PFC+半桥LLC拓扑设计,台达1600W碳化硅服务器电源拆解
前言
本期拆解带来的是台达1600W服务器电源,这款电源型号为DPS-1600AB-37 A,支持100-120V和200-240V交流输入,支持240V直流输入。直流输出电压为12V,输出电流132A,待机电源输出电压12V,输出电流2.1A。
这款电源采用CPRS规格,机身外侧设有散热风扇和电源插座,机身内侧设有金手指连接器。电源采用PFC+半桥LLC+同步整流架构,内置科锐碳化硅二极管。下面服务器电源网就带来台达这款碳化硅服务器电源的拆解,一起看看内部的设计和用料。
台达1600W碳化硅服务器电源外观

台达1600W碳化硅电源采用镀锌钢板外壳。

机身正面设有接地弹片,并粘贴信息标签。

电源机身标签特写:
型号:DPS-1600AB-37 A
自动调整输入:47Hz-63Hz
输入:100-120V~13.8A
输出:1000W MAX
+12V ⎓ 83A +12VSB ⎓ 2.1A
输入:200-240V~9.6A or 240V ⎓ 8.5A MAX
输出:1600W MAX
+12V ⎓ 132A +12VSB ⎓ 2.1A

机身正面设有接地弹片。

电源背面设有接地弹片和固定螺丝。

电源背面接地弹片特写。

壳体通过螺丝固定。

电源输入端设有散热风扇,品字插座和LED指示灯。

电源安装提手特写。

电源品字插座特写。

LED指示灯特写。

输出端设有散热格栅和金手指。

壳体通过卡扣和螺丝固定。

测得电源模块长度约为199.4mm。

电源模块宽度约为74.7mm。

电源模块厚度约为39mm。

电源模块拿在手上的大小直观感受。

测得电源模块重量约为913g。
台达1600W碳化硅服务器电源拆解
看完了台达这款服务器电源的外观展示,下面就进行拆解,一起看看内部的方案和用料。

首先拧下固定螺丝,拆开电源外壳。

PCBA模块覆盖麦拉片绝缘。

LED指示灯通过插接件连接。

散热风扇也通过插接件连接。

PCBA模块通过螺丝固定。

从壳体中取出PCBA模块和散热风扇。

剪断输入插座与PCBA模块的连接,继续进行拆解。

电源插座焊接安规X2电容和Y电容。

两颗蓝色Y电容特写。

安规X2电容规格为0.47μF。

磁环用于抑制高频干扰。

PCBA模块正面一览,左下角为输入端,设有保险丝,安规X2电容,共模电感,继电器和热敏电阻。左上方设有整流桥,PFC升压电感,LLC谐振电感。中间位置设有散热片,为PFC开关管,PFC整流管和LLC开关管散热。
中间散热片下方设有高压滤波电容。右侧上方设有变压器和同步整流小板,右侧设有输出滤波电感。下方设有待机电源变压器,滤波电容。底部设有长条控制小板。

PCBA模块背面设有驱动器,隔离驱动器,待机电源芯片,整流管和输出控制管。

焊接拆下安规X2电容,谐振电感,高压滤波电容,变压器,散热片和控制小板,继续进行拆解。

输入端保险丝外套热缩管绝缘。

安规X2电容规格为0.47μF。

继电器来自松川,型号307HN-1AH-F-C,为大功率高灵敏型继电器,内置一组常开触点,触点容量为10A 250V,线圈电压为12V。

热敏电阻外套热缩管绝缘。

热敏电阻料号TKS PI 250。

共模电感采用漆包线绕制,底部设有电木板绝缘,上方粘贴安规X2电容。

安规X2电容来自优普电子,规格为0.47μF。

另一颗共模电感同样为漆包线绕制,底部设有电木板绝缘。

共模电感两侧均设有气体放电管。

Y电容来自华新科,料号AC472M。

安规X2电容来自实全电子,规格为2.2μF。

整流桥设有散热片。

整流桥来自新电元,型号U30K80R,规格为30A 800V,采用D6K封装,使用两颗并联。

PFC升压电感采用漆包线绕制,底部设有电木板绝缘,并打胶固定。

PFC开关管和PFC整流管,LLC开关管固定在散热片上。

散热片背面设有LLC开关管。

PFC开关管来自东芝,型号TK31N60X,NMOS,耐压600V,导阻73mΩ,采用TO-247封装。

PFC整流管来自科锐,型号C3D08060A,为碳化硅肖特基二极管,规格为600V 8A,采用TO-220-2封装。

驱动器来自意法半导体,型号PM8834,是一颗4A输出电流的双路低侧驱动器,采用SO8封装。

两颗10mΩ电阻并联,用于检测PFC开关管电流。

高压滤波电容来自红宝石,为MXK系列电解电容,规格为450V870μF。

LLC开关管来自英飞凌,丝印6R070C6,型号为IPW60R070C6,CoolMOS C6系列,NMOS,耐压650V,导阻70mΩ,采用TO247封装。

另一颗开关管型号相同。

驱动器来自思佳迅,型号Si8238AD,是一颗双通道隔离驱动器,具备4A输出电流,具备5kVrms输入输出隔离,驱动器间支持1500V峰值电压,支持8MHz开关频率,采用SOIC-16WB封装。

谐振电感采用利兹线绕制,磁芯缠绕高温胶带绝缘。

NPO谐振电容特写。

背面也设有4颗NPO谐振电容。

变压器侧面设有绝缘壳体和电流互感器,左侧设有滤波电感。

变压器底部设有同步整流小板。

电流互感器采用绝缘线绕制。

磁芯印有变压器信息。

变压器初级采用绝缘线绕制,次级采用铜片焊接连接。

次级焊接连接到同步整流小板上。

同步整流管来自英飞凌,型号BSC014N06NS,NMOS,耐压60V,导阻1.45mΩ,采用TDSON-8 FL封装。

MLCC滤波电容特写。

另一组滤波电容特写。

在变压器底部还设有5颗同步整流管。

同步整流管采用英飞凌BSC014N06NS。

另一侧设有MLCC滤波电容。

滤波电感磁芯缠绕胶带绝缘。

栅极驱动器来自德州仪器,型号UCC27424,为双路同相高速低侧 MOSFET 栅极驱动器,每通道具备 ±4A 峰值驱动能力,带独立通道使能功能,采用VSSOP8封装。

滤波电容来自贵弥功,为PSG系列导电性高分子固体铝电解电容器,规格为2200μF16V。

电流取样电阻特写。

滤波电容来自尼吉康,为PLG系列导电性高分子铝固体电解电容器,规格为820μF16V。

另一颗滤波电容规格为470μF16V。

VBUS开关管来自富鼎先进,型号AP2602MT,NMOS,耐压25V,导阻0.99mΩ,采用PMPAK5*6封装。

背面两颗VBUS开关管型号相同。

待机电源芯片来自英飞凌,型号ICE2QR2280G-1,芯片内部集成800V开关管,宽电压输入下支持30W输出功率,采用DSO-12封装。

待机电源变压器特写,磁芯底部设有塑料壳绝缘。

Y电容来自华新科,料号AH102M。

整流管来自威世,丝印V1020,型号V10P20,为沟槽MOS势垒肖特基整流器,规格为200V 10A,采用TO-277A封装。

滤波电容来自贵弥功,为KZE系列电解电容,规格为16V2200μF。

滤波电容规格为470μF16V。

5mΩ电流取样电阻特写。

供电控制管来自安世半导体,丝印4C530L,型号PSMN4R5-30YLC,NMOS,耐压30V,导阻4.8mΩ,采用LFPAK封装。

电压比较器来自德州仪器,丝印M8P,型号LM393A,为双通道精密差分比较器,采用VSSOP8封装。

降压芯片来自德州仪器,丝印SF7B,型号LMR12010,是一颗3-20V输入电压,1A输出电流的降压转换器,采用SOT-23封装。

搭配使用的贴片电感特写。

滤波电容来自红宝石,规格为25V100μF。

控制小板外侧设有PFC控制器,电压比较器,LLC控制器,运放,存储器。

内侧设有运放,降压芯片,存储器。

PFC控制器来自德州仪器,型号UCD3138A,是一颗用于隔离电源的高集成数字控制器,芯片内置32位处理器,内置32KB闪存存储器和4KB内存,具备PMBus和UART通讯接口,具备3个独立反馈环路的数字控制,内部集成PID硬件,支持8路PWM输出,采用VQFN40封装。

电压比较器来自意法半导体,丝印M393,型号LM393ST,为低功耗双路电压比较器,采用MiniSO8封装。

降压芯片采用德州仪器LMR12010。

搭配使用的贴片电感特写。

LLC控制器来自微芯科技,型号dsPIC33FJ64GS606,内置16位DSPIC33F CPU,内置64KB FLASH和9KB RAM,内置高速ADC,具备6对PWM驱动信号输出,采用TQFP64封装。

芯片外置16.000MHz时钟晶振特写。

存储器来自意法半导体,丝印24M01RP,型号M24M01-RMN6P,容量为128KB,支持1MHz工作频率,支持1.7-5.5V工作电压,采用SO8封装。

另一颗存储器丝印24C02FP,型号M24C02-FMN6TP,容量为256B,支持1.7-5.5V工作电压,采用SO8封装。

运放来自德州仪器,丝印OOJI,型号OPA2209,为双通道轨对轨输出运放,支持36V工作电压,采用VSSOP8封装。

运放来自意法半导体,型号LM324A,为低功耗,低输入偏置电流四运放,采用TSSOP14封装。

另一颗运放型号相同。

降压芯片采用德州仪器LMR12010。

搭配使用的贴片电感特写。

光耦来自亿光,型号EL1013。

两颗光耦型号相同。

二极管来自达尔,型号ES3DB,右下角一颗型号B340B,均采用SMB封装。

滤波MLCC电容特写。

检测进气温度的热敏电阻特写。

散热风扇来自台达,型号FFB0412EN-00,规格为12V 2.1A,中国制造,并设有静叶片。

全部拆解一览,来张全家福。
服务器电源网拆解总结

最后附上台达1600W碳化硅服务器电源的核心物料清单,方便大家查阅。
台达这款服务器电源型号为DPS-1600AB-37 A,支持100-120V和200-240V交流输入,支持240V直流输入。电源主路输出电压为12V,输出电流132A,待机电源输出电压12V,输出电流2.1A。电源内部设有散热风扇,从尾部连接器处吸入空气,从交流输入端吹出散热。
服务器电源网通过拆解了解到,台达这款服务器电源采用PFC+半桥LLC+同步整流架构,使用德州仪器UCD3138A用于PFC控制,使用意法半导体PM8834驱动开关管,PFC开关管使用东芝TK31N60X,PFC整流管使用科锐C3D08060A碳化硅二极管。
LLC控制器使用微芯科技dsPIC33FJ64GS606,使用思佳迅Si8238AD驱动LLC开关管,LLC开关管采用英飞凌IPW60R070C6。使用德州仪器UCC27424驱动同步整流管,同步整流管使用英飞凌BSC014N06NS。
待机电源芯片使用英飞凌ICE2QR2280G-1,搭配使用威世V10P20整流管。电源内部使用日系电容滤波,高压滤波电容来自红宝石,滤波固态电容为贵弥功和尼吉康品牌。PCBA模块通过多块小板焊接组成,内部结构紧凑,空间利用率高。
