PFC+LLC+同步整流架構(gòu)設(shè)計(jì)，臺(tái)達(dá)550W碳化硅服務(wù)器電源拆解

前言

充電頭網(wǎng)淘到了臺(tái)達(dá)一款碳化硅服務(wù)器電源，這款電源型號為DPS-550AB-2，支持100-240V交流輸入和240V直流輸入，輸出電壓為12V，輸出電流45A，待機(jī)電源輸出為12V，輸出電流3A，額定輸出功率為550W。

電源模塊交流輸入端設(shè)有散熱風(fēng)扇，電源插座，指示燈和脫扣把手，輸出端設(shè)有金手指連接器。電源內(nèi)部采用PFC+LLC+SR架構(gòu)。下面就帶來臺(tái)達(dá)這款碳化硅服務(wù)器電源的拆解，一起看看內(nèi)部的設(shè)計(jì)和用料。

臺(tái)達(dá)550W碳化硅服務(wù)器電源外觀

臺(tái)達(dá)服務(wù)器電源采用金屬外殼，通過螺絲固定。

電源輸入端設(shè)有散熱風(fēng)扇和接地彈片。

電源機(jī)身銘牌特寫

型號：DPS-550AB-2

輸入：100-127V ~ 7.1A，

200-240V ~ 3.4A

+240V ? 3.6A（240Vdc僅限中國）

輸出：550W MAX

+12V ? /45A， +12VSB ? /3A

電源背面也設(shè)有接地彈片。

殼體側(cè)面通過螺絲固定。

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

散熱風(fēng)扇設(shè)有保護(hù)罩。

品字輸入插座特寫。

下方設(shè)有LED指示燈，用于指示運(yùn)行狀態(tài)。

輸出端設(shè)有金手指連接器和散熱網(wǎng)格。

金手指連接器小板特寫。

測得電源模塊機(jī)身長度約為200mm。

寬度約為73.9mm。

厚度約為39.8mm。

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814.3g。

臺(tái)達(dá)550W碳化硅服務(wù)器電源拆解

看完了臺(tái)達(dá)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)部的設(shè)計(jì)和用料。

首先拆開電源外殼，內(nèi)部PCBA模塊覆蓋透明麥拉片絕緣。

PCBA模塊通過螺絲固定。

LED指示燈和散熱風(fēng)扇通過插接件連接。

從殼體內(nèi)部取出PCBA模塊。

殼體內(nèi)部設(shè)有透明麥拉片，對應(yīng)PCBA模塊設(shè)有開孔，并粘貼導(dǎo)熱墊散熱。

安規(guī)X2電容來自岡谷，規(guī)格為0.22μF。

藍(lán)色Y電容來自村田。

輸入導(dǎo)線冷壓端子焊接連接，外套熱縮管絕緣。

PCBA模塊正面一覽，左側(cè)為交流輸入端，設(shè)有保險(xiǎn)絲，Y電容，壓敏電阻，共模電感，繼電器，熱敏電阻，安規(guī)X2電容。上方設(shè)有整流橋，薄膜濾波電容。右側(cè)設(shè)有PFC升壓電感和諧振電感。

下方設(shè)有散熱片，為PFC開關(guān)管和LLC開關(guān)管散熱。散熱片下方為高壓濾波電容，右側(cè)設(shè)有變壓器，濾波電容和濾波電感，下方設(shè)有輔助電源變壓器。上方設(shè)有控制小板，通過焊接連接。

PCBA模塊背面一覽，兩側(cè)粘貼泡沫防止異物進(jìn)入，并粘貼導(dǎo)熱墊加強(qiáng)散熱。

PCBA模塊背面設(shè)有電流取樣電阻，LLC控制器，待機(jī)電源開關(guān)管，同步整流控制器和同步整流管，電壓比較器。

輸入端設(shè)有保險(xiǎn)絲，壓敏電阻，共模電感，安規(guī)X2電容，整流橋和薄膜濾波電容。

輸入端保險(xiǎn)絲規(guī)格為10A。

壓敏電阻型號TVR14471，用于吸收過壓浪涌。

藍(lán)色Y電容來自村田。

另一顆Y電容同樣來自村田。

兩顆Y電容來自華新科。

X電容放電電阻特寫。

共模電感采用漆包線繞制。

另一顆共模電感同樣采用漆包線繞制。

在共模電感兩側(cè)設(shè)有氣體放電管。

繼電器來自松川，型號835-1A-B-C，觸點(diǎn)容量為10A 250V，線圈電壓為12V，用于短路熱敏電阻。

熱敏電阻來自興勤，絲印PI 250。

安規(guī)X2電容規(guī)格為0.47μF。

另一顆電容規(guī)格相同。

整流橋來自新電元，型號D25XB60，規(guī)格為25A 600V，采用5S封裝。

薄膜濾波電容來自神榮，規(guī)格為450V1μF。

散熱片正面設(shè)有LLC開關(guān)管，PFC開關(guān)管和PFC整流管。

散熱片背面固定熱敏電阻，用于檢測溫升。

PFC開關(guān)管來自英飛凌，絲印6R125P，型號IPW60R125CP，NMOS，耐壓650V，導(dǎo)阻125mΩ，采用TO247-3-1封裝。

PFC整流管來自Wolfspeed，型號C3D06060A，為碳化硅二極管，規(guī)格為600V 6A，采用TO-220-2封裝。

PFC升壓電感采用漆包線繞制。

PFC旁路二極管特寫。

兩顆50mΩ電阻并聯(lián)，檢測PFC開關(guān)管電流。

PCBA模塊側(cè)面焊接高壓濾波電容和待機(jī)電源變壓器。

高壓濾波電容來自貴彌功，為KMM系列長壽命電解電容，規(guī)格為450V470μF。

LLC控制器來自三墾電氣，型號SSC9522S，用于半橋諧振開關(guān)電源，內(nèi)置浮動(dòng)?xùn)艠O驅(qū)動(dòng)器，用于高邊MOS管驅(qū)動(dòng)。芯片可實(shí)現(xiàn)高能效，低噪聲和高性價(jià)比的開關(guān)電源解決方案，外圍器件精簡，采用SOP18封裝。

超快恢復(fù)二極管來自安森美，絲印U4J，型號MURA160，規(guī)格為600V 1A，采用SMA封裝。

LLC開關(guān)管來自英飛凌，絲印6R165P，型號IPA60R165CP，NMOS，耐壓650V，導(dǎo)阻165mΩ，采用TO220封裝。

諧振電容規(guī)格為0.068μF630V。

另外兩顆諧振電容規(guī)格相同。

諧振電感采用利茲線繞制。

變壓器焊接在同步整流小板上，小板上還設(shè)有同步整流控制器和同步整流管。

小板背面焊接銅條增強(qiáng)載流。

變壓器次級采用銅片焊接。

同步整流控制器來自芯源系統(tǒng)，型號MP6922A，用于LLC同步整流。芯片支持CCM和DCM工作模式，支持標(biāo)準(zhǔn)和邏輯電壓MOS管，支持8-24V工作電壓，具備輕載模式，采用SOIC14封裝。

同步整流管來自英飛凌，型號BSC036NE7NS3 G，NMOS，耐壓75V，導(dǎo)阻3.6mΩ，采用TDSON-8封裝。

兩顆整流二極管來自威世，絲印ED，型號ES1D，采用SMA封裝。

MLCC濾波電容特寫。

背面也設(shè)有MLCC濾波電容。

輸出端設(shè)有待機(jī)電源變壓器，濾波電容和濾波電感，濾波電感外套熱縮管絕緣。

輸出端設(shè)有四顆濾波電容，中間設(shè)有濾波電感。

濾波電容來自紅寶石，規(guī)格為16V2200μF。

MLCC電容與電解電容并聯(lián)，用于輸出濾波。

另一組MLCC濾波電容特寫。

兩顆1mΩ電阻并聯(lián)用于檢測輸出電流。

電流檢測芯片來自德州儀器，絲印CEU，型號INA211，為雙向高精度電流感應(yīng)放大器，支持26V電壓，采用SC70封裝。

電壓比較器來自德州儀器，絲印M8P，型號LM393A，為工業(yè)級雙通道精密差分比較器，采用VSSOP8封裝。

輸出控制管來自安世，絲印1R225，型號PSMN1R2-25YL，NMOS，耐壓25V，導(dǎo)阻1.2mΩ，采用LFPAK2封裝。

另一顆輸出控制管來自威世，型號Si7748DP，NMOS，耐壓30V，導(dǎo)阻3.9mΩ，采用PowerPAK SO-8封裝。

待機(jī)電源芯片來自安森美，絲印34B65，型號NCP1234BD65，是一顆固定65kHz開關(guān)頻率的電流模式反激控制器，采用SOIC-7封裝。

供電濾波電容來自貴彌功，規(guī)格為35V100μF。

待機(jī)電源開關(guān)管來自英飛凌，型號SPD06N80C3，NMOS，耐壓800V，導(dǎo)阻900mΩ，采用TO252-3封裝。

待機(jī)電源變壓器特寫。

億光EL357N光耦用于輸出電壓反饋。

同步整流控制器來自達(dá)爾，型號ZXGD3103N8，適用于反激和LLC應(yīng)用，支持DCM，CrCM和CCM工作模式，支持5-15V供電電壓范圍，支持250kHz開關(guān)頻率，采用SO-8封裝。

同步整流管來自瑞薩，型號RJK1056DPB，NMOS，耐壓100V，導(dǎo)阻11mΩ，采用LFPAK封裝。

濾波電容來自尼吉康，為PLG系列導(dǎo)電性高分子鋁固體電解電容器，規(guī)格為470μF16V。

另一顆濾波電容規(guī)格為16V2200μF。

輸出端設(shè)有濾波電容，規(guī)格為35V220μF。

PCBA模塊側(cè)面焊接控制板。

焊接取下控制板，外側(cè)設(shè)有MCU，電壓比較器，運(yùn)放，隔離光耦和PFC控制器。

另一面焊接運(yùn)放，驅(qū)動(dòng)器，隔離光耦，電壓比較器和存儲(chǔ)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QFN28封裝。

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，型號LM358A，為低功耗雙運(yùn)放，采用SO8封裝。

同步整流管驅(qū)動(dòng)器來自德州儀器，型號UCC27524，是一顆具有負(fù)輸入電壓能力的雙通道5V高速低側(cè)柵極驅(qū)動(dòng)器，采用SOIC8封裝。

兩顆EL357N光耦用于隔離通信。

小板背面還設(shè)有五顆同型號的隔離光耦。

另一顆MCU同樣來自微芯科技，型號PIC18F46K20，芯片內(nèi)置高性能RISC內(nèi)核CPU，內(nèi)置64KB FLASH和3936字節(jié)RAM，1KB EEPROM存儲(chǔ)器，內(nèi)置ADC和DAC，采用TQFP44封裝。

外置16.000MHz時(shí)鐘晶振特寫。

存儲(chǔ)器來自意法半導(dǎo)體，型號M24C02，容量為256字節(jié)，支持2.5-5.5V工作電壓，采用SO8N封裝。

電壓比較器采用德州儀器LM393A。

四運(yùn)放來自安森美，型號LM324A，采用TSSOP-14封裝。

另一顆運(yùn)放來自意法半導(dǎo)體，型號LM324A，采用SO-14封裝。

四顆電位器特寫。

電壓比較器采用德州儀器LM393A。

電壓比較器來自意法半導(dǎo)體，型號LM339A，為低功耗四路電壓比較器，采用TSSOP-14封裝。

NTC熱敏電阻用于檢測電源進(jìn)氣溫度。

散熱風(fēng)扇來自臺(tái)達(dá)，型號FFB0412UHN，規(guī)格為12V 0.81A。

全部拆解一覽，來張全家福。

充電頭網(wǎng)拆解總結(jié)

最后附上臺(tái)達(dá)550W碳化硅服務(wù)器的核心器件清單，方便大家查閱。

臺(tái)達(dá)這款服務(wù)器電源為熱插拔設(shè)計(jì)，支持100-240V寬范圍電壓輸入。電源額定輸出電壓為12V，輸出電流45A，待機(jī)電源輸出電壓12V，輸出電流3A。電源輸入側(cè)設(shè)有散熱風(fēng)扇，從輸出側(cè)吸入空氣，從輸入側(cè)吹出散熱。輸入側(cè)設(shè)有交流輸入插座和指示燈，并設(shè)有提手，輸出端設(shè)有金手指連接器。

充電頭網(wǎng)通過拆解了解到，臺(tái)達(dá)這款服務(wù)器電源采用PFC+LLC+同步整流架構(gòu)，PFC控制器來自微芯科技，型號dsPIC33FJ16GS502，搭配德州儀器UCC27524驅(qū)動(dòng)PFC開關(guān)管。PFC開關(guān)管采用英飛凌IPW60R125CP，PFC整流管使用Wolfspeed C3D06060A碳化硅二極管。

LLC控制器采用三墾電氣SSC9522S，搭配使用英飛凌IPA60R165CP開關(guān)管，同步整流管采用BSC036NE7NS3 G。待機(jī)電源控制器采用安森美NCP1234BD65，同步整流控制器采用達(dá)爾ZXGD3103N8。電源內(nèi)部采用多塊小板焊接，之間設(shè)有麥拉片絕緣。并使用日系電容濾波，用料做工扎實(shí)可靠。