交錯(cuò)PFC+移相全橋架構(gòu)設(shè)計(jì)，超微2000W碳化硅服務(wù)器電源拆解

前言

本期拆解帶來(lái)的是超微2000W 1U 冗余電源模塊，型號(hào)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(jī)電源輸出電壓5V，輸出電流1A，具備鈦金牌轉(zhuǎn)換效率，標(biāo)稱(chēng)轉(zhuǎn)換效率超過(guò)96%。

電源模塊采用長(zhǎng)條形金屬外殼，輸入端設(shè)有散熱風(fēng)扇，安裝把手，電源插座和指示燈，輸出端設(shè)有金手指連接器。電源采用交錯(cuò)雙向開(kāi)關(guān)PFC+移相全橋+同步整流架構(gòu)，具備PMBus接口。下面服務(wù)器電源網(wǎng)就帶來(lái)超微這款冗余電源的拆解，一起看看內(nèi)部的做工和用料。

超微2000W碳化硅服務(wù)器電源外觀

超微2000W碳化硅服務(wù)器電源采用鍍鋅鋼板外殼。

機(jī)身正面粘貼信息標(biāo)簽。

電源信息標(biāo)簽特寫(xiě)

型號(hào)：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(shè)有安裝提手，電源插座，指示燈和散熱風(fēng)扇。

輸出端設(shè)有散熱格柵和金手指，內(nèi)部設(shè)有散熱片。

殼體側(cè)面粘貼防拆標(biāo)簽。

另一側(cè)設(shè)有鎖定卡扣。

對(duì)應(yīng)散熱風(fēng)扇位置鏤空降低厚度。

測(cè)得電源模塊長(zhǎng)度約為335mm。

測(cè)得電源模塊寬度約為76.2mm。

測(cè)得電源模塊厚度約為38.3mm。

測(cè)得電源模塊重量約為1665g。

超微2000W碳化硅服務(wù)器電源拆解

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

擰下固定螺絲，拆下電源上蓋，內(nèi)部粘貼麥拉片絕緣。

PCBA模塊與殼體之間設(shè)有麥拉片絕緣。

插座焊接導(dǎo)線連接，并設(shè)有藍(lán)色Y電容。接地線通過(guò)螺絲固定到外殼接地。

殼體內(nèi)部粘貼鋁箔屏蔽。

PCBA模塊正面一覽，左側(cè)設(shè)有電源插座，保險(xiǎn)絲，壓敏電阻，安規(guī)X2電容，共模電感。左側(cè)上方設(shè)有PFC控制小板，下方設(shè)有繼電器，開(kāi)關(guān)管散熱片，PFC升壓電感。中間上方位置設(shè)有高壓濾波電容，中間設(shè)有移相全橋開(kāi)關(guān)管散熱片，中間下方位置設(shè)有待機(jī)電源小板。

右側(cè)上方設(shè)有移相全橋變壓器，同步整流管，濾波固態(tài)電容，下方設(shè)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(shè)有驅(qū)動(dòng)器，二極管，穩(wěn)壓芯片，隔離通信芯片，隔離驅(qū)動(dòng)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(jī)電源小板，控制小板和降壓小板，繼續(xù)進(jìn)行拆解。

輸入端設(shè)有連接器，保險(xiǎn)絲，壓敏電阻，安規(guī)X2電容和藍(lán)色Y電容。

右側(cè)設(shè)有共模電感，啟動(dòng)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(xiǎn)絲規(guī)格為16A 250V，外套熱縮管絕緣。

壓敏電阻料號(hào)TVR14471，用于吸收過(guò)壓浪涌。

安規(guī)X2電容規(guī)格為1μF。

兩顆藍(lán)色Y電容特寫(xiě)。

共模電感采用漆包線繞制。

共模電感兩側(cè)設(shè)有氣體放電管。

安規(guī)X2電容規(guī)格為1μF。

藍(lán)色Y電容來(lái)自TDK，料號(hào)CD332M。

安規(guī)X2電容規(guī)格為1μF。

TVR14471壓敏電阻用于吸收過(guò)壓浪涌。

薄膜濾波電容來(lái)自日通工，規(guī)格為450V0.68μF。

另一顆薄膜電容規(guī)格相同。

熱敏電阻料號(hào)SCK 224。

兩顆熱敏電阻料號(hào)相同。

繼電器來(lái)自富士通，型號(hào)FTR-K1AK012T，內(nèi)置一組常開(kāi)觸點(diǎn)，觸點(diǎn)容量16A，線圈電壓12V。

PCBA模塊側(cè)面設(shè)有散熱片，待機(jī)電源小板和控制小板。

散熱片設(shè)有PFC開(kāi)關(guān)管和碳化硅二極管。

PFC開(kāi)關(guān)管來(lái)自意法半導(dǎo)體，型號(hào)STW42N65W5，NMOS，耐壓650V，導(dǎo)阻70mΩ，采用TO-247封裝。

另一顆開(kāi)關(guān)管來(lái)自英飛凌，絲印65C7045，型號(hào)IPW65R045C7，NMOS，耐壓650V，導(dǎo)阻45mΩ，采用TO 247封裝。

整流管來(lái)自Wolfspeed，型號(hào)C3D10060A，為第三代碳化硅肖特基二極管，規(guī)格為600V 10A，采用TO-220-2封裝。

PFC開(kāi)關(guān)管采用意法半導(dǎo)體STW42N65W5。

PFC開(kāi)關(guān)管采用英飛凌IPW65R045C7。

整流管采用Wolfspeed C3D10060A。

驅(qū)動(dòng)器來(lái)自德州儀器，型號(hào)UCC27519，是一顆單通道高速低側(cè)柵極驅(qū)動(dòng)器，具備4A拉灌電流能力，采用SOT-23封裝。

另一顆驅(qū)動(dòng)器型號(hào)相同。

兩顆PFC電感特寫(xiě)，纏繞膠帶絕緣，底部設(shè)有電木板絕緣。

電流互感器用于檢測(cè)開(kāi)關(guān)管電流。

另一側(cè)也設(shè)有電流互感器。

整流管來(lái)自達(dá)爾，型號(hào)S8KC，規(guī)格為1000V 8A，采用SMC封裝。

薄膜電容規(guī)格為450V0.68μF。

電感底部設(shè)有電木板絕緣。

薄膜電容規(guī)格為0.22μF450V。

開(kāi)關(guān)管來(lái)自英飛凌，絲印6R099C6，型號(hào)IPP60R099C6，NMOS，耐壓650V，導(dǎo)阻99mΩ，采用TO220封裝。

整流管采用Wolfspeed C3D10060A。

驅(qū)動(dòng)器來(lái)自德州儀器，絲印519Q，型號(hào)UCC27519A-Q1，符合AEC-Q100 1級(jí)，具備4A峰值拉灌電流，采用SOT-23封裝。

開(kāi)關(guān)管來(lái)自英飛凌，絲印6R070C6，型號(hào)IPW60R070C6，NMOS，耐壓600V，導(dǎo)阻70mΩ，采用TO247封裝。

開(kāi)關(guān)管右側(cè)設(shè)有保險(xiǎn)絲。

薄膜電容規(guī)格為450V0.68μF。

薄膜電容規(guī)格為450V2.2μF。

PFC控制小板外側(cè)設(shè)有PFC控制器和模擬開(kāi)關(guān)。

內(nèi)側(cè)設(shè)有運(yùn)放，驅(qū)動(dòng)器和穩(wěn)壓芯片。

PFC控制器來(lái)自德州儀器，型號(hào)UCD3028，是一顆具備兩個(gè)穩(wěn)壓輸出和8個(gè)DPWM輸出的完全可編程數(shù)字電源控制器，內(nèi)置32位 ARM7 RISC CPU，主頻31.25MHz，內(nèi)置32KB FLASH和4KB RAM，支持PMBus，SCI和SPI通信接口，采用QFN40封裝。

切換開(kāi)關(guān)來(lái)自亞德諾半導(dǎo)體，絲印S5B，型號(hào)ADG719，是一顆單刀雙擲開(kāi)關(guān)，支持1.8-5.5V工作電壓，采用SOT-23封裝。

穩(wěn)壓芯片來(lái)自微芯科技，絲印L2AA，型號(hào)MIC5235YM5，是一顆150mA輸出電流的穩(wěn)壓芯片，支持24V輸入電壓，輸出電壓可調(diào)，采用SOT-23封裝。

運(yùn)放來(lái)自德州儀器，型號(hào)LM358A，為雙通道運(yùn)算放大器，采用TSSOP8封裝。

運(yùn)放來(lái)自德州儀器，型號(hào)OPA376，是一顆精密低噪聲低靜態(tài)電流單運(yùn)放，采用SOIC-8封裝。

驅(qū)動(dòng)器來(lái)自德州儀器，型號(hào)UCC27511，是一顆具備分離輸出的單通道柵極驅(qū)動(dòng)器，采用SOT-23封裝。

兩顆驅(qū)動(dòng)器型號(hào)相同。

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

移相全橋開(kāi)關(guān)管來(lái)自意法半導(dǎo)體，型號(hào)STP25NM60ND，NMOS，耐壓650V，導(dǎo)阻130mΩ，采用TO-220封裝。

散熱片另一面兩顆開(kāi)關(guān)管型號(hào)相同。

驅(qū)動(dòng)器來(lái)自思佳迅，型號(hào)Si8233BD，為雙路獨(dú)立驅(qū)動(dòng)器，芯片具備4A驅(qū)動(dòng)能力，支持24V供電電壓，符合UL1577認(rèn)證，具備5kVrms隔離能力，采用SOIC-16WB封裝。

兩顆快恢復(fù)二極管來(lái)自安森美，絲印U3J，型號(hào)MURS360，規(guī)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(xiě)。

電感采用漆包線繞制，底部設(shè)有電木板絕緣。

移相全橋變壓器特寫(xiě)，次級(jí)采用銅片彎折，通過(guò)螺絲連接固定。

輸出端設(shè)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(lái)自英飛凌，型號(hào)IRLB3036，NMOS，耐壓60V，導(dǎo)阻2.4mΩ，采用TO-220封裝。

散熱片另一面設(shè)有同型號(hào)的同步整流管。

英飛凌IRLB3036同步整流管特寫(xiě)。

內(nèi)側(cè)還設(shè)有一組同型號(hào)的同步整流管。

散熱片上設(shè)有熱敏電阻檢測(cè)溫度。

對(duì)應(yīng)每個(gè)同步整流管都設(shè)有獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)器。

驅(qū)動(dòng)器采用德州儀器UCC27519。

輸出濾波電感特寫(xiě)。

霍爾電流傳感器特寫(xiě)。

三顆色環(huán)電阻并聯(lián)，阻值為56Ω。

濾波電感旁設(shè)有5顆電解電容。

濾波電容來(lái)自貴彌功，其中3顆為KZE系列長(zhǎng)壽命電解電容，規(guī)格為16V2200μF。

兩顆為KY系列長(zhǎng)壽命電解電容，規(guī)格為16V1000μF。

固態(tài)濾波電容來(lái)自貴彌功，為PSC系列導(dǎo)電性高分子固體鋁電解電容器，規(guī)格為470μF16V。

另一顆濾波電容規(guī)格相同。

三顆濾波電容規(guī)格相同。

輸出端設(shè)有6顆輸出控制管。

輸出控制管來(lái)自德州儀器，型號(hào)CSD17570Q5B，NMOS，耐壓30V，導(dǎo)阻0.56mΩ，采用SON5*6封裝。

背面還設(shè)有一顆同型號(hào)的輸出控制管。

二極管來(lái)自威世，絲印S104，型號(hào)SS10P4，為肖特基二極管，規(guī)格為40V10A，采用TO-277A封裝。

開(kāi)關(guān)管來(lái)自安森美，型號(hào)FDS4435，PMOS，耐壓-30V，導(dǎo)阻20mΩ，采用SO-8封裝。

數(shù)字隔離芯片來(lái)自亞德諾半導(dǎo)體，型號(hào)ADUM2401，是一顆四通道數(shù)字隔離器，支持5V和3V工作電壓，支持90Mbps傳輸速率，具備3個(gè)正向通道和1個(gè)反向通道，采用16-Lead SOIC Wide封裝。

穩(wěn)壓芯片來(lái)自意法半導(dǎo)體，絲印LD50，型號(hào)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(lái)自瑞薩，型號(hào)PS2761B。

待機(jī)電源小板左側(cè)設(shè)有輸出濾波電容和整流管，右側(cè)設(shè)有待機(jī)電源芯片，濾波電容和穩(wěn)壓芯片，中間設(shè)有變壓器。

背面設(shè)有反饋光耦和二極管。

輸入端保險(xiǎn)絲規(guī)格為500mA250V。

TVS來(lái)自意法半導(dǎo)體，型號(hào)P6KE180A，用于吸收過(guò)壓浪涌。

濾波電容規(guī)格為0.22μF450V。

待機(jī)電源芯片來(lái)自帕沃英蒂格盛，型號(hào)TOP255EN，為T(mén)OPSwitch-HX系列，芯片內(nèi)部集成700V開(kāi)關(guān)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(guī)格為50V47μF。

另一顆濾波電容規(guī)格為25V220μF。

濾波電容規(guī)格為16V220μF。

另一顆濾波電容規(guī)格相同。

穩(wěn)壓芯片型號(hào)78M12，用于為主控芯片供電。

變壓器嚴(yán)密纏繞膠帶絕緣。

二極管來(lái)自意法半導(dǎo)體，型號(hào)STPS20H100CR，為肖特基二極管，規(guī)格為100V20A，采用I2PAK封裝。

濾波電容來(lái)自貴彌功，規(guī)格為180μF16V。

降壓小板正面設(shè)有同步降壓芯片，降壓電感和濾波電容。

背面設(shè)有濾波電感，電流采樣電阻和運(yùn)放。

同步降壓芯片來(lái)自英飛凌，型號(hào)IR3859，是一顆高效同步降壓轉(zhuǎn)換器，支持21V輸入電壓，支持9A連續(xù)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(xiě)。

濾波電容來(lái)自貴彌功，規(guī)格為560μF6.3V。

2.2μH濾波電感特寫(xiě)。

運(yùn)放采用德州儀器LM358A。

控制小板外側(cè)設(shè)有移相全橋控制器，運(yùn)放，驅(qū)動(dòng)器和ESD二極管。

控制小板內(nèi)側(cè)設(shè)有存儲(chǔ)器。

移相全橋控制器來(lái)自德州儀器，型號(hào)UCD3040，采用QFP80封裝。

存儲(chǔ)器來(lái)自意法半導(dǎo)體，型號(hào)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(wěn)壓芯片采用微芯科技MIC5235YM5。

運(yùn)放來(lái)自德州儀器，型號(hào)OPA4171，為4路低功耗運(yùn)算放大器，支持36V工作電壓，采用TSSOP14封裝。

運(yùn)放采用德州儀器LM358A，采用SOIC8封裝。

驅(qū)動(dòng)器采用德州儀器UCC27511。

另一顆驅(qū)動(dòng)器型號(hào)相同。

ESD保護(hù)二極管來(lái)自德州儀器，絲印NG4P，型號(hào)TPD4E1U06，為四路ESD保護(hù)二極管，采用SOT-23封裝。

散熱風(fēng)扇來(lái)自臺(tái)達(dá)，型號(hào)GFC0412DS-SM06，規(guī)格為12V 2.8A，中國(guó)制造。

全部拆解一覽，來(lái)張全家福。

服務(wù)器電源網(wǎng)拆解總結(jié)

最后附上超微2000W碳化硅服務(wù)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(hào)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(jī)電源輸出電壓5V，輸出電流1A，額定輸出功率2000W。機(jī)身內(nèi)部設(shè)有散熱風(fēng)扇，從交流輸入端吸入空氣，從尾部連接器處吹出散熱。

服務(wù)器電源網(wǎng)通過(guò)拆解了解到，超微這款電源采用交錯(cuò)PFC+移相全橋架構(gòu)，PFC控制器采用德州儀器UCC3028，移相全橋控制器采用UCC3040。PFC開(kāi)關(guān)管采用意法半導(dǎo)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(dǎo)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(jī)電源芯片采用帕沃英蒂格盛TOP255EN，電源采用日系電容濾波，內(nèi)部做工扎實(shí)，用料可靠。