"黃金標準"架構(gòu)設(shè)計，超高效率，雅特生3500W碳化硅開關(guān)電源拆解

前言

本期拆解帶來的是雅特生科技推出的一款3500W電源模塊，這款電源型號為700-013900-0400，用于浪潮CN12700系列交換機供電使用。電源模塊支持100-277V交流輸入和220-380V直流輸入，主路輸出電壓為50V，輸出電流70A，另一路輸出電壓為3.4V，輸出電流15A。

這款電源模塊采用長條形機身，模塊外側(cè)設(shè)有電源插座，電源開關(guān)和指示燈，輸出端設(shè)有連接器和防護格柵。電源模塊采用主動整流+交錯式PFC+全橋LLC+同步整流架構(gòu)，使用微芯科技控制器，并內(nèi)置Wolfspeed碳化硅二極管。下面服務(wù)器電源網(wǎng)就帶來這款電源模塊的拆解，一起看看內(nèi)部的方案和用料。

雅特生科技3500W碳化硅開關(guān)電源模塊外觀

雅特生科技3500W碳化硅電源模塊采用鍍鋅鋼板外殼，機身正面粘貼標簽，前端設(shè)有銅片接地。

電源機身標簽特寫

型號：700-013900-0400

開關(guān)電源 中國制造

輸入：100-120V ~ 16A MAX. 50/60Hz

輸出：50V ? 30A MAX

3.4V ? 15A MAX

最大總輸出功率1551瓦

輸入：200-210V ~ 16A MAX. 50/60Hz

200-210V ? 16A MAX

輸出：50V ? 62A MAX

3.4V ? 15A MAX

最大總輸出功率3151瓦

輸入：220-277V ~ 16A MAX. 50/60Hz

220-380V ? 16A MAX

輸出：50V ? 70A MAX

3.4V ? 15A MAX

最大總輸出功率3551瓦

制造商：雅達電子國際有限公司

殼體側(cè)面采用螺絲固定，并設(shè)有固定鎖扣。

另一側(cè)也采用螺絲固定。

機身正反面均鏤空設(shè)計，放置散熱風扇降低厚度。

電源外側(cè)設(shè)有電源開關(guān)，指示燈，安裝提手和解鎖把手，并設(shè)有電源插座。

電源前端電源開關(guān)和指示燈特寫。

輸入插座為專用連接器。

電源輸出端設(shè)有連接器和散熱格柵。

測得電源模塊長度約為555mm。

電源模塊寬度約為100.5mm。

電源模塊厚度約為40.3mm。

測得電源模塊重量約為2529g。

雅特生科技3500W碳化硅開關(guān)電源模塊拆解

看完了雅特生科技這款碳化硅開關(guān)電源的外觀展示，下面就進行拆解，一起看看內(nèi)部的方案和用料。

首先擰下固定螺絲，拆開電源外殼，殼體內(nèi)部粘貼白色麥拉片絕緣。

PCBA模塊通過螺絲固定在殼體內(nèi)部，殼體內(nèi)部設(shè)有兩塊PCBA模塊，散熱風扇和高壓濾波電容。

輸入端小板設(shè)有濾波元件，通過導(dǎo)線焊接連接。

電源PCBA模塊通過導(dǎo)線連接交流輸入和高壓濾波電容。

輸出端插座小板通過導(dǎo)線焊接連接。

輸入小板設(shè)有氣體放電管，壓敏電阻，安規(guī)X2電容，共模電感和Y電容，并設(shè)有指示燈和連接器。

小板背面沒有元件。

輸入端壓敏電阻來自TDK，料號S14K350，右側(cè)安規(guī)X2電容來自華容，規(guī)格為1.5μF。

輸出端安規(guī)X2電容規(guī)格相同，兩側(cè)設(shè)有保險絲和接線端子。

小板側(cè)面設(shè)有保險絲和指示燈以及排線端子。

另一側(cè)設(shè)有Y電容和保險絲，保險絲外套熱縮管絕緣。

氣體放電管外套熱縮管絕緣。

安規(guī)X2電容規(guī)格為0.47μF。

藍色Y電容來自村田，料號472M。

另外兩顆Y電容料號相同。

電源PCBA模塊正面一覽，左上角設(shè)有高壓濾波電容，繼電器，升壓電感，熱敏電阻，下方設(shè)有整流橋和主動整流管小板，左下角設(shè)有薄膜濾波電容。右側(cè)設(shè)有PFC升壓電感，上方設(shè)有PFC開關(guān)管和PFC整流管。

中間位置設(shè)有諧振電感，諧振電容，右側(cè)小板設(shè)有LLC開關(guān)管和變壓器，共設(shè)有兩組。上方設(shè)有控制板和輔助電源電路。輸出插座小板設(shè)有輸出控制板，設(shè)有輸出控制管，取樣電阻和連接器。

PCBA模塊背面設(shè)有開關(guān)電源芯片，電流取樣電阻，運放等元件。

焊接拆下散熱片，高壓電解電容，電感和控制小板，繼續(xù)進行拆解。

輸入端設(shè)有安規(guī)X2電容，主動整流小板和整流橋，還設(shè)有高壓濾波電容。

側(cè)面設(shè)有薄膜濾波電容，PFC升壓電感，諧振電感，諧振電容，變壓器，輸出濾波電容。

另一側(cè)設(shè)有控制小板，薄膜濾波電容，升壓電感，繼電器和高壓濾波電容。

輸出端設(shè)有濾波電容和輸出插座。

輸入端安規(guī)X2電容來自華容，規(guī)格為1μF。

輸入端設(shè)有整流橋和主動整流小板，整流橋來自威世，型號LVB2560，規(guī)格為25A 600V，采用GSIB-5S封裝。

散熱片另一面設(shè)有主動整流小板，焊接兩顆主動整流管。

主動整流管來自意法半導(dǎo)體，型號STL57N65M5，NMOS，耐壓650V，導(dǎo)阻61mΩ，采用PowerFLAT 8*8 HV封裝。

另一顆整流橋型號相同。

背面設(shè)有兩顆同型號的主動整流管。

一顆單獨的整流橋來自樂山無線電，型號D25SB80，規(guī)格為800V 25A，采用D5封裝。

薄膜濾波電容來自廈門法拉電子，規(guī)格為1μF630V。

升壓控制器絲印AS3843，是一顆電流模式的PWM控制器，用于PFC預(yù)充電控制，采用SOIC 8封裝。

運放來自意法半導(dǎo)體，型號LM2904，為低功耗雙運放，支持32V工作電壓，采用SO8封裝。

用于電壓檢測的分壓電阻特寫。

運放來自德州儀器，型號OPA2171，為雙路低功耗運算放大器，支持36V供電電壓，采用SOIC8封裝。

電壓比較器來自意法半導(dǎo)體，型號LM2903，是一顆低電壓雙路比較器，采用SO8封裝。

散熱片上固定升壓開關(guān)管和整流管。

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

整流管來自英飛凌，絲印D1665C5，型號IDH16G65C5，為碳化硅二極管，規(guī)格為650V 16A，采用TO220-2封裝，右側(cè)設(shè)有熱敏電阻檢測溫度。

電流互感器用于檢測開關(guān)管電流。

升壓電感采用漆包線繞制，底部設(shè)有絕緣板。

繼電器來自國興，型號GQ-SH-112LM1，內(nèi)置一組常開觸點，觸點容量10A 250V，線圈電壓12V。

旁路二極管來自威世，絲印MJ，型號MURS360，規(guī)格為600V3A，采用SMC封裝。

熱敏電阻絲印SCK108，三顆串聯(lián)連接。

繼電器來自宏發(fā)，型號HF115-T/012-1HS3B，為小型大功率繼電器，內(nèi)置一組常開觸點，觸點容量16A 250V，線圈電壓12V。

PFC開關(guān)管和PFC整流管固定在散熱片上。

PFC開關(guān)管來自東芝，型號TK39N60X，NMOS，耐壓600V，導(dǎo)阻55mΩ，采用TO-247封裝。

PFC整流管來自Wolfspeed，型號CVFD20065A，為碳化硅肖特基二極管，規(guī)格為650V 20A，采用TO-220-2封裝。

PFC開關(guān)管型號相同。

PFC整流管型號相同，左側(cè)膠水固定熱敏電阻，檢測散熱片溫度。

PFC升壓電感采用漆包線繞制在磁環(huán)上。

驅(qū)動器來自德州儀器，型號UCC27524，是一顆具有負輸入電壓能力的雙通道5A高速低側(cè)柵極驅(qū)動器，采用SOIC8封裝。

3顆22mΩ電阻并聯(lián)，用于檢測PFC開關(guān)管電流。

高壓濾波電容來自紅寶石，為MXH系列電解電容，規(guī)格為475V230μF。

另一顆濾波電容來自貴彌功，規(guī)格為1200μF475V。

薄膜濾波電容規(guī)格為1μF630V。

另一顆濾波電容規(guī)格相同。

保險絲規(guī)格為250V 16A，用于LLC級過流保護。

兩顆濾波電容規(guī)格為0.47μF。

藍色Y電容料號472M。

LLC諧振電感采用利茲線繞制。

諧振電容來自基美，規(guī)格為0.022μF1000V。

諧振電容來自基美，規(guī)格為0.018μF1000V，3顆諧振電容為并聯(lián)連接。

隔離變壓器和LLC變壓器焊接在垂直小板上。

小板左側(cè)焊接同步整流管和驅(qū)動器，右側(cè)設(shè)有全橋LLC開關(guān)管。

全橋LLC開關(guān)管來自東芝，型號TK31V60X，NMOS，耐壓600V，導(dǎo)阻78mΩ，采用DFN8*8封裝。

LLC開關(guān)管另一面焊接銅粒，增大散熱面積。

用于驅(qū)動LLC開關(guān)管的隔離變壓器特寫。

驅(qū)動器來自意法半導(dǎo)體，型號AP239，是一顆4A驅(qū)動電流的雙路低側(cè)驅(qū)動器，支持5-18V工作電壓，采用SOP8封裝。

變壓器磁芯纏繞膠帶絕緣。

次級采用銅帶焊接連接。

數(shù)字隔離芯片來自亞德諾半導(dǎo)體，型號ADuM1210，為雙通道數(shù)字隔離器，支持3V/5V工作電壓，采用SOIC8封裝。

驅(qū)動器來自瑞薩，型號ISL2111，為高速半橋驅(qū)動器，耐壓100V，內(nèi)部集成自舉二極管，采用SOIC8封裝。

同步整流管來自AOS萬國半導(dǎo)體，型號AON6278，NMOS，耐壓80V，導(dǎo)阻2.75mΩ，采用DFN5*6封裝。

AOS萬國半導(dǎo)體 AON6278 資料信息。

另一側(cè)兩顆同步整流管型號相同。

另一側(cè)同步整流管型號相同。

兩顆同型號的同步整流管特寫。

小板還設(shè)有6顆MLCC電容濾波。

輸出濾波電容來自紅寶石，為ZLJ系列長壽命電解電容，規(guī)格為63V330μF。

另一側(cè)設(shè)有3顆濾波電容。

濾波電容規(guī)格相同。

輸出端小板通過導(dǎo)線焊接連接，小板設(shè)有輸出控制管，電流檢測電阻和收發(fā)器。

連接器通過過孔焊接固定。

輸出控制管來自英飛凌，型號BSC031N06NS3-G，NMOS，耐壓60V，導(dǎo)阻3.1mΩ，采用TDSON-8封裝。

兩顆20mΩ取樣電阻并聯(lián)，檢測輸出電流。

另一顆輸出控制管型號相同。

切換芯片來自恩智浦，型號PCA9541A，是一顆帶有中斷邏輯和復(fù)位的二選一I2C總線主選擇器，用于高可靠性雙主器件I2C應(yīng)用，支持2.3-5V工作電壓，采用SO16封裝。

總線緩沖器來自亞德諾半導(dǎo)體，絲印LTBPY，型號LTC4303，具阻塞總線恢復(fù)功能的可熱插拔型二線式總線緩沖器，采用MSOP8封裝。

待機電源芯片來自英飛凌，型號ICE2QR2280G-1，芯片內(nèi)部集成800V開關(guān)管，寬電壓輸入下支持30W輸出功率，采用DSO-12封裝。

供電濾波電容規(guī)格為100μF25V。

待機電源變壓器纏繞膠帶絕緣。

光寶 LTV-1007光耦用于輸出電壓反饋。

整流管來自威世，型號VS-4EWH02FN-M3，為超快恢復(fù)二極管，規(guī)格為200V 4A，采用TO-252AA封裝。

濾波電容規(guī)格為220μF16V。

另一顆濾波電容來自紅寶石，規(guī)格為25V560μF。

驅(qū)動器來自德州儀器，型號UCC27424，是一顆具備4A輸出電流的雙通道柵極驅(qū)動器，采用VSSOP8封裝。

用于信號傳輸?shù)母綦x變壓器特寫。

兩顆開關(guān)管來自英飛凌，型號BSC440N10NS3 G，NMOS，耐壓100V，導(dǎo)阻44mΩ，采用TDSON-8封裝。

用于3.4V降壓輸出的變壓器特寫。

開關(guān)管來自英飛凌，型號BSZ035N03LS G，NMOS，耐壓30V，導(dǎo)阻3.5mΩ，采用TSDSON-8封裝。

另一顆開關(guān)管來自東芝，型號TPN2R203NC，NMOS，耐壓30V，導(dǎo)阻1.8mΩ，采用TSON Advance封裝。

3.3μH電感用于輸出濾波。

輸出濾波電容來自尼吉康，規(guī)格為1000μF6.3V。

3mΩ取樣電阻用于檢測輸出電流。

運放來自德州儀器，絲印OCFQ，型號OPA330，是一顆微功耗精密零溫漂CMOS運放，采用SOT-23封裝。

運放采用德州儀器OPA2171。

電壓比較器采用意法半導(dǎo)體LM2903。

控制小板外側(cè)一覽，左側(cè)設(shè)有運放，存儲器，電源芯片和LLC控制器，中間設(shè)有隔離光耦，右側(cè)設(shè)有交錯PFC控制器。

小板背面設(shè)有穩(wěn)壓芯片。

LLC控制器來自微芯科技，型號dsPIC33FJ64GS608，內(nèi)置16位DSPIC33F CPU，內(nèi)置64KB FLASH和9KB RAM，內(nèi)置ADC，支持CAN和CAN-FD接口，采用TQFP80封裝。

存儲器來自微芯科技，型號24AA08-I，容量為1KB，支持1.7-5.5V工作電壓，采用SOIC-8封裝。

降壓芯片來自意法半導(dǎo)體，型號ST1S03，是一顆開關(guān)降壓芯片，支持16V輸入電壓，輸出電流1.5A，開關(guān)頻率1.5MHz，采用DFN6D封裝。

穩(wěn)壓芯片來自意法半導(dǎo)體，絲印B533，型號LD2985BM33R，支持16V輸入電壓，輸出電壓3.3V，輸出電流150mA，采用SOT23-5L封裝。

運放來自德州儀器，型號OPA4171，為4路低功耗運算放大器，支持36V工作電壓，采用TSSOP14封裝。

另一顆運放型號相同。

電壓比較器來自德州儀器，絲印MAP，型號LM2903，為通用雙路比較器，采用VSSOP8封裝。

AS3843電源芯片特寫。

觸發(fā)器來自安森美，型號NC7SZ74，是一顆單D型CMOS觸發(fā)器，帶預(yù)置和清除功能，采用US8封裝。

PFC控制器來自微芯科技，型號dsPIC33FJ64GS606，內(nèi)置16位DSPIC33F CPU，內(nèi)置64KB FLASH和9KB RAM，采用TQFP64封裝。

降壓芯片采用意法半導(dǎo)體ST1S03。

億光EL817光耦用于隔離通信。

散熱風扇來自建準，型號PF40561BX-D040-S99，規(guī)格為12V 1.39A，中國制造。

全部拆解一覽，來張全家福。

服務(wù)器電源網(wǎng)拆解總結(jié)

最后附上雅特生科技3500W碳化硅電源模塊的核心器件清單，方便大家查閱。

雅特生科技這款碳化硅電源模型型號為700-013900-0400，支持100-277V交流輸入和220-380V直流輸入，主路輸出電壓為50V，輸出電流70A，另一路輸出電壓為3.4V，輸出電流15A。電源內(nèi)部設(shè)有散熱風扇，從交流輸入端吸入空氣，從直流輸出端吹出散熱。

服務(wù)器電源網(wǎng)通過拆解了解到，雅特生科技和寬電源采用主動整流+交錯式PFC+全橋LLC+同步整流架構(gòu)，PFC控制器采用微芯科技dsPIC33FJ64GS606，搭配使用東芝TK39N60X PFC開關(guān)管和Wolfspeed CVFD20065A 碳化硅二極管，通過德州儀器UCC27524進行驅(qū)動。

LLC控制器采用dsPIC33FJ64GS608，LLC開關(guān)管采用東芝TK31V60X，同步整流管使用AOS萬國半導(dǎo)體AON6278，使用亞德諾半導(dǎo)體ADuM1210進行隔離，瑞薩ISL2111驅(qū)動器驅(qū)動同步整流管，待機電源采用英飛凌ICE2QR2280G-1電源芯片。電源采用日系品牌電容濾波，PCBA模塊涂有三防漆保護，內(nèi)部做工用料扎實。