专为工作站电源定制设计,惠普双电源汇流背板模组拆解
前言
专业工作站为保障长时间不间断稳定运行,普遍会搭载双电源冗余供电架构,两路电源并联工作,单路电源出现故障停机时另一路可无缝承接全部负载,避免整机宕机。
惠普旗下高端工作站整套电源接入插槽、引脚电气定义均为厂商自研定制规格,需要搭配专属汇流背板完成两路电源功率汇合、均流管控,并转换输出整机所需的各类标准供电接口。
本次拆解的对象便是惠普工作站原厂配套的双电源汇流背板模组,硬件集成两组专属电源插接仓位,出线端配齐 24Pin 主板主供电、多路 CPU 供电、显卡供电、机箱风扇调速供电等工作站所需线束。
本篇将从整体外观结构、PCB布局设计、方案选型逐层剖析惠普这套原厂私有冗余汇流供电方案的设计思路。
惠普工作站专用双电源汇流背板模组外观

惠普工作站专用双电源汇流背板模组采用镀锌金属壳,壳体仅做背板固定限位、长度与金手指插槽对齐,样式与此前拆解的全包式电源外笼有所区别。

整机输入端搭载两组惠普私有规格电源插槽,支持两路工作站电源 1+1 冗余接入供电。

另一端设有格栅通风孔,同时内部加装散热鳍片加强散热,输出线束捆扎处理。

产品配备的 24Pin ATX 主供电线束特写。

PowerPi全新推出P480X ATX 12V电源转接板,这组线束还能连接该板实现四路XT60 12V接口输出。
相关阅读:新品速递,PowerPi P480X电源转接板登场

双路 10Pin CPU 辅助供电线束特写。

4Pin 设备供电线束和 8Pin 显卡供电线束特写。

4Pin PWM 温控风扇供电线束特写。

12Pin 信号线束特写。

底部包裹绝缘层,同时两侧设有固定螺丝。

测得机身长度为101.45mm。

宽度为92.29mm。

厚度为79.08mm。

产品整体重量约为778g。
惠普工作站专用双电源汇流背板模组拆解

拆掉螺丝打开金属外壳将PCBA模块取出。

PCBA模块上下双板分层设计。

小板后方设有散热鳍片。

拆掉散热鳍片,下方区域焊接两块小PCB板,并都配备散热金属块,同时用于支撑顶部散热鳍片。

将双小板拆下,两颗板子设计完全一样,正面均设有同步降压控制器、电压比较器。

背面均设有同步降压开关管和降压电感。

上下层小板之间设有支撑金属板以及连接排针,金属板之间区域设有滤波电容。

下层板侧边区域设有同步降压 PWM 控制器、开关管、运放以及电压比较器。

板子背面也设有电压比较器和运放。

两颗滤波电容来自Rubycon红宝石,规格均为2200μF16V。

1.0μH滤波电感特写。

另一颗特写。

另一颗滤波电容采用贵弥功KY系列长寿命电解电容,规格为470μF16V。

同步降压 PWM 控制器来自RENESAS瑞萨,型号 ISL6012CBZ,这是一款电压模式同步 Buck 控制器,可驱动两路 N 沟道 MOS 管,内置高精度电压基准,支持依托上管导通电阻实现无采样电阻式逐周期过流保护,采用SOIC-14封装。

开关管来自英飞凌,型号 IPD040N03L G,NMOS,耐压 30V,导阻 4mΩ,采用 TO-252 封装。

降压电感打胶加固。

电压比较器来自意法半导体,型号 LM339,四路精密电压比较器,单电源工作电压 2V~36V,采用 SOIC-14 封装。

运放采用意法半导体LM358A,为低输入偏置电流双运放,采用SO8封装。

电压比较器来自意法半导体,型号LM393,为低功耗双路电压比较器,采用SO8封装。

另一颗意法半导体LM358A双运放特写。

另一颗意法半导体LM393双路电压比较器特写。

滤波电容来自nichicon尼吉康,规格为1500μF10V。

另一颗也是来自尼吉康,规格为1000μF10V。

同步降压控制器来自TI德州仪器,型号TPS40057,支持8V~40V宽幅输入,开关频率最高 1MHz,内置闭环软启动、过流限制、欠压锁定、热关断全套保护机制,采用16 引脚 HTSSOP 封装。

两颗同步降压开关管均来自英飞凌,一颗型号BSC050N03LS G,NMOS,耐压30V,导阻5mΩ,采用TDSON-8封装。
另一颗型号BSC020N03LS,NMOS,耐压30V,导阻2mΩ,采用TDSON-8封装。

搭配的1.5μH降压电感特写。

比较器来自意法半导体,丝印K511,型号TS391ILT,为低功耗单路电压比较器,采用SOT23-5封装。

滤波电容采用贵弥功KY系列长寿命电解电容,规格为1000μF6.3V。

另一颗也是来自贵弥功,规格为2200μF6.3V。

另一块小板上的德州仪器TPS40057同步降压控制器特写。

英飞凌BSC050N03LS G和BSC020N03LS同步降压开关管特写。

搭配的1.5μH降压电感特写。

意法半导体 TS391ILT 电压比较器特写。

滤波电容来自红宝石,规格为680μF10V。

另一颗也是来自红宝石,规格为1000μF10V。

全部拆解一览,来张全家福。
服务器电源网拆解总结

最后附上惠普工作站双电源汇流背板模组的核心器件清单,方便大家查阅。
惠普工作站双电源汇流背板模组为原厂专属定制供电配件,结构设计贴合整机安装需求,同时配套 ATX 标准供电线束,原生适配工作站全部硬件,也具备不错的改装拓展潜力。
模组内部双层 PCB 搭配两块完全相同的独立降压小板设计。依靠三路同步降压电路搭建主次分离的供电体系,两路辅助供电相互备份,单路电源离线后控制监测电路仍可正常工作。
整机元器件规格拉满,在瑞萨、德州仪器降压方案基础上,功率侧采用英飞凌低内阻 MOS 管搭配一体成型电感,滤波全部选用红宝石、尼吉康、贵弥功日系长寿命电解。监测保护部分统一搭载意法半导体运放与多通道电压比较器,稳压、过压、欠流、过热防护体系齐全,整套冗余汇流电路成熟可靠,对多路 Buck 变换、工业冗余供电电路学习有很高参考价值。
