PFC+移相全桥拓扑设计,台达2000W碳化硅服务器电源拆解
前言
本期拆解带来的是台达2000W碳化硅服务器电源,这款电源型号为DPS-2000AB-2 G,支持100-120V和200-240V交流输入,还支持240V直流输入。直流输出电压为12V,输出电流162A,待机电源输出电压12V,输出电流3A,具备80PLUS白金转换效率。
这款电源采用长条形金属外壳,机身外侧设有散热风扇和电源插座,内侧设有金手指连接器,电源采用PFC+移相全桥+同步整流架构。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2000W碳化硅服务器电源外观

台达2000W碳化硅服务器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-2000AB-2 G
自动调整输入:47-63Hz
交流输入:100-127V~/12A
输出:1000W MAX
直流输出:+12V ⎓ / 83A
+12VSB ⎓ / 3A
交流输入:200-219V~/10A
输出:1800W MAX
直流输出:+12V ⎓ / 148A
+12VSB ⎓ / 3A
交流输入:220-240V~/10A or 240V⎓/10A
输出:1968W MAX
直流输出:+12V ⎓ / 162A
+12VSB ⎓ / 3A

壳体背面设有固定螺丝。

壳体侧面为拼接连接。

电源输入端设有散热风扇,品字插座和LED指示灯。

贴纸标注电源功率为2000W,转换效率94%。

电源安装提手特写。

品字电源插座特写。

LED电源指示灯特写。

输出端设有散热格栅和金手指。

测得电源模块长度约为200mm。

电源模块宽度约为74.2mm。

电源模块厚度约为39.4mm。

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1005g。
台达2000W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模块覆盖透明麦拉片与壳体绝缘。

接地线通过螺丝固定到外壳上。

热敏电阻通过插接件连接。

散热风扇,指示灯和热敏电阻通过插接件连接。

PCBA模块通过螺丝固定在壳体内部。

拆解取出PCBA模块。

电源插座与PCBA模块通过导线焊接连接。

剪断连接导线,取出PCBA模块,壳体内部设有透明麦拉片绝缘。

品字插座焊接Y电容和安规X2电容。

蓝色Y电容来自华新科,料号AH102K。

安规X2电容来自成镐,规格为0.22μF。

用于抑制高频干扰的磁环特写。

PCBA模块正面一览,左侧为交流输入端,设有Y电容,保险丝,滤波电感,安规X2电容。左上角设有整流桥,右侧设有PFC升压电感,下方散热片为PFC整流管和PFC开关管散热,散热片下方设有高压滤波电容。
PFC升压电感右侧散热片为移相全桥开关管散热,散热片右侧为变压器,通过铜片焊接连接同步整流小板和滤波电感。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模块背面设有电流取样电阻,驱动器,旁路二极管,待机电源芯片,待机电源开关管,隔离驱动器,运放,电压比较器,电流取样电阻和输出控制管。

输入端设有Y电容,保险丝,滤波电感,共模电感,安规X2电容和整流桥。

侧面设有保险丝,压敏电阻和控制小板。

另一侧设有同步整流小板,移相全桥开关管,PFC升压电感和整流桥。

输出端设有滤波电容和滤波电感。

焊接拆下安规X2电容,滤波电容,散热片,变压器和控制小板,继续进行拆解。

保险丝外套热缩管绝缘。

压敏电阻来自久尹,料号14N471K,用于吸收过压浪涌。

滤波电感采用漆包线绕制。

安规X2电容规格为0.68μF。

继电器来自宏发,型号HF32FV-G/12-HLTF,为超小型中功率继电器,内置一组常开触点,触点容量10A,线圈电压12V。

热敏电阻外套热缩管绝缘。

热敏电阻丝印TKS PI 250。

共模电感采用漆包线绕制。

共模电感两侧设有气体放电管。

另一颗气体放电管特写。

Y电容外套热缩管绝缘。

Y电容来自华新科,料号AH472M。

另一颗Y电容料号相同。

安规X2电容来自成镐,规格为2.2μF。

整流桥来自达尔,型号GBJ2508,规格为800V 25A,采用GBJ封装。

散热片固定PFC开关管和PFC整流管。

PFC开关管来自英飞凌,丝印6R099,型号IPW60R099CP,NMOS,耐压650V,导阻99mΩ,采用TO247-3-1封装。

PFC整流管来自科锐,型号C3D10060A,为碳化硅肖特基二极管,规格为600V 10A,采用TO-220-2封装。

驱动器来自德州仪器,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,采用HVSSOP8封装。

PFC升压电感采用漆包线绕制,底部设有电木板绝缘,并打胶加固。

两颗10mΩ取样电阻并联,用于检测PFC开关管电流。

旁路二极管来自达尔,型号S8JC,规格为600V 8A,采用SMC封装。

高压滤波电容来自红宝石,为MXK系列电解电容,规格为450V820μF。

散热片固定移相全桥开关管。

移相全桥开关管来自英飞凌,丝印65F6110,型号IPP65R110CFD,NMOS,耐压700V,导阻110mΩ,采用TO 220封装。

散热片固定热敏电阻检测温度。

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。

电流互感器采用绝缘线绕制。

变压器初级采用利兹线绕制,次级采用铜片焊接连接。

变压器顶部通过铜片焊接连接次级和同步整流小板。

变压器两侧焊接同步整流小板,小板内部焊接铜片增强载流。

另一侧也是同样的设计。

输出端焊接滤波电感,采用漆包线并绕。

同步整流小板焊接8颗同步整流管和驱动器。

同步整流管来自安森美,丝印86300,采用DFN8封装。

驱动器采用德州仪器UCC27524。

二极管来自海湾电子,型号ES1D,规格为200V1A,采用SMA封装。

另一颗二极管型号相同。

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1500μF16V。

滤波电容来自尼吉康,规格为2200μF16V。

滤波电容来自贵弥功,规格为1200μF16V。

电流检测电阻采用3颗并联。

输出控制管来自AOS万国半导体,型号AON6500,NMOS,耐压30V,导阻0.75mΩ,采用DFN5*6封装。器件具备低栅极电荷和高电流能力,适用于DC/DC转换,应用于计算机,服务器和POL,适用于电信和工业隔离电源转换。

AOS万国半导体 AON6500 资料信息。

另一面还设有3颗同型号的输出控制管。

待机电源芯片来自安森美,丝印36B100,型号NCP1236,是一款固定频率电流模式控制器,具备高压启动和动态自供电功能,适用于反激开关电源应用,采用SOIC-7封装。

待机电源开关管来自意法半导体,型号STD6N95K5,NMOS,耐压950V,导阻1Ω,采用DPAK封装。

待机电源变压器特写,磁芯底部设有塑料壳绝缘。

Y电容外套热缩管绝缘。

Y电容来自华新科,料号AH102M。

亿光EL1013光耦用于输出电压反馈。

同步整流控制器来自达尔,型号ZXGD3103N8,芯片支持5-15V供电电压范围,开关频率250kHz,支持DCM,CrCM和CCM运行模式,采用SO-8封装。

同步整流管来自英飞凌,型号BSC190N15NS3 G,NMOS,耐压150V,导阻19mΩ,采用TDSON-8封装。

滤波电容底部焊接MLCC电容。

滤波电容来自贵弥功,规格为1200μF16V。

滤波电容规格为16V1000μF。

滤波电容规格为35V100μF。

供电控制管来自安世半导体,丝印5R030,型号PSMN5R0-30YL,NMOS,耐压30V,导阻5mΩ,采用LFPAK封装。

肖特基二极管来自罗姆,丝印57,型号RSX501L-20,规格为20V 5A,采用SMA封装。

运放来自德州仪器,丝印A37A,型号OPA237NA,为单电源运算放大器,支持2.7-36V工作电压,采用SOT-23封装。

滤波电容规格为25V100μF。

滤波电容规格为25V47μF。

运放来自德州仪器,丝印M6P,型号LM358A,为双通道运算放大器,支持30V工作电压,采用VSSOP8封装。

运放来自德州仪器,丝印OOBQ,型号OPA209,是一颗轨对轨输出的单通道精密运放,支持36V工作电压,采用SOT-23封装。

电压比较器来自意法半导体,丝印M393,型号LM393,是一颗低功耗双路电压比较器,采用MiniSO8封装。

电压比较器来自安森美,丝印391,型号TS391,为低功耗单电压比较器,采用TSOP-5封装。

控制小板外侧设有PFC控制器,移相全桥控制器,运放,MCU和存储器。

内侧设有运放,降压模块,隔离通信芯片,电压比较器和存储器。

PFC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。

运放采用德州仪器LM358A。

降压模块来自芯源系统,丝印9606。

运放来自意法半导体,丝印K401,型号TS321ILT,可用于单电源应用,采用SOT23-5封装。

移相全桥控制器来自德州仪器,型号UCC28950,是一颗适用于宽输入电压范围应用的移相全桥控制器,具备直接同步整流器控制,具备增强型零电压开关范围,支持1MHz开关频率,采用TSSOP24封装。

MCU来自微芯科技,型号dsPIC33FJ64GS606,与PFC控制器型号相同。

MCU外置时钟晶振特写。

存储器来自意法半导体,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。

存储器来自瑞萨,型号AT45DB021E,容量为256KB,支持1.65-3.6V工作电压,采用SOIC-8封装。

降压模块来自芯源系统,丝印9606。

隔离通信芯片来自思佳迅,型号Si8641BD,具备三个正向通道和一个反向通道,支持150Mbps传输速率,具备5kVrms隔离能力,采用WB SOIC-16封装。

电压比较器来自意法半导体,型号LM339,为低功耗四路电压比较器,支持2-36V工作电压,采用TSSOP14封装。

运放采用德州仪器LM358A。

运放采用意法半导体TS321ILT。

另一颗运放型号相同。

共设有3颗型号相同的运放。

连接散热风扇和指示灯的插座特写。

MLCC滤波电容特写。

用于检测温度的热敏电阻特写。

LED运行指示灯特写。

散热风扇来自台达,型号FFB0412EN-00,规格为12V 2.1A。

全部拆解一览,来张全家福。
服务器电源网拆解总结

最后附上台达这款碳化硅服务器电源的核心器件清单,方便大家查阅。
台达这款服务器电源型号为DPS-2000AB-2 G,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162A,待机电源输出电压12V,输出电流3A。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+移相全桥+同步整流架构,使用微芯科技dsPIC33FJ64GS606,两颗分别用于PFC控制和MCU功能。移相全桥控制器采用德州仪器UCC28950。
PFC开关管采用英飞凌IPW60R099CP,使用德州仪器UCC27524进行驱动,PFC整流管使用科锐C3D10060A。移相全桥开关管使用英飞凌IPP65R110CFD,使用思佳迅Si8238AD隔离驱动器驱动,输出控制管使用AOS万国半导体AON6500。
待机电源芯片使用安森美NCP1236,使用意法半导体STD6N95K5开关管,同步整流控制器使用达尔ZXGD3103N8,使用英飞凌BSC190N15NS3 G同步整流管。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。电源内部结构紧凑,做工用料扎实。
