主动整流+PFC+全桥LLC高效拓扑,超微1000W碳化硅服务器电源拆解
前言
本期拆解带来的是超微1000W冗余电源模块,型号为PWS-1K02A-1R,由肯微科技股份有限公司制造。电源模块支持100-127V和200-240V交流输入,输出电压为12V,最大输出电流83A,待机电源输出电压12V,输出电流2.1A,具备钛金牌转换效率。
电源模块采用长条形金属外壳,输入端设有散热风扇,安装把手,电源插座和指示灯,输出端设有散热格栅和金手指连接器。电源采用主动整流+PFC+全桥LLC+同步整流架构,并具备PMBus接口。下面服务器电源网就带来超微这款电源的拆解,一起看看内部的做工和用料。
超微1000W碳化硅服务器电源外观

超微1000W服务器电源采用镀锌钢板外壳,机身正面粘贴信息标签。

电源信息标签特写
型号:PWS-1K02A-1R
交流输入:
800W:100-127V / 9.8-7A / 50-60Hz
1000W:200-240V / 7-5A / 50-60Hz
直流输出:
800W:+12V/66.7A ;+12Vsb/2.1A
1000W:+12V/83A ;+12Vsb/2.1A

电源输入端设有散热风扇,粘贴型号贴纸。

电源输入端设有安装提手,散热风扇,电源插座和指示灯。

输出端设有散热格栅和金手指,内部连接器打胶加固。

PCB金手指特写。

壳体侧面粘贴保修贴纸。

壳体侧面设有固定锁舌。

测得电源模块长度约为205mm。

电源模块宽度约为73.5mm。

电源模块厚度约为39.7mm。

电源模块拿在手上的大小直观展示。

测得电源模块重量约为926g。
超微1000W碳化硅服务器电源拆解
看完了超微这款服务器电源的外观展示,下面就进行拆解,一起看看内部的做工和用料。

首先拧开固定螺丝,拆开电源外壳,PCBA模块覆盖麦拉片绝缘,通过螺丝固定在壳体内部。

拧下固定螺丝,拆下散热风扇,取出PCBA模块。

电源插座通过导线焊接连接到PCBA模块。

输入端安规X2电容规格为0.68μF。

安规Y电容来自村田,料号222M。

另一颗Y电容料号相同。

电源输入线穿过磁环,抑制高频干扰。

PCBA模块正面一览,左下角为交流输入端,设有保险丝,Y电容,共模电感,安规X2电容,左侧上方设有整流桥,主动整流小板,继电器,热敏电阻,薄膜滤波电容。右侧设有PFC升压电感,下方设有PFC开关管和整流管,下方设有高压滤波电容。
右侧上方设有控制小板,下方设有谐振电容,谐振电感,右侧设有整流管,滤波固态电容。谐振电感下方设有全桥LLC开关管,待机电源芯片,待机电源变压器和电流互感器,右侧设有变压器,输出滤波电容,取样电阻小板。

PCBA模块背面设有PFC控制器,驱动器,同步降压芯片,旁路二极管。右侧设有同步整流管驱动器和输出控制管。

PCBA模块侧面设有安规X2电容,高压滤波电容,电流互感器,滤波电容,变压器。

另一侧设有整流桥,PFC升压电感和控制小板。

输出端设有滤波电容,电流检测电阻。

控制小板与谐振电感之间设有铜片屏蔽。

焊接拆下薄膜滤波电容,共模电感和滤波电容,切割PCBA模块拆下散热片,变压器和PCB,继续进行拆解。

输入端保险丝外套热缩管绝缘。

Y电容来自村田,料号471K。

另一颗Y电容料号相同。

压敏电阻料号TVR14471,用于吸收过压浪涌。

共模电感采用漆包线绕制,底部设有电木板绝缘。

安规X2电容规格为0.33μF。

气体放电管外套热缩管保护。

另一侧也设有气体放电管。

安规X2电容规格为1μF。

蓝色Y电容来自村田,料号222M。

继电器来自松下,型号ADW1212HT,为磁保持继电器,触点容量为16A277VAC,线圈电压12V。

热敏电阻来自TDK,料号PTC B750,外套热缩管绝缘。

主动整流小板正面设有主动整流管,来自意法半导体,型号STB42N65M5,NMOS,耐压650V,导阻79mΩ,采用D²PAK封装。

小板背面设有二极管和光耦。

二极管来自威世,丝印UM,型号US1M,规格为1000V1A,采用SMA封装。

光耦来自瑞萨,型号PS2761B。

整流桥来自新电元,型号D25XB60,规格为25A 600V,采用5S封装。

薄膜滤波电容来自日精,规格为1μF450V。

PFC控制器来自德州仪器,型号UCD3138,为高集成数字电源控制器,芯片内置高性能32位处理器,内部集成32KB闪存存储器,具备I2C接口和PMBus接口,UART接口,支持电源和电信整流器,功率因数校正和DC-DC模块应用,采用QFN40封装。

驱动器来自德州仪器,型号UCC27511,是一颗单通道高速驱动器,具备4A峰值拉电流和8A峰值灌电流,采用SOT-23封装。

滤波电容来自杜拉,为GL系列导电聚合物铝固态电容,规格为470μF25V,保证125℃1500小时寿命。

同步降压芯片来自芯源系统,丝印AEL,型号MP2314,支持4.5-24V输入电压,输出电流2A,芯片内置开关管,开关频率500kHz,采用TSOT23-8封装。

同步降压芯片来自芯源系统,丝印ADM,型号MP1469,是一颗4.7-16V输入电压,1.5A输出电流的同步降压转换器,芯片内部集成开关管,开关频率500kHz,采用TSOT23-6封装。

TVS阵列丝印63,型号NUP4201,采用SOT23封装。

散热片固定PFC开关管和整流管。

散热片背面粘贴热敏电阻检测温度。

PFC开关管来自意法半导体,型号STW40N60M2,NMOS,耐压650V,导阻88mΩ,采用TO-247封装。

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

保险丝规格为7A 250V。

PFC电感采用漆包线绕制,缠绕胶带绝缘,底部设有电木板绝缘,并打胶固定。

旁路二极管来自达尔,型号S8KC,规格为1000V 8A,采用SMC封装。

高压滤波电容来自红宝石,规格为450V560μF。

薄膜滤波电容来自杜拉,为MPN系列,规格为0.47μF520V。

LLC开关管来自意法半导体,型号STP34NM60ND,NMOS,耐压650V,导阻110mΩ,采用TO-220封装。

另一面两颗开关管型号相同。

谐振电容来自杜拉,规格为0.039μF1200V。

谐振电感包裹铜箔屏蔽。

铜箔焊接导线接地。

电流互感器采用绝缘线绕制。

变压器次级采用铜条绕制。

变压器底部焊接铜条增强载流。

Y电容来自村田,料号222M。

反馈光耦来自威世,型号TCLT1008。

变压器底部设有连接小板,并焊接同步整流小板。

同步整流小板设有10颗同步整流管。

整流管来自英飞凌,型号BSC028N06NS,NMOS,耐压60V,导阻2.8mΩ,采用TDSON-8封装。

驱动器来自德州仪器,型号UCC27511,用于驱动同步整流管。

输出滤波电容来自杜拉,规格为1500μF16V。

电流检测电阻上方设有检流小板。

电流检测芯片来自亚德诺半导体,丝印LTCKJ,型号LTC6102,是一颗高精度零漂移电流检测放大器,支持4-60V输入电压,支持-40~125℃工作温度,采用8-Lead MSOP封装。

4颗滤波电容规格为1500μF16V。

输出控制管来自德州仪器,型号CSD17570Q5B,NMOS,耐压30V,导阻0.56mΩ,采用SON5*6封装。

背面还设有两颗同型号的输出控制管。

待机电源芯片设有散热片。

待机电源芯片来自帕沃英蒂格盛,型号TOP259EG,为TOPSwitch-HX系列,芯片内部集成700V开关管,PWM控制器,支持最大238W输出功率,采用eSIP-7C封装。

待机电源变压器特写。

整流管来自威世,型号V20M120M,为沟槽MOS势垒肖特基二极管,规格为120V 10A,采用TO-220AB封装。

滤波电容来自杜拉,为GP系列导电聚合物铝固态电容,规格为820μF16V,保证125℃2000小时寿命。

输出控制管来自英飞凌,型号IRFHM9331,PMOS,耐压-30V,导阻14.6mΩ,采用PQFN3*3封装。

电流检测芯片丝印fc402,采用SOT23封装。

控制小板外侧设有数字电源控制器和隔离通信芯片。

小板内侧设有隔离驱动芯片,LLC控制器,同步降压芯片和运放。

电源主控芯片采用虹冠CM6901,是一颗次级侧的LLC+同步整流控制器,用于LLC电源转换和次级同步整流驱动,通过隔离驱动器驱动LLC开关管,采用SOP16封装。

驱动LLC开关管的隔离驱动器来自思佳迅,型号Si8233BD,为高侧/低侧驱动器,芯片具备4A驱动能力,支持24V供电电压,符合UL1577认证,具备5kVrms隔离能力,采用SOIC-16WB封装。

运放来自德州仪器,丝印L358,型号LM358,是一颗双通道运算放大器,采用TSSOP8封装。

数字电源控制器来自德州仪器,型号UCD3138064,芯片内部集成64kB闪存存储器,具备SPI和I2C接口,支持移相全桥,单路和交错PFC,无桥PFC,硬开关全桥和半桥,半桥LLC和全桥LLC应用,采用VQFN64封装。

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。

同步降压芯片采用芯源系统MP1469。

另一路降压芯片型号相同。

丝印NG4I的芯片特写。

绿色热敏电阻用于检测电源内部温度。

散热风扇来自三洋,为SanAce40系列,型号9GA0412P3K25,规格为DC 12V 0.92A,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

最后附上超微1000W钛金牌服务器电源的核心器件清单,方便大家查阅。
超微这款服务器电源型号为PWS-1K02A-1R,支持100-127V和200-240V交流输入,输出电压为12V,最大输出电流83A,待机电源输出电压12V,输出电流2.1A,额定输出功率1000W。机身内部设有散热风扇,从交流输入端吸入空气,从尾部连接器处吹出散热。
服务器电源网通过拆解了解到,超微这款电源采用主动整流+PFC+全桥LLC+同步整流架构,主动整流采用意法半导体STB42N65M5开关管。PFC控制器采用德州仪器UCD3138,通过UCC27511驱动意法半导体STW40N60M2开关管。
LLC控制器采用虹冠电子CM6901,通过思佳迅Si8233BD隔离驱动器驱动意法半导体STP34NM60ND全桥LLC开关管,同步整流管通过德州仪器UCC27511驱动英飞凌BSC028N06NS。采用德州仪器UCC3138064进行通信和整机控制,通过思佳迅Si8641BD进行隔离通信。
电源内部使用帕沃英蒂格盛TOP259EG待机电源芯片,配合使用威世V20M120M肖特基二极管整流。电源内置红宝石高压滤波电容,输出滤波电容全部来自杜拉品牌。这款电源于2014-2015年推出,采用主动整流和全桥LLC降低损耗,获得80PLUS钛金能效。
