圖騰柱PFC+移相全橋架構設計，光寶3000W碳化硅直流電源模塊拆解

前言

本期拆解帶來的是光寶推出的一款3000W碳化硅直流電源模塊，這款模塊型號為PS-2322-HADU-LF，支持200-277V交流輸入，額定輸出直流電壓240V，輸出電流12.5A，待機電源輸出電壓12V，輸出電流100mA。

電源模塊采用長條形外殼，外側設有安裝提手，指示燈和散熱風扇，內側設有輸入和輸出連接器。電源內部使用圖騰柱PFC+兩路移相全橋架構，使用Wolfspeed碳化硅開關管和意法半導體碳化硅二極管。下面服務器電源網就帶來這款模塊的拆解，一起看看內部的方案和用料。

光寶3000W碳化硅直流電源模塊外觀

光寶碳化硅電源模塊為長條形造型，采用鍍鋅鋼板外殼，機身正面粘貼標簽。

殼體采用拼接結構，蓋板通過螺絲固定。

外殼設有彈片接地。

電源機身標簽特寫

型號：PS-2322-HADU-LF

交流輸入：200-277V~ 50-60Hz 22A MAX

直流輸出：+240V ? 12.5A MAX

+12Vsb_PSC ? 100mA MAX

機身側面設有鎖定卡扣和接地彈片。

機身側面的鎖定卡扣特寫。

機身側面接地彈片特寫。

殼體背面設有固定螺絲孔。

電源外側設有散熱風扇，安裝提手和指示燈。

尾部上方設有輸入連接器，底部為輸出連接器，兩側設有濾波電容。

測得電源機身長度約為790mm。

電源機身寬度約為80mm。

電源機身厚度約為40mm。

測得電源重量約為6.7kg。

光寶3000W碳化硅直流電源模塊拆解

看完了光寶這款電源模塊的外觀展示，下面就進行拆解，一起看看內部的方案和用料。

首先擰下固定螺絲，拆開電源外殼。

電源殼體通過拼接組成，內部粘貼麥拉片絕緣。

麥拉片粘貼導熱墊利用外殼散熱。

電源內部由多塊PCBA模塊組成，之間通過導線連接。

外側設有散熱風扇，升壓模塊和高壓濾波電容。

輸出側設有移相全橋模塊。

模塊之間設有導線連接。

擰下固定螺絲，拆解取出內部PCBA模塊，上方為移相全橋模塊，中間為圖騰柱PFC模塊，下方為升壓模塊。

PFC模塊正面一覽，右側設有輸入連接器，壓敏電阻和保險絲外套熱縮管絕緣，Y電容外套熱縮管絕緣，并打膠加固。中間位置設有切換繼電器和軟啟動開關管，左側設有PFC開關管，高壓濾波電容，PFC升壓電感和兩路輔助電源。

PFC模塊背面設有驅動器，整流橋，隔離采樣芯片，電流采樣電阻等元件。

側面連接器一覽，左側為雙路交流輸入，中間為通信端子，右側為直流輸入。

PCB焊接連接端子，連接到側面銅條，通過螺絲固定。銅條內側設有控制小板。

直流輸入通過側面銅條連接到升壓模塊。

輸入端設有保險絲和壓敏電阻。

保險絲和壓敏電阻外套熱縮管絕緣，保險絲規格為20A。

壓敏電阻料號TVR14561，用于吸收過壓浪涌。

Y電容外套熱縮管絕緣，并打膠固定。

Y電容來自華新科，料號AH222M。

中間位置設有切換繼電器和開關管。

安規X2電容來自凱勵，規格為0.33μF。

另一顆電容規格相同。

藍色薄膜電容特寫。

用于輸入切換的繼電器和軟啟動的開關管特寫。

切換繼電器來自宏發，型號HF115F/012-1HS3AF，為小型功率繼電器，觸點容量16A250VAC，線圈電壓12V，兩顆繼電器串聯連接。

兩顆8mΩ取樣電阻并聯，用于輸入電流檢測。

整流橋來自光寶，型號TT8M，規格為1000V 8A，采用TTL封裝。

IGBT來自英飛凌，絲印H30SR5，型號IHW30N160R5，為分立IGBT器件，帶反并聯二極管，規格為1600V30A，采用TO247-3封裝。

輸出端設有安規X2電容，共模電感等元件，并設有金屬屏蔽罩。

安規X2電容來自華容，規格為1.5μF。

兩顆藍色Y電容特寫。

共模電感采用漆包線繞制，底部設有電木板絕緣。

共模電感兩側設有氣體放電管。

另一顆氣體放電管特寫。

兩顆安規X2電容特寫。

三顆藍色Y電容特寫。

兩顆5mΩ電阻并聯，用于PFC電感電流檢測。

隔離放大器來自德州儀器，型號AMC1301，是一顆精密增強型隔離放大器，支持±250mV輸入電壓范圍，支持-40~125℃工作溫度，采用SOIC8封裝，用于電流信號采集。

散熱片設有圖騰柱PFC開關管。

背面設有繼電器和啟動電阻。

散熱片背面設有熱敏電阻，并設有供電變壓器。

繼電器采用宏發HF115F/012-1HS3AF。

啟動電阻來自TDK，料號C1412。

圖騰柱PFC快管來自Wolfspeed，型號C3M0065090D，為碳化硅開關管，耐壓900V，導阻65mΩ，采用TO 247-3封裝。

驅動器來自思佳迅，型號Si8273BBD，為雙路隔離驅動器，具有高瞬態抗擾度，具備2500kVrms隔離能力，支持-40~125℃工作溫度，采用16-pin SOIC封裝。

圖騰柱PFC慢管來自安森美，型號NTHL027N65S3HF，NMOS，耐壓650V，導阻27.4mΩ，采用TO-247-3LD封裝。

用于驅動圖騰柱PFC慢管的驅動器型號相同。

驅動器來自德州儀器，型號UCC27424，為雙通道低側柵極驅動器，支持4A輸出電流，采用SOIC8封裝。

為隔離驅動器供電的變壓器特寫。

另一顆變壓器特寫。

PFC電感采用磁環繞制。

兩顆隔離變壓器特寫。

濾波電容來自紅紅寶石，為MXH系列電解電容，規格為500V1200μF。

電容焊接小板轉接，并粘貼麥拉片絕緣。

輔助電源保險絲來自誠潤電子，規格為2A300V。

NTC熱敏電阻料號SCK052。

整流橋來自臺半，型號ABS20M，規格為1000V 2A，采用ABS封裝。

高壓濾波電容來自紅寶石，為BXC系列長壽命電解電容，規格為500V6.8μF。

輔助電源芯片來自意法半導體，型號VIPER17H，是一顆固定頻率6W高性能離線高壓轉換器，芯片內置800V開關管，集成高壓啟動，開關頻率115kHz，采用SO16封裝。

光寶LTV217光耦用于反饋控制。

輔助電源保險絲來自誠潤電子，規格為2A300V。

NTC熱敏電阻料號SCK052。

整流橋來自光寶，型號ABS20MH，規格為1000V2A，采用SOPA-4封裝。

高壓濾波電容來自貴彌功，為KXJ系列長壽命電解電容，規格為500V6.8μF。

輔助電源芯片采用意法半導體VIPER17H。

光寶LTV217光耦用于反饋控制。

輔助電源變壓器粘貼膠帶絕緣。

電壓比較器來自德州儀器，絲印T1IG，型號TL331，為高壓單路差分比較器，采用SOT23-5封裝。

線性穩壓芯片來自德州儀器，絲印TJ，型號TLV1117LV33，具備極低的靜態電流，輸出電壓3.3V，輸出電流1A，支持-40~125℃工作溫度，采用SOT-223封裝。

控制小板外側設有控制器，存儲器，運放，驅動器，降壓模塊，輔助電源芯片，隔離芯片和光耦。

另一面設有降壓芯片，輔助電源開關管，輔助電源變壓器，驅動器，運放，整流二極管和濾波電容。

實時微控制器來自德州儀器，型號TMS320F28075，芯片內置120MHz主頻CPU，芯片內置C2000 32位MCU，內置C28x CPU和CLA，內置單精度FPU。芯片內部集成512K FLASH和100KB SRAM，集成12位ADC，采用HTQFP100封裝。

芯片外置10.04MHz時鐘晶振。

存儲器來自意法半導體，絲印456W8，型號M24256-BWDW6TP，容量為32KB，支持1.7-5.5V工作電壓，采用TSSOP8封裝。

電壓比較器來自意法半導體，型號LM393，為低功耗雙路電壓比較器，采用SO8封裝。

另一顆電壓比較器型號相同。

復用器來自安世半導體，型號74LV4052，是雙路4通道模擬開關，采用TSSOP16封裝。

運放來自意法半導體，絲印V992AI，型號TSV992A，是一顆軌對軌輸入輸出的雙運放，支持2.5-5.5V工作電壓，采用SO8封裝。

另一顆運放型號相同。

電壓比較器采用意法半導體LM393。

另一面設有意法半導體TSV992A雙運放。

另一顆運放型號相同。

還設有3顆型號相同的雙運放。

驅動器采用德州儀器UCC27424。

另一顆驅動器型號相同。

驅動器來自德州儀器，型號UCC21520，為雙通道隔離驅動器，支持4A拉電流和6A灌電流，具備5.7kVrms隔離能力，支持3-18V輸入電壓和25V驅動電壓，具備欠壓閉鎖保護，采用SOIC16封裝。

隔離芯片來自亞德諾半導體，型號ADUM2250，是一顆雙通道I2C隔離器，支持雙向I2C通信，具備5000Vrms隔離能力，采用SOIC16封裝。

另一顆隔離芯片來自德州儀器，型號ISO7741，是一顆四通道增強型數字隔離器，具備3個正向通道和1個反向通道，支持100Mbps傳輸速率，支持-55~125℃工作溫度，采用SOIC16封裝。

降壓模塊來自芯源系統，型號MPM3620，是一顆集成電感和開關管以及電容的同步降壓變換器模塊，支持2A輸出電流，采用QFN-20封裝。

線性穩壓芯片采用德州儀器TLV1117LV33。

降壓芯片來自德州儀器，型號TPS5410，是一顆寬輸入范圍降壓轉換器，支持5.5-36V輸入電壓，輸出電流1A，開關頻率500kHz，采用SOIC8封裝。

15μH降壓電感特寫。

濾波電容來自貴彌功，為MZK系列長壽命電解電容，規格為47μF35V。

輔助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的反激控制器，支持高壓啟動，開關頻率為65kHz，采用SOIC-7封裝。

為輔助電源芯片供電的濾波電容規格為47μF35V。

輔助電源開關管來自英飛凌，型號SPD02N80C3，NMOS，耐壓800V，導阻2.7Ω，采用TO252-3封裝。

變壓器磁芯嚴密纏繞膠帶絕緣。

同步整流管來自安森美，型號FDMS86255，NMOS，耐壓150V，導阻12.4mΩ，采用Power56封裝。

濾波電容來自貴彌功，為PXG系列導電性高分子固體鋁電解電容器，規格為180μF16V。

濾波電容來自貴彌功，規格為68μF25V。

濾波電容來自貴彌功，為PXK系列導電性高分子固體鋁電解電容器，規格為100μF16V。

濾波電容來自貴彌功，規格為68μF25V。

二極管來自安世，絲印100VL06E，型號PMEG100V060ELPD，為低漏電肖特基二極管，規格為100V 6A，通過AEC-Q101認證，采用CFP15封裝。

電壓比較器采用德州儀器TL331。

億光EL1018光耦用于隔離通信。

升壓模塊正面一覽，右側設有連接端子，端子左側設有磁環電感，下方設有高壓濾波電容。左側上方設有開關管，下方設有變壓器和整流管，頂部設有控制小板。

背面設有隔離放大器，驅動器，二極管。

小板側面設有整流管散熱器和高壓濾波電容。

另一面設有控制小板。

焊接拆下散熱片，控制小板和高壓濾波電容，繼續進行拆解。

輸入濾波電容來自貴彌功，為KZN系列長壽命電解電容，規格為80V470μF，外套熱縮管絕緣。

開關管來自安森美，型號FDB86135，NMOS，耐壓100V，導阻3mΩ，采用D2-PAK封裝。

驅動器采用德州儀器UCC21520。

升壓電感采用磁環繞制，底部設有電木板絕緣。

兩顆1mΩ電阻并聯，用于檢測電感電流。

電流檢測放大器來自德州儀器，絲印I240A2，型號INA240，是一顆具有增強型PWM抑制的雙向超精密電流檢測放大器，支持-4-80V共模電壓，采用TSSOP8封裝。

兩顆1mΩ電阻特寫。

電流檢測芯片使用德州儀器INA240。

散熱片上固定四顆開關管。

開關管來自英飛凌，絲印110N20N，型號IPP110N20N3 G，耐壓200V，導阻10.7mΩ，采用TO220-3封裝。

另一片散熱片上也設有四顆開關管。

開關管型號相同。

為隔離驅動器供電的變壓器特寫。

驅動器采用德州儀器UCC27424。

薄膜濾波電容規格為1μF450V。

另一顆薄膜電容規格相同。

驅動器來自亞德諾，型號ADUM4223，是一顆隔離式精密半橋驅動器，具備4A輸出電流，具備5KV RMS隔離能力，采用SOIC-16封裝。

二極管來自臺半，型號TSSD20L200SW，為溝槽肖特基二極管，規格為200V 20A，采用TO-252封裝。

另一顆二極管型號相同。

變壓器嚴密纏繞膠帶絕緣，底部設有電木板絕緣。

二極管固定在散熱片上。

二極管來自Wolfspeed，型號C3D16065A，為碳化硅二極管，規格為650V 18A，采用TO-220-2封裝。

兩顆10mΩ電阻并聯，用于檢測輸出電流。

電流檢測芯片使用德州儀器INA240。

MLCC濾波電容特寫。

高壓濾波電容來自紅寶石，規格為500V1200μF。

隔離放大器采用德州儀器AMC1301，用于輸出電壓檢測。

電壓比較器來自德州儀器，絲印RAI，型號TLV3201，為單路微功耗比較器，采用SOT-23封裝。

另一顆比較器型號相同。

億光EL1018光耦用于反饋控制。

控制小板內側設有運放和定時器。

另一面設有微控制器，電壓比較器，運放，穩壓芯片和反饋光耦。

實時微控制器來自德州儀器，型號TMS320F280041，芯片內置100MHz主頻CPU，芯片內置C2000 32位MCU，內置C28x CPU和CLA，內置單精度FPU。芯片內部集成128K FLASH和100KB SRAM，集成12位ADC，具備PMBus接口和I2C等接口，采用LQFP64封裝。

芯片外置10.04MHz時鐘晶振。

線性穩壓芯片采用德州儀器TLV1117LV33。

電壓比較器來自意法半導體，絲印M393，型號LM393ST，為低功耗雙路電壓比較器，采用MiniSO8封裝。

運放采用意法半導體TSV992A。

運放采用意法半導體TSV992A。

運放采用意法半導體TSV992A。

定時器來自德州儀器，型號NE555，為單精度計時器，支持5-15V工作電壓范圍，采用SOIC-8封裝。

運放來自意法半導體，絲印K401，型號TS321ILT，可用于單電源應用，采用SOT23-5封裝。

光寶LTV1018光耦用于隔離通信。

移相全橋模塊左側設有變壓器，中間位置設有移相全橋開關管，電流互感器，右側設有移相全橋變壓器，整流管，濾波電感，濾波電容，最右側設有連接器。

直流電源輸入通過導線和連接器連接。

背面設有隔離放大器，移相全橋控制器，隔離驅動器和輸出控制管。

拆下移相全橋開關管和整流管，繼續進行拆解。

移相全橋控制器來自德州儀器，型號UCC28950，是一顆適用于寬輸入電壓范圍的移相全橋控制器，支持同步整流控制，采用增強型零電壓運行，支持-40~125℃工作溫度，采用TSSOP24封裝。

另一顆移相全橋控制器型號相同。

驅動器采用亞德諾半導體ADUM4223。

兩顆驅動器型號相同。

散熱片設有移相全橋開關管。

開關管來自英飛凌，絲印60C7099，型號IPP60R099C7，為CoolMOS C7系列，NMOS，耐壓650V，導阻99mΩ，采用TO-220封裝。

另外兩顆絲印60C7120，型號IPP60R120C7，耐壓650V，導阻120mΩ，采用TO-220封裝。

MLCC濾波電容特寫。

諧振電感嚴密纏繞膠帶絕緣。

電流互感器采用漆包線繞制，外套熱縮管絕緣。

另一路諧振電感纏繞膠帶絕緣。

電流互感器外套熱縮管絕緣。

薄膜電容規格為1μF450V。

為隔離驅動器供電的變壓器特寫。

驅動器采用德州儀器UCC27424。

背面兩顆驅動器來自英飛凌，絲印2N7424AF，型號2EDN7424，是一顆雙通道4A低側高速柵極驅動器，采用DSO-8封裝。

移相全橋變壓器側面設有散熱片，對應單獨的整流管也設有散熱片。

移相全橋變壓器采用利茲線繞制。

整流管固定在散熱片上。

整流管來自意法半導體，型號STPSC10H065DI，為碳化硅肖特基二極管，規格為650V 10A，采用TO-220AC Ins封裝。

另外3顆二極管型號相同。

共使用8顆同型號的二極管。

輸出濾波電感采用漆包線繞制，底部設有電木板絕緣。

藍色Y電容來自TDK。料號CS222M。

輸出濾波電容來自貴彌功，外側兩顆外套熱縮管絕緣，規格為350V150μF，中間一顆規格為350V120μF。

三顆40mΩ取樣電阻并聯，用于檢測輸出電流。

MLCC濾波電容特寫。

輸出控制管來自英飛凌，型號IPD60R180P7，NMOS，耐壓650V，導阻180mΩ，采用TO252-3封裝。

背面還設有4顆同型號的輸出控制管。

MLCC濾波電容特寫。

電源輸出插座特寫。

隔離放大器采用德州儀器AMC1301。

穩壓芯片來自德州儀器，型號LM78L05AM，支持30V輸入電壓，輸出電壓5V，輸出電流100mA，采用SOIC8封裝。

另一顆穩壓芯片型號相同。

光寶LTV1018光耦特寫。

MCU來自微芯科技，型號dsPIC33EP128GS708，內置16位dsPIC33E CPUI，內置128KB FLASH和8KB SRAM，內置12位ADC，采用TQFP80封裝。

存儲器來自意法半導體，絲印402WT，型號M24C02-WDW6TP，容量為256字節，支持2.5-5.5V工作電壓，采用TSSOP8封裝。

另一顆存儲器型號M24256-BWDW6TP。

降壓模塊來自芯源系統，型號MPM3620。

運放來自意法半導體，絲印K405，型號LM358ST，為低功耗雙運放，采用miniSO8封裝。

運放采用意法半導體LM358ST。

運放采用意法半導體TS321ILT。

另一顆運放型號相同。

運放來自意法半導體，絲印K129，型號TSV991A，采用SOT23-5封裝。

開關管來自英飛凌，絲印0580NS，采用TDSON-8封裝。

隔離放大器采用德州儀器AMC1301。

電壓比較器采用德州儀器TL331。

電流檢測芯片來自安森美，絲印AZY，型號NCS199A3R，支持26V共模電壓，支持雙向應用，支持低壓側或高壓側應用，采用SC70-6封裝。

電流檢測芯片使用德州儀器INA240。

比較器來自德州儀器，型號LM2901，為四路差分比較器，采用TSSOP14封裝。

運放采用意法半導體TSV992A。

供電控制管來自AOS萬國半導體，型號AO4468，NMOS，耐壓30V，導阻14mΩ，采用SOIC-8封裝。

AOS萬國半導體 AO4468 資料信息。

驅動器采用英飛凌2EDN7424。

供電變壓器特寫。

開關管來自安森美，型號FCB260N65S3，NMOS，耐壓650V，導阻260mΩ，采用D2PAK封裝。

二極管來自瑞能，型號BYC8B-600P，規格為600V8A，采用D2PAK封裝。

變壓器采用高溫膠帶嚴密纏繞絕緣。

另一顆變壓器粘貼膠帶絕緣。

濾波電容來自紅寶石，規格為80V100μF。

電流檢測芯片使用德州儀器INA240。

濾波電感嚴密纏繞膠帶絕緣。

濾波電容規格為220μF16V。

驅動器采用德州儀器UCC27424。

運放來自安森美，型號LM358，為單電壓雙運放，采用Micro8封裝。

電壓比較器采用德州儀器TL331。

運放采用意法半導體TSV992A。

光寶LTV1018光耦特寫。

MLCC電容來自禾伸堂。

另一組MLCC電容特寫。

散熱風扇和連接導線通過扎帶固定。

散熱風扇來自美蓓亞三美，型號04028DA-12T-AKH，規格為12V 1.95A，設有靜葉片，中國制造。

檢測溫度的熱敏電阻特寫。

指示燈小板正面設有6顆LED。

小板背面連接端子特寫。

全部拆解一覽，來張全家福。

服務器電源網拆解總結

最后附上光寶3000W碳化硅電源模塊的核心物料清單，方便大家查閱。

光寶這款碳化硅電源模塊型號為PS-2322-HADU-LF，支持200-277V交流輸入，最大輸出功率為3000W。電源額定輸出直流電壓240V，輸出電流12.5A，待機電源輸出電壓12V，輸出電流100mA。模塊內置散熱風扇，從外側吸入空氣，經過電源內部，從內側連接器處吹出散熱。

服務器電源網通過拆解了解到，光寶這款電源模塊采用三塊PCBA模塊組成，分別為圖騰柱PFC模塊，升壓模塊和移相全橋模塊。圖騰柱PFC模塊支持兩路交流輸入，通過繼電器切換，設有兩路獨立的輔助電源。

圖騰柱PFC模塊采用德州儀器TMS320F28075實時微控制器，圖騰柱PFC快管采用Wolfspeed C3M0065090D碳化硅MOS管，慢管采用安森美NTHL027N65S3HF，使用思佳迅Si8273BBD驅動。

升壓模塊采用英飛凌IPP110N20N3 G開關管搭配Wolfspeed C3D16065A碳化硅二極管，使用德州儀器TMS320F280041實時微控制器。移相全橋采用德州儀器UCC28950控制器，搭配使用英飛凌IPP60R099C7和IPP60R120C7開關管。使用意法半導體STPSC10H065DI碳化硅二極管整流。

電源模塊使用微芯科技dsPIC33EP128GS708 MCU進行整機控制，使用德州儀器AMC1301隔離放大器進行參數檢測，電源內部采用日系紅寶石和貴彌功電容濾波，內部器件外套熱縮管纏繞膠帶絕緣，并打膠固定，用料和設計扎實可靠。