交錯PFC+移相全橋架構設計，超微2000W碳化硅服務器電源拆解

前言

本期拆解帶來的是超微2000W 1U 冗余電源模塊，型號為PWS-2K04A-1R，由肯微科技股份有限公司制造。電源模塊支持100-127V和200-240V交流輸入，輸出電壓為12V，最大輸出電流166.7A。待機電源輸出電壓5V，輸出電流1A，具備鈦金牌轉換效率，標稱轉換效率超過96%。

電源模塊采用長條形金屬外殼，輸入端設有散熱風扇，安裝把手，電源插座和指示燈，輸出端設有金手指連接器。電源采用交錯雙向開關PFC+移相全橋+同步整流架構，具備PMBus接口。下面服務器電源網就帶來超微這款冗余電源的拆解，一起看看內部的做工和用料。

超微2000W碳化硅服務器電源外觀

超微2000W碳化硅服務器電源采用鍍鋅鋼板外殼。

機身正面粘貼信息標簽。

電源信息標簽特寫

型號：PWS-2K04A-1R

交流輸入：

1000W：100-127V / 12-9.5A / 50-60Hz

1800W：200-230V / 10-9.5A / 50-60Hz

1980W：220-230V / 10-9.8A / 50-60Hz

2000W：230-240V / 10-9.8A / 50-60Hz

直流輸出：

1000W：+12V / 83.3A ；+5Vsb / 1A

1800W：+12V / 150A ；+5Vsb / 1A

1980W：+12V / 165A ；+5Vsb / 1A

2000W：+12V / 166.7A ；+5Vsb / 1A

電源輸入端設有安裝提手，電源插座，指示燈和散熱風扇。

輸出端設有散熱格柵和金手指，內部設有散熱片。

殼體側面粘貼防拆標簽。

另一側設有鎖定卡扣。

對應散熱風扇位置鏤空降低厚度。

測得電源模塊長度約為335mm。

測得電源模塊寬度約為76.2mm。

測得電源模塊厚度約為38.3mm。

測得電源模塊重量約為1665g。

超微2000W碳化硅服務器電源拆解

看完了超微這款服務器電源的外觀展示，下面就進行拆解，一起看看內部的做工和用料。

擰下固定螺絲，拆下電源上蓋，內部粘貼麥拉片絕緣。

PCBA模塊與殼體之間設有麥拉片絕緣。

插座焊接導線連接，并設有藍色Y電容。接地線通過螺絲固定到外殼接地。

殼體內部粘貼鋁箔屏蔽。

PCBA模塊正面一覽，左側設有電源插座，保險絲，壓敏電阻，安規X2電容，共模電感。左側上方設有PFC控制小板，下方設有繼電器，開關管散熱片，PFC升壓電感。中間上方位置設有高壓濾波電容，中間設有移相全橋開關管散熱片，中間下方位置設有待機電源小板。

右側上方設有移相全橋變壓器，同步整流管，濾波固態電容，下方設有濾波電感，電流傳感器，濾波電容，控制小板和降壓小板。

PCBA模塊背面設有驅動器，二極管，穩壓芯片，隔離通信芯片，隔離驅動器等元件。

焊接拆下繼電器，控制小板，散熱片，高壓濾波電容，待機電源小板，控制小板和降壓小板，繼續進行拆解。

輸入端設有連接器，保險絲，壓敏電阻，安規X2電容和藍色Y電容。

右側設有共模電感，啟動電阻，PFC控制小板，高壓濾波電容，變壓器和同步整流管。

輸入端保險絲規格為16A 250V，外套熱縮管絕緣。

壓敏電阻料號TVR14471，用于吸收過壓浪涌。

安規X2電容規格為1μF。

兩顆藍色Y電容特寫。

共模電感采用漆包線繞制。

共模電感兩側設有氣體放電管。

安規X2電容規格為1μF。

藍色Y電容來自TDK，料號CD332M。

安規X2電容規格為1μF。

TVR14471壓敏電阻用于吸收過壓浪涌。

薄膜濾波電容來自日通工，規格為450V0.68μF。

另一顆薄膜電容規格相同。

熱敏電阻料號SCK 224。

兩顆熱敏電阻料號相同。

繼電器來自富士通，型號FTR-K1AK012T，內置一組常開觸點，觸點容量16A，線圈電壓12V。

PCBA模塊側面設有散熱片，待機電源小板和控制小板。

散熱片設有PFC開關管和碳化硅二極管。

PFC開關管來自意法半導體，型號STW42N65W5，NMOS，耐壓650V，導阻70mΩ，采用TO-247封裝。

另一顆開關管來自英飛凌，絲印65C7045，型號IPW65R045C7，NMOS，耐壓650V，導阻45mΩ，采用TO 247封裝。

整流管來自Wolfspeed，型號C3D10060A，為第三代碳化硅肖特基二極管，規格為600V 10A，采用TO-220-2封裝。

PFC開關管采用意法半導體STW42N65W5。

PFC開關管采用英飛凌IPW65R045C7。

整流管采用Wolfspeed C3D10060A。

驅動器來自德州儀器，型號UCC27519，是一顆單通道高速低側柵極驅動器，具備4A拉灌電流能力，采用SOT-23封裝。

另一顆驅動器型號相同。

兩顆PFC電感特寫，纏繞膠帶絕緣，底部設有電木板絕緣。

電流互感器用于檢測開關管電流。

另一側也設有電流互感器。

整流管來自達爾，型號S8KC，規格為1000V 8A，采用SMC封裝。

薄膜電容規格為450V0.68μF。

電感底部設有電木板絕緣。

薄膜電容規格為0.22μF450V。

開關管來自英飛凌，絲印6R099C6，型號IPP60R099C6，NMOS，耐壓650V，導阻99mΩ，采用TO220封裝。

整流管采用Wolfspeed C3D10060A。

驅動器來自德州儀器，絲印519Q，型號UCC27519A-Q1，符合AEC-Q100 1級，具備4A峰值拉灌電流，采用SOT-23封裝。

開關管來自英飛凌，絲印6R070C6，型號IPW60R070C6，NMOS，耐壓600V，導阻70mΩ，采用TO247封裝。

開關管右側設有保險絲。

薄膜電容規格為450V0.68μF。

薄膜電容規格為450V2.2μF。

PFC控制小板外側設有PFC控制器和模擬開關。

內側設有運放，驅動器和穩壓芯片。

PFC控制器來自德州儀器，型號UCD3028，是一顆具備兩個穩壓輸出和8個DPWM輸出的完全可編程數字電源控制器，內置32位 ARM7 RISC CPU，主頻31.25MHz，內置32KB FLASH和4KB RAM，支持PMBus，SCI和SPI通信接口，采用QFN40封裝。

切換開關來自亞德諾半導體，絲印S5B，型號ADG719，是一顆單刀雙擲開關，支持1.8-5.5V工作電壓，采用SOT-23封裝。

穩壓芯片來自微芯科技，絲印L2AA，型號MIC5235YM5，是一顆150mA輸出電流的穩壓芯片，支持24V輸入電壓，輸出電壓可調，采用SOT-23封裝。

運放來自德州儀器，型號LM358A，為雙通道運算放大器，采用TSSOP8封裝。

運放來自德州儀器，型號OPA376，是一顆精密低噪聲低靜態電流單運放，采用SOIC-8封裝。

驅動器來自德州儀器，型號UCC27511，是一顆具備分離輸出的單通道柵極驅動器，采用SOT-23封裝。

兩顆驅動器型號相同。

高壓濾波電容來自貴彌功，為KMW系列基板自立型小型化電解電容，規格為450V680μF。

移相全橋開關管來自意法半導體，型號STP25NM60ND，NMOS，耐壓650V，導阻130mΩ，采用TO-220封裝。

散熱片另一面兩顆開關管型號相同。

驅動器來自思佳迅，型號Si8233BD，為雙路獨立驅動器，芯片具備4A驅動能力，支持24V供電電壓，符合UL1577認證，具備5kVrms隔離能力，采用SOIC-16WB封裝。

兩顆快恢復二極管來自安森美，絲印U3J，型號MURS360，規格為600V 3A，采用SMC封裝。

電流互感器采用絕緣線繞制。

兩顆薄膜電容特寫。

電感采用漆包線繞制，底部設有電木板絕緣。

移相全橋變壓器特寫，次級采用銅片彎折，通過螺絲連接固定。

輸出端設有同步整流管，散熱片，濾波電感，控制小板，降壓小板和輸出濾波電容。

同步整流管來自英飛凌，型號IRLB3036，NMOS，耐壓60V，導阻2.4mΩ，采用TO-220封裝。

散熱片另一面設有同型號的同步整流管。

英飛凌IRLB3036同步整流管特寫。

內側還設有一組同型號的同步整流管。

散熱片上設有熱敏電阻檢測溫度。

對應每個同步整流管都設有獨立的驅動器。

驅動器采用德州儀器UCC27519。

輸出濾波電感特寫。

霍爾電流傳感器特寫。

三顆色環電阻并聯，阻值為56Ω。

濾波電感旁設有5顆電解電容。

濾波電容來自貴彌功，其中3顆為KZE系列長壽命電解電容，規格為16V2200μF。

兩顆為KY系列長壽命電解電容，規格為16V1000μF。

固態濾波電容來自貴彌功，為PSC系列導電性高分子固體鋁電解電容器，規格為470μF16V。

另一顆濾波電容規格相同。

三顆濾波電容規格相同。

輸出端設有6顆輸出控制管。

輸出控制管來自德州儀器，型號CSD17570Q5B，NMOS，耐壓30V，導阻0.56mΩ，采用SON5*6封裝。

背面還設有一顆同型號的輸出控制管。

二極管來自威世，絲印S104，型號SS10P4，為肖特基二極管，規格為40V10A，采用TO-277A封裝。

開關管來自安森美，型號FDS4435，PMOS，耐壓-30V，導阻20mΩ，采用SO-8封裝。

數字隔離芯片來自亞德諾半導體，型號ADUM2401，是一顆四通道數字隔離器，支持5V和3V工作電壓，支持90Mbps傳輸速率，具備3個正向通道和1個反向通道，采用16-Lead SOIC Wide封裝。

穩壓芯片來自意法半導體，絲印LD50，型號LD1117S50TR，支持15V輸入電壓，輸出電壓為5V，輸出電流800mA，采用SOT223封裝。

光耦來自瑞薩，型號PS2761B。

待機電源小板左側設有輸出濾波電容和整流管，右側設有待機電源芯片，濾波電容和穩壓芯片，中間設有變壓器。

背面設有反饋光耦和二極管。

輸入端保險絲規格為500mA250V。

TVS來自意法半導體，型號P6KE180A，用于吸收過壓浪涌。

濾波電容規格為0.22μF450V。

待機電源芯片來自帕沃英蒂格盛，型號TOP255EN，為TOPSwitch-HX系列，芯片內部集成700V開關管，PWM控制器，支持寬范圍輸入下26W輸出電壓，采用eSIP-7F封裝。

為主控芯片供電的濾波電容規格為50V47μF。

另一顆濾波電容規格為25V220μF。

濾波電容規格為16V220μF。

另一顆濾波電容規格相同。

穩壓芯片型號78M12，用于為主控芯片供電。

變壓器嚴密纏繞膠帶絕緣。

二極管來自意法半導體，型號STPS20H100CR，為肖特基二極管，規格為100V20A，采用I2PAK封裝。

濾波電容來自貴彌功，規格為180μF16V。

降壓小板正面設有同步降壓芯片，降壓電感和濾波電容。

背面設有濾波電感，電流采樣電阻和運放。

同步降壓芯片來自英飛凌，型號IR3859，是一顆高效同步降壓轉換器，支持21V輸入電壓，支持9A連續輸出電流，支持125℃工作溫度，采用QFN4*5封裝。

6.8μH降壓電感特寫。

濾波電容來自貴彌功，規格為560μF6.3V。

2.2μH濾波電感特寫。

運放采用德州儀器LM358A。

控制小板外側設有移相全橋控制器，運放，驅動器和ESD二極管。

控制小板內側設有存儲器。

移相全橋控制器來自德州儀器，型號UCD3040，采用QFP80封裝。

存儲器來自意法半導體，型號M95080-W，是一顆1KB容量的EEPROM，支持2.5-5.5V工作電壓，采用SO8封裝。

穩壓芯片采用微芯科技MIC5235YM5。

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。

運放采用德州儀器LM358A，采用SOIC8封裝。

驅動器采用德州儀器UCC27511。

另一顆驅動器型號相同。

ESD保護二極管來自德州儀器，絲印NG4P，型號TPD4E1U06，為四路ESD保護二極管，采用SOT-23封裝。

散熱風扇來自臺達，型號GFC0412DS-SM06，規格為12V 2.8A，中國制造。

全部拆解一覽，來張全家福。

服務器電源網拆解總結

最后附上超微2000W碳化硅服務器電源的核心器件清單，方便大家查閱。

超微這款電源模塊型號為PWS-2K04A-1R，支持100-127V和200-240V交流輸入，輸出電壓為12V，最大輸出電流166.7A，待機電源輸出電壓5V，輸出電流1A，額定輸出功率2000W。機身內部設有散熱風扇，從交流輸入端吸入空氣，從尾部連接器處吹出散熱。

服務器電源網通過拆解了解到，超微這款電源采用交錯PFC+移相全橋架構，PFC控制器采用德州儀器UCC3028，移相全橋控制器采用UCC3040。PFC開關管采用意法半導體STW42N65W5和英飛凌IPW65R045C7，使用Wolfspeed C3D10060A碳化硅二極管。

移相全橋采用意法半導體STP25NM60ND，使用英飛凌IRLB3036同步整流管。輸出控制管采用德州儀器CSD17570Q5B。待機電源芯片采用帕沃英蒂格盛TOP255EN，電源采用日系電容濾波，內部做工扎實，用料可靠。