PFC+LLC拓扑设计,长城550W CRPS服务器电源拆解
前言
本次拆解的是长城 550W CRPS 服务器电源,整机标准 1U 机架尺寸,兼容 100-240V 通用市电输入,同时支持国内机房专用 240V 高压直流输入;主输出 12V/45A,搭配 12VSB 3A 待机辅助轨,整机完整通过 CCC、CE、FCC、80 PLUS 白金等多项权威认证。
和此前拆解的长城 550W CRPS 电源相比,这款产品内部PCBA模块从器件布局到方案选型都有着很大不同,下面我们就一起来看看这款电源的具体设计。
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值得一提的是,长城是业界知名电源大厂,在 AI 服务器算力电源赛道,已相继推出过多款大功率碳化硅方案服务器电源产品。
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长城550W CRPS服务器电源外观

长城 550W 铂金牌服务器电源采用镀锌钢板外壳,整体是标准 CRPS 电源尺寸规格设计。

机身顶部贴有电源铭牌。

电源铭牌特写
型号:GW-CRPS550N2
AC 输入:100-240V~7-3.5A 60/50Hz
DC输入:240V⎓3.5A(仅限中国地区使用)
DC 输出:+12V⎓45A;+12VSB⎓3A
额定输出功率:550W
制造商:中国长城科技集团股份有限公司
产品通过了CCC、CE、EAC、KC、FCC、BIS认证,以及80 PLUS白金牌认证。

此外电源正背面均设计有接地弹片。

侧身设计安装固定卡扣。

输入端配置散热风扇、提手、供电接口、电源指示灯以及脱扣把手。

另一端设有防护格栅和金手指小板。

测得电源机身长度为185.93mm。

宽度为73.52mm。

厚度约为38.81mm。

产品拿在手上的大小直观感受。

另外测得电源重量约为772g。
长城550W CRPS服务器电源拆解

拆掉螺丝将电源外壳打开,内部PCBA模块包裹麦拉片绝缘。

继续拆掉内部螺丝取出PCBA模块。

指示灯采用独立小板焊接,连接导线为插拔式设计。

小板另一面无器件。

散热风扇同样通过导线插拔式连接到控制小板上。

散热风扇来自美蓓亚三美,型号04028DA‑12R‑AUF,4028 高速滚珠风扇,规格为12V 0.52A,4‑PWM 调速,高静压设计,针对服务器电源内部高风阻环境做适配。

输入端接口母座上焊接蓝色Y电容。

连接导线另一端外套绝缘管。

PCBA模块正面一览,中轴区域塞入麦拉片隔离绝缘,靠输出一端焊接一块控制小板,此外共模电感、PFC升压电感、谐振电感等器件打胶加固。

主板背面设有橡胶垫块,初次级之间通过虚线区分。

PCBA模块前端设有保险丝、Y电容、安规X2电容、共模电感、继电器、NTC热敏电阻、薄膜滤波电容等器件,保险丝、NTC热敏电阻均外套热缩管绝缘保护。

保险丝外套热缩管绝缘。

蓝色Y电容来自华新科,料号AC222M。

安规X2电容容量1μF。

共模电感采用漆包线绕制。

另一颗特写。

继电器来自宏发,型号HF46F-G/12-HS1TF,为超小型中功率继电器,内置一组常开触点,具备10A触点切换能力,线圈电压为12V。

NTC热敏电阻丝印SCK473,焊接外套绝缘管。

另一颗安规X2电容容量0.22μF。

模块侧面一览,整流桥、PFC开关管、PFC整流管以及LLC开关管使用螺丝固定于散热片上,靠输出一端设有LLC变压器、Y电容、以及多颗滤波电容。

将散热片拆下,右侧整流桥还额外加装散热小板,左侧四颗器件和散热片之间则设有导热垫。

另一侧中段区域横置一颗高压滤波电解电容,靠输出一端设有控制小板、待机电源变压器、滤波电容等器件。

拆下控制小板,板子正面设有光耦、稳压芯片、运放、电压比较器等器件。

另一面设有光耦、运放、MCU、存储器等器件。

将模块正面部分器件拆掉后,可以看到主板上还设有初级控制器、驱动器、同步降压转换器、同步整流控制器、同步整流管、待机电源芯片、光耦、供电控制开关管等器件。

整流桥来自光宝,型号GBU1508,规格为15A 800V,采用GBU封装。

薄膜滤波电容来自TDK,规格为0.68μF450V。

降压芯片来自德州仪器,丝印B02X,型号LMR14006,支持40V输入电压,输出电流600mA,芯片内部集成开关管,采用TSOT-6L封装。

丝印TN50T的芯片特写。

初级控制器来自德州仪器,型号TMS320F28027PT,芯片内置高效32位CPU,主频为60MHz,内置64KB FLASH和12KB SARAM,具备8通道PWM信号输出,具备I2C,SPI和UART通信接口,采用LQFP48封装。

丝印BA03的芯片特写。

运放芯片来自思瑞浦,丝印1282,型号为TP1282,具备轨对轨输入输出,采用MSOP8封装。

数字晶体管来自Nexperia安世半导体,丝印 Ht1,实际型号为 PUMH11,集射极耐压 50V,集电极电流 100mA,内置两路 10kΩ 基极电阻,采用 SOT‑363 封装。

PFC开关管驱动器来自茂睿芯,型号 MD18611GSA,这是一款单通道低边栅极驱动器,支持4.5‑26V VDD工作电压范围,,具备 4A 拉电流、8A 灌电流峰值驱动能力,最高支持 1MHz 开关频率,采用 SOT23‑6 封装。

茂睿芯 MD18611GSA 资料信息。

PFC开关管来自英飞凌,型号IPW60R120P7,为CoolMOS P7系列,NMOS,耐压650V,导阻120mΩ,采用TO 247-3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。

PFC整流管来自 Wolfspeed,型号 C3D04060A,这是一颗碳化硅二极管,耐压600V,155℃下额定电流4A,采用TO-220-2封装。

旁路二极管来自达尔,型号S3M,规格为1000V 3A,采用SMC封装。

高压滤波电解电容来自nichicon尼吉康。

电容规格为470μF450V。

LLC开关管来自意法半导体,型号STP24N60M2,NMOS,耐压600V,导阻190mΩ,采用TO-220封装。

驱动器来自达尔,型号DGD21904M,为半桥驱动器,耐压600V,支持MOS和IGBT应用,具备4.5A驱动电流,采用SO-14封装。

两颗谐振电容来自厦门法拉,规格为0.1μF630V。

谐振电感特写,底部设有塑料支架支撑。

LLC变压器特写,同时右侧设有一颗电流互感器。

蓝色Y电容来自华新科,料号AC222M。

同步整流控制器来自恩智浦,型号TEA1995,其内置两个独立的同步整流驱动器用于LLC架构开关电源的同步整流,外围元件精简,支持38V工作电压,采用SO8封装。

同步整流管来自安世半导体,丝印1D440L,型号PSMN1R4-40YLD,NMOS,耐压40V,导阻1.12mΩ,采用LFPAK56封装,两颗并联。

两颗滤波电容来自立隆,规格为270μF16V。

两颗滤波电容来自尼吉康,规格为470μF16V。

另外两颗滤波电容也是来自尼吉康,规格均为2200μF16V。

另一颗特写。

输出VBUS开关管来自安世半导体,型号PSMN1R5-30YLC,NMOS,耐压30V,导阻1.55mΩ,采用LFPAK56封装。

待机电源芯片来自英飞凌,型号ICE2QR2280G,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。

滤波电容来自红宝石,规格为50V33μF。

滤波电容规格为25V220μF。

待机电源变压器采用胶带严密缠绕绝缘。

光宝LTV-1009光耦用于输出电源反馈。

待机电源整流管来自达尔,丝印D8A120,实际型号为SDT8A120P5,8A/120V 规格,采用PowerDI5封装。

滤波电容来自尼吉康,规格为470μF16V。

另外一颗滤波电容来自红宝石,为ZLH系列长寿命电解电容,规格为470μF16V。

二极管来自达尔,丝印S10E45,型号SBR10E45P5,规格为45V 10A,采用PowerDI5封装。

用于供电控制的开关管来自安世半导体,丝印M9C830,型号PSMN9R8-30MLC,NMOS,耐压30V,导阻9.8mΩ,采用LFPAK33封装。

双通道电压比较器来自思瑞浦,丝印 2903A,实际型号为 LM2903A‑VR,支持 2.5‑36V 工作电压范围,开漏输出,采用 MSOP8 封装。

丝印FC533的芯片特写。

光宝LTV-1009光耦用于隔离通信。

另一面设有四颗同型号的隔离光耦。

主控MCU来自微芯科技,型号PIC18F67K40,芯片内置PIC18内核,内置128KB FLASH,3562B SRAM,1KB E2PROM,内置47通道10位ADC,具备5个EUSART接口和两个I2C/SPI接口,采用64pin TQFP封装。

存储器来自微芯科技,丝印02DM,型号AT24C02D,容量为2Kb,支持1.7-3.6V工作电压,采用TSSOP-8封装。

运放芯片采用思瑞浦TP1282。

另一颗运放型号相同。

另一面第三颗运放料号也相同。

稳压芯片来自意法半导体,丝印LD33,型号LD1117S33TR,支持15V输入电压,输出电压3.3V,输出电流800mA,采用SOT223封装。

电压比较器来自3PEAK思瑞浦,丝印 CA4,实际型号为 LMV331TP‑TR,支持 2.7V‑5.5V 输入电压,开漏输出,传播延迟 260ns,采用 SOT23‑5 封装。

单运放也是来自思瑞浦,丝印21A,实际型号为LM321A-TP,支持 3‑36V 宽电压,采用SOT23-5封装。

全部拆解一览,来张全家福。
服务器电源网拆解总结

最后附上长城 550W CRPS碳化硅服务器电源的核心器件清单,方便大家查阅。
长城 GW-CRPS550N2 采用标准 CRPS 1U 钣金壳体,整机三围 185.93*73.52*38.81mm,净重 772g,适配标准服务器电源背板,支持热插拔冗余备份。
产品支持 PMBus 监控通信、过压 / 欠压 / 过流 / 过热多重保护,适配中小型数据中心、边缘服务器、多盘位存储设备 7×24 小时不间断运行需求。
电源前级 PFC 回路采用 Wolfspeed 碳化硅肖特基二极管,采用TI TMS320F28027 DSP 负责 PFC、LLC 功率环路实时运算,微芯PIC18F67K40 MCU 负责 PMBus 通信、整机状态采集等。整体的设计用料可以说是国产化高可靠白金电源的典型代表方案。
