台达 864W 1/4 砖 IBC 电源模块Q50SN12072RNDHQ方案解析
前言
随着 AI 算力、云计算与高密度服务器产业快速扩张,数据中心 48V 两级供电架构已成为行业主流方案,IBC 作为 48V 转 12V 的核心功率单元,直接决定整机供电效率、热表现与长期运行可靠性。
1/4 砖标准化 IBC 模块凭借紧凑尺寸、标准化安装、数字化管控、支持多机并联扩容等优势,广泛应用于机架服务器、网络交换机、存储阵列等设备。
台达 Q50SN12072RNDHQ 是一款工业标准 1/4 砖隔离 LLC 谐振 IBC 模块,输入适配 38~60V 宽直流母线,输出稳定 12V/72A 大功率直流,搭载完整 PMBus 数字监控系统,是高密度算力设备的主流配套电源器件。下面我们就来看看这款电源模块的具体设计。
台达 1/4 砖 IBC 电源模块外观

台达Q50SN12072RNDHQ电源模块采用1/4 砖工业标准尺寸设计,背面配套黑色铝合金散热基板并使用螺丝固定。

变压器上贴有电源模块铭牌
型号:Q50SN12072RNDHQ
输入:38-60V ⎓ / 26A
输出:+12V ⎓ / 72A

模块一端输入功率接线柱选用实心粗铜柱 + 大面积焊盘,匹配大功率载流需求。

另一端设有输出功率立柱和PMBus 复合信号排针。

铝合金散热基板上设有安装固定螺孔。

测得台达 1/4 砖 IBC 电源模块长度为58.48mm。

宽度为36.94mm。

厚度为11.56mm。

另外测得电源模块重量约为71g。
台达 1/4 砖 IBC 电源模块方案解析

台达Q50SN12072RNDHQ电源模块正面设有电源管理芯片、主控芯片、LLC半桥开关管以及同步整流管。

将背面铝合金散热基板拆下,背面器件填充导热胶,部分区域还贴有蓝色导热垫。

将板子背面清理干净,可以看到设有电流检测放大器、多颗驱动器、LLC半桥开关管、同步整流管、通用运算放大器以及稳压芯片。

20mΩ采样电阻特写。

电流检测放大器来自TI德州仪器,丝印BJK,实际型号为INA195,支持-16~80V 超宽电压输入,固定 100 倍电压增益,500kHz 信号带宽,采用SOT-23-5封装。

电源管理芯片来自TI德州仪器,型号LM34927,这是一款隔离 DC-DC 专用高压同步 Buck 偏置稳压器,支持7.5-100V宽输入电压范围,频率可调至 1MHz,并集成600mA 高侧和低侧开关,采用WSON-8封装。

搭配的电感特写。

主控芯片来自Infineon英飞凌,型号XDPP1100-Q024,搭载 Cortex‑M0 处理内核,内置硬件 LLC 调频控制模块、多路 DPWM 输出通道与多路 ADC 采集端口,集成同步整流时序控制、支路功率均分算法以及全套故障保护、PMBus 通讯功能,采用VQFN24封装。

驱动器来自德州仪器,型号LM5108,为100V耐压的半桥栅极驱动器,具备2.6A灌电流和1.6A拉电流输出,芯片具备互锁保护,支持使能控制,采用SON10封装。

另一颗德州仪器LM5108半桥栅极驱动器特写。

两颗LLC半桥开关管来自英飞凌,一颗丝印050N10N5,实际型号为BSC050N10NS5,NMOS管,耐压100V,导阻5mΩ,采用TDSON-8封装。
另一颗丝印052N08NS,实际型号为BSC052N08NS5,NMOS管,耐压80V,导阻5.2mΩ,采用TDSON-8封装。

第一颗变压器上贴有电源模块铭牌。

另一颗驱动器也是来自德州仪器,丝印SBA,型号UCC27524,是一颗具有负输入电压能力的双通道5A 高速低侧栅极驱动器,支持4.5-18V工作电压范围,采用WSON8封装。

同步整流管来自Vishay威世,丝印R680A,实际型号为SiR680ADP,NMOS管,耐压80V,导通电阻2.88mΩ,采用PowerPAK SO‑8封装。

另一颗也是来自Vishay威世,丝印R626L,实际型号为SiR626LDP,NMOS管,耐压60V,导通电阻1.5mΩ,采用PowerPAK SO‑8封装。

另一支路的德州仪器LM5108半桥栅极驱动器特写。

另一颗德州仪器LM5108特写。

LLC半桥开关管也是采用英飞凌BSC050N10NS5

另一颗采用英飞凌BSC052N08NS5。

另一颗变压器特写。

德州仪器UCC27524高速低侧栅极驱动器特写。

同步整流管采用威世SiR680ADP。

另一颗采用威世SiR626LDP。

电流检测放大器来自德州仪器,丝印 SEF,型号 INA213,支持最高 26V 共模电压,具备双向电流采样检测能力,拥有高精度低失调特性,采用 SC70-6 封装。

通用运算放大器来自TI德州仪器,丝印18E,实际型号为TLV6741,单通道架构,符合 RoHS 环保规范,湿敏等级 Level 2,额定工作温度区间-40℃~125℃,最高结温 150℃,满足大功率电源模块长期高温满载工况要求,采用SC70-5 封装。

稳压芯片来自德州仪器,丝印LPCG,型号LP2981A-33,支持2.5-16V输入电压,输出电流为100mA,输出电压3.3V,采用SOT-23封装。
服务器电源网总结

最后附上台达 1/4 砖 IBC 电源模块的核心器件清单,方便大家查阅。
台达 Q50SN12072RNDHQ 是标准 1/4 砖 IBC 电源模块,整机尺寸 58.48×36.94×11.56mm,重量仅 71g,适配 38~60V 宽直流输入,可稳定输出 12V/72A 合计 864W 大功率电能,面向云计算、AI 高密度服务器 48V 两级供电场景开发。
模块配备一体化铝合金散热基板、导热胶、导热垫实现高效散热。输入侧采用实心粗铜柱承载大电流,输出端集成功率立柱与 PMBus 复合信号排针,兼顾载流能力、标准化安装与数字化通讯调试需求,能够满足数据中心 7×24h时不间断满载运行的严苛工况。
电源采用两路完全镜像对称的 LLC 谐振支路交错并联功率架构,整机采用英飞凌 XDPP1100-Q024 数字主控芯片全域管控,搭配TI LM5108、UCC27524驱动器驱动英飞凌、威世功率MOS。
整套电路器件搭配规整、拓扑成熟,依靠数字化控制简化外围模拟电路,在高功率密度下实现优异的转换效率与运行稳定性。
