設(shè)有抗干擾磁環(huán)。

使用游標(biāo)卡尺測得PCBA模塊長度約為203.3mm。

PCBA模塊寬度約為81.6mm。

PCBA模塊厚度約為33.9mm。

PCBA模塊正面一覽，左側(cè)為交流輸入端，設(shè)有保險絲，壓敏電阻，安規(guī)X2電容，共模電感，繼電器，啟動電阻，PFC升壓電感。中間位置設(shè)有散熱片，為PFC開關(guān)管，PFC整流管和移相全橋開關(guān)管散熱。

散熱片下方設(shè)有高壓濾波電容，散熱片上方設(shè)有輔助電源。右側(cè)設(shè)有移相全橋變壓器。變壓器上方設(shè)有濾波電感，下方設(shè)有同步整流小板，變壓器右側(cè)設(shè)有輸出濾波電容，頂部上方設(shè)有控制小板。

PCBA模塊設(shè)有PWM控制器，驅(qū)動器，電流取樣電阻，鉭電容和輸出控制管。

電源輸入端設(shè)有保險絲，壓敏電阻，共模電感，安規(guī)X2電容，濾波電感，繼電器和啟動電阻。

側(cè)面設(shè)有高壓濾波電容和濾波電感，右側(cè)設(shè)有同步整流管小板。

另一側(cè)為控制小板。

輸出端設(shè)有濾波電容和濾波電感。

焊接拆下PCBA模塊的小板和功率管等器件，繼續(xù)進(jìn)行拆解。

保險絲外套熱縮管絕緣。

安規(guī)X2電容來自成鎬，規(guī)格為1μF。

壓敏電阻絲印TVR14471，用于吸收過壓浪涌。

另一顆安規(guī)X2電容規(guī)格為0.47μF。

共模電感采用漆包線繞制。

共模電感側(cè)面設(shè)有放電管。

濾波電感采用磁環(huán)繞制。

濾波電感側(cè)面設(shè)有放電管。

散熱片一面設(shè)有移相全橋開關(guān)管，PFC開關(guān)管，熱敏電阻和整流橋。

另一面設(shè)有PFC整流管，PFC開關(guān)管和移相全橋開關(guān)管。

整流橋來自新電元，型號LL25XB60，規(guī)格為25A 600V，采用5S封裝。

啟動電阻來自幸亞，型號SQF10，阻值為20Ω，最大工作電流10A，熔斷溫度187℃。

繼電器來自松川，型號307HN-1AH-F-C，內(nèi)置一組常開觸點(diǎn)，觸點(diǎn)容量為8A 250V，線圈電壓12V。

薄膜濾波電容來自凱勵，規(guī)格為1μF450V。

PFC開關(guān)管來自英飛凌，絲印6R125C6，型號IPW60R125CP，NMOS，耐壓650V，導(dǎo)阻125mΩ，采用TO247-3-1封裝。

另一顆PFC開關(guān)管型號相同。

散熱片上固定熱敏電阻檢測溫度。

碳化硅二極管來自Wolfspeed，型號C3D20060，規(guī)格為600V，20A，采用TO-247-3封裝。

PFC升壓電感采用漆包線繞制。

高壓濾波電容來自紅寶石，規(guī)格為450V810μF。

移相全橋開關(guān)管來自東芝，型號TK25E60X，NMOS，耐壓600V，導(dǎo)阻105mΩ，采用TO-220封裝。

另外兩顆型號TK16E60W，NMOS，耐壓600V，導(dǎo)阻160mΩ，采用TO220封裝。

用于驅(qū)動開關(guān)管的隔離變壓器特寫。

電流互感器用于檢測變壓器電流，外套熱縮管絕緣。

濾波電感采用磁環(huán)繞制。

另一顆濾波電感特寫。

開關(guān)管來自東芝，型號TK20V60W，NMOS，耐壓600V，導(dǎo)阻136mΩ，采用DFN8*8封裝。

碳化硅二極管來自Wolfspeed，型號C3D04060，規(guī)格為600V，4A，采用TO-252-2封裝。

兩顆開關(guān)管來自英飛凌，絲印65C7130，型號IPL65R130C7，為CoolMOS C7系列，NMOS，耐壓700V，導(dǎo)阻130mΩ，采用VSON-4封裝。

變壓器磁芯纏繞銅箔屏蔽，并纏繞膠帶絕緣。

同步整流小板背面設(shè)有散熱片，并設(shè)有熱敏電阻。

熱敏電阻通過螺絲固定。

同步整流小板一面設(shè)有驅(qū)動器，肖特基二極管，電壓比較器。

拆下散熱片，另一面設(shè)有同步整流管和降壓芯片。

小板焊接銅條增強(qiáng)載流。

驅(qū)動器來自安森美，型號NCP81071，是一顆高速雙路低側(cè)驅(qū)動器，支持4.5-20A輸入電壓，支持5A峰值電流輸出，采用SOIC8封裝。

同步整流管為5顆并聯(lián)，共設(shè)有兩組。

同步整流管來自東芝，型號TPH1R306PL，NMOS，耐壓60V，導(dǎo)阻1mΩ，采用SOP Advance封裝。

絲印S56的貼片二極管特寫。

另一顆二極管型號相同。

降壓芯片來自德州儀器，絲印SAYA，型號LM5008A，是一顆6-95V輸入電壓的降壓轉(zhuǎn)換器，芯片內(nèi)部集成100V開關(guān)管，支持350mA輸出電流，采用VSSOP8封裝。

搭配使用的47μH降壓電感特寫。

電壓比較器來自德州儀器，絲印NXA，型號TLV3501，是一顆具有關(guān)斷模式的軌到軌高速比較器，采用SOT23封裝。

輸出濾波電感采用磁環(huán)繞制。

輸出端設(shè)有三顆濾波電解電容。

濾波電容來自貴彌功，規(guī)格為16V2200μF。

另一顆固態(tài)電容規(guī)格為470μF16V。

三顆0.5mΩ取樣電阻并聯(lián)，用于檢測輸出電流。

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

輸出控制管來自安世半導(dǎo)體，絲印0C925L，型號PSMN0R9-25YLC，NMOS，耐壓25V，導(dǎo)阻0.99mΩ，采用LFPAK封裝。

背面兩顆輸出控制管型號相同。

輸出控制管來自東芝，型號TPH1R403NL，NMOS，耐壓30V，導(dǎo)阻1.7mΩ，采用SOP Advance封裝。

另一顆輸出控制管型號TPHR9003NL，NMOS，耐壓30V，導(dǎo)阻1.1mΩ，采用SOP Advance封裝。

輸出濾波電容來自松下，規(guī)格為47μF16V。

電源主控芯片來自意法半導(dǎo)體，型號UC3843B，是一顆高性能電流模式PWM控制器，內(nèi)置大電流圖騰柱驅(qū)動輸出，采用SO8封裝。

兩顆輸出驅(qū)動管特寫。

驅(qū)動器來自德州儀器，型號UCC27424，是一顆具有使能功能的4A雙通道柵極驅(qū)動器，采用SOIC8封裝。

光耦來自威世，型號VOL618A，采用4Pin LSOP封裝。

高壓濾波電容來自紅寶石，規(guī)格為450V15μF。

初級開關(guān)管設(shè)有散熱片。

開關(guān)管來自英飛凌，絲印06N80C3，型號SPA06N80C3，NMOS，耐壓800V，導(dǎo)阻900mΩ，采用TO220-3封裝。

待機(jī)電源變壓器包裹膠帶絕緣。

同步整流管來自東芝，型號TPH1500CNH，NMOS，耐壓150V，導(dǎo)阻13mΩ，采用SOP Advance封裝。

輸出濾波電容來自紅寶石，規(guī)格為16V1800μF。

控制小板包裹屏蔽銅箔和絕緣膠帶。

另一面也粘貼屏蔽銅箔。

銅箔連接到小板接地。

小板外側(cè)一覽，設(shè)有移相全橋控制器，MOS管，驅(qū)動器，隔離光耦，待機(jī)電源控制器，PFC控制器和功率計(jì)量芯片。

小板內(nèi)側(cè)焊接降壓芯片，濾波電容，電壓比較器，同步整流控制器。

PFC控制器來自微芯科技，型號dsPIC33FJ16GS502，內(nèi)置16位dsPIC33F CPU，主頻為50MHz，內(nèi)置16KB FLASH和2KB RAM，具備高速PWM輸出，用于PFC升壓控制，采用SOIC28封裝。

降壓芯片來自德州儀器，型號TPS54231，支持3.5-28V輸入電壓，芯片內(nèi)置開關(guān)管，輸出電流2A，采用SOIC8封裝。

濾波電容規(guī)格為100μF25V。

濾波電容規(guī)格為47μF25V。

功率計(jì)量芯片來自亞德諾，絲印AFJ3，采用TSSOP16封裝。

穩(wěn)壓芯片來自德州儀器，絲印ZYP，型號TLV1117-33，是一顆15V輸入耐壓，800mA輸出電流的線性穩(wěn)壓器，采用WSON封裝。

待機(jī)電源芯片來自安森美，絲印36B65，型號NCP1236，是一顆固定頻率電流模式控制器，具備動態(tài)自供電功能，芯片集成高壓啟動，開關(guān)頻率為65kHz，采用SOIC-7封裝。

運(yùn)放來自德州儀器，絲印OAVQ，型號OPA365，是一顆低噪聲單電源軌到軌運(yùn)算放大器，采用SOT23封裝。

運(yùn)放來自意法半導(dǎo)體，絲印K136，型號TS507CLT，為高精度單電源軌到軌運(yùn)算放大器，采用SOT23-5封裝。

穩(wěn)壓芯片來自特瑞仕，絲印9B2H，型號XC6209F，支持10V輸入電壓，輸出電壓為3.3V，輸出電流300mA，采用SOT-25封裝。

光耦采用威世VOL618A。

另一面設(shè)有四顆同型號光耦。

移相全橋控制器來自微芯科技，型號為dsPIC33FJ64GS606，內(nèi)置16位DSPIC33F CPU，內(nèi)置64KB FLASH和9KB RAM，用于開關(guān)電源和同步整流控制，采用TQFP64封裝。

降壓芯片采用德州儀器TPS54231。

驅(qū)動器采用德州儀器UCC27424。

電壓比較器來自意法半導(dǎo)體，型號LM393，為通用雙路電壓比較器，采用SO8封裝。

穩(wěn)壓芯片采用特瑞仕XC6209F。

同步整流控制器來自安森美，型號FAN6204，用于CCM、DCM、QR和雙管正激續(xù)流整流，支持5-24V輸出電壓范圍，采用SOP8封裝。

供電控制管來自萬國半導(dǎo)體，型號AO4468，NMOS，耐壓30V，導(dǎo)阻14mΩ，適用于負(fù)載開關(guān)和電池保護(hù)應(yīng)用，采用SOIC-8封裝。

萬國半導(dǎo)體 AO4468 資料信息。

電壓比較器來自意法半導(dǎo)體，絲印K511，型號TS391ILT，為低功耗單路電壓比較器，采用SOT23-5封裝。

運(yùn)放來自意法半導(dǎo)體，絲印K402，型號TS321AILT，為低功耗單運(yùn)放，采用SOT23-5封裝，小板上共設(shè)有3顆。

運(yùn)放采用意法半導(dǎo)體TS507CLT。

電壓比較器來自德州儀器，絲印RAI，型號TLV3201，為高速單路推挽比較器，采用SOT23封裝。

電流檢測芯片來自德州儀器，絲印CET，型號INA210，是一顆雙向零漂移分流監(jiān)控器，采用SC70封裝。

另一塊小板焊接運(yùn)放。

小板另一面元件特寫。

運(yùn)放來自德州儀器，絲印L2902KA，型號LM2902KAV，為四通道運(yùn)算放大器，具備2KV ESD，采用TSSOP14封裝。

散熱風(fēng)扇來自尼得科，型號W40S12BHD5-07T046，規(guī)格為12V 0.75A，中國制造。

全部拆解一覽，來張全家福。

充電頭網(wǎng)拆解總結(jié)

最后附上光寶這款1600W碳化硅白金牌服務(wù)器電源的核心器件清單，方便大家查閱。

光寶這款服務(wù)器電源型號為PS-2160-1L，支持200-240V交流輸入或240V直流輸入，電源額定輸出電壓為12V，輸出電流133A，額定輸出功率1600W。待機(jī)電源輸出電壓為12V，輸出電流2.5A。電源輸入端設(shè)有品字電源接口，散熱風(fēng)扇和LED指示燈，并設(shè)有安裝提手。輸出端設(shè)有PCB金手指，連接到服務(wù)器供電，為熱插拔設(shè)計(jì)。

充電頭網(wǎng)通過拆解了解到，光寶這款服務(wù)器電源采用PFC+移相全橋架構(gòu)，控制器均來自微芯科技，使用dsPIC33FJ16GS502用于PFC控制，搭配使用英飛凌IPW60R125CP開關(guān)管和Wolfspeed C3D20060碳化硅二極管。移相全橋采用dsPIC33FJ64GS606，搭配使用東芝TK25E60X和TK16E60W開關(guān)管。

移相全橋開關(guān)管通過隔離變壓器驅(qū)動，使用德州儀器UCC27424驅(qū)動器，同步整流管采用東芝TPH1R306PL，使用安森美NCP81071驅(qū)動器。輔助電源采用安森美NCP1236控制器搭配英飛凌SPA06N80C3開關(guān)管，使用FAN6204同步整流控制器搭配東芝TPH1200CNH同步整流管。電源內(nèi)部全部采用日系電容，用料均為國際一線品牌，內(nèi)部做工用料扎實(shí)。