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拆解报告:华为3000W氮化镓服务器电源

2024-02-19 充电头网 阅读:
华为TMN1APSU电源模块采用短身金属外壳,通过螺丝装配固定。电源前端设有C20接口用于交流电源输入,并设有两个散热风扇和拉手。电源输出侧为金手指,通过设备内部的连接器连接供电。电源输出规格为53.5V 56.1A,总输出功率为3000W。

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前言N3pednc

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充电头网采购到了华为一款3000W功率的氮化镓电源,这款电源采用短身设计,外观上看起来就像是1U电源折叠起来的样子。电源为金属外壳,在侧面通过螺丝装配,侧面的外壳上还有冲孔,用于空气流通,进行散热。N3pednc

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这款电源型号为TMN1APSU,输出规格为53.5V 56.1A,计算输出功率为3000W,并且支持根据输入电压的降低,对应降低输出功率。电源端面设有散热风扇和电源输入插座,输出侧设有散热格栅和输出金手指。下面就带来这款电源的拆解,一起看看内部的器件和方案信息。N3pednc

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华为3000W氮化镓电源外观N3pednc

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作为一款3000W功率的电源,主体外壳采用电镀金属材质以及左侧做了冲孔网状设计帮助散热,电源通过了ETL和TUV认证。N3pednc

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电源另一侧一览,也有多颗螺丝固定金属外壳。N3pednc

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电源前端一览,左侧设有两个散热风扇,右侧设有电源线插口和脱扣键。N3pednc

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电源C20插口特写。N3pednc

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此外还设有可收纳提手,方便插拔电源。N3pednc

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底部也设有螺丝,用于固定内部模块。N3pednc

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输出端外壳上设有冲孔网状散热孔。N3pednc

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相邻斜面上贴有电源铭牌贴纸N3pednc

名称:交流电源盒N3pednc

型号:TMN1APSUN3pednc

输入:220-240V~50/60HZ 16A或240V;14AN3pednc

输出:53.5V;56.1A MaxN3pednc

输入:200-220V~50/60HZ 16AN3pednc

输出:53.5V;46.7A MaxN3pednc

输入:100-130V~50/60HZ 16AN3pednc

输出:53.5V;22.5A MaxN3pednc

电源还通过了CQC认证。N3pednc

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电源PCB板金手指特写。N3pednc

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另一面特写。N3pednc

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华为3000W氮化镓电源拆解N3pednc

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将电源拆开,内部分上下两个模块,通过排线连接,之间设有白色绝缘板隔离。N3pednc

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输出端金属板内侧贴有麦拉片绝缘。N3pednc

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两组导线分别连接两个风扇固定,线缆套有绝缘管,同时插拔式设计方便组装。右边两颗电容打胶固定,还套有白色塑料壳绝缘。N3pednc

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顶部器件有风扇和电源输入电路模块。N3pednc

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电路模块间设有绝缘板,内部使用金属片支撑。N3pednc

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金属片两面均粘贴有白色麦拉片。N3pednc

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外壳内部也粘贴白色麦拉片。N3pednc

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首先介绍输入端的EMI滤波和PFC升压模块,由一块主板以及另外三块小板堆叠而成。N3pednc

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电源插口母座焊接在小板上,另外两块小板在主板另一侧,主板上的电容、电感等器件打胶加固,也做了充分的绝缘处理。N3pednc

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输入端小板上设有延时保险丝(5A 250V)以及安规X电容。N3pednc

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背面有电容、电阻等小器件。N3pednc

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输入端压敏电阻,共模电感特写,其中共模电感磁芯缠绕胶带绝缘,底部采用电木板绝缘,元件之间打胶加固。N3pednc

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最边上还有三颗灰色电容,其中两颗套有绝缘胶套并打胶加固。N3pednc

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灰色电容特写,厦门法拉MKP63 300~Y2安规电容。N3pednc

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电容旁有两颗丝印S8MC的二极管。N3pednc

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主板背面一览,粘贴橡胶粒支撑,右下角区域设有一颗主控MCU。N3pednc

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电源主控MCU芯片来自ST意法,型号STM32F334C8T7,芯片内置32位CPU和FPU,主频达72MHz,内置64K FLASH和12K SRAM,并支持奇偶校验。内部还集成两个快速12位ADC,超快速比较器等,支持6通道PWM信号输出。N3pednc

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一颗芯片来自德州仪器,丝印703013。N3pednc

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另一侧上下PCB板间有两颗PFC升压电感,都包裹胶带绝缘,并打胶固定,下方还设有两块电木板用于绝缘。N3pednc

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焊接将两块小板拆分,通过观察发现采用的是交错图腾柱无桥PFC电路。N3pednc

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两块小板通过焊接连接。N3pednc

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侧边小板正面设有两颗隔离驱动变压器、英飞凌两颗驱动器和四颗IGT60R070D1氮化镓功率管。N3pednc

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两颗隔离驱动变压器特写。N3pednc

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两颗驱动器芯片来自英飞凌,丝印1150N12A。N3pednc

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板子背面左侧设有很多镀金铜颗粒。N3pednc

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镀金铜颗粒特写,用于帮助正面的四颗英飞凌IGT60R070D1氮化镓功率管散热。N3pednc

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顶部小板正面设有4颗驱动器以及8颗MOS管,也都是来自英飞凌。MOS管也是两两并联,左侧四颗为英飞凌IPT60R028G7,右侧四颗为英飞凌IGT60R070D1。N3pednc

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英飞凌 IGT60R070D1氮化镓开关管特写,耐压600V,导阻70mΩ,使用PG-HSOF-8-3封装,使用两颗并联。N3pednc

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两颗MOS管为英飞凌IPT60R028G7,CoolMOS G7系列,耐压650V,导阻28mΩ,PG-HSOF-8封装。N3pednc

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一颗贴片电流互感器特写。N3pednc

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小板背面设有镀金铜粒子帮助散热。N3pednc

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两颗PFC升压电感磁芯采用扁平铜带绕制,使用高温胶带严密缠绕绝缘。N3pednc

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再来看底部模块上的器件。N3pednc

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连接排线接在主板一侧。N3pednc

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连接两个模块的排线特写,两端排针镀金抗氧化。N3pednc

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LLC电源模块正面一览,中间设有高压滤波电解电容以及变压器,电容套有塑料壳绝缘保护。在电容下方为辅助电源小板,上方为变压器和谐振电感,顶部为LLC开关管小板。N3pednc

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LLC电源模块背面焊接主控芯片,隔离通信芯片,驱动器,同步整流管。N3pednc

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初次级滤波电容之间设有塑料板隔离。N3pednc

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NTC热敏电阻特写,用于抑制上电的浪涌电流。N3pednc

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用于切换NTC热敏电阻的继电器来自宏发,型号HF32F012-HSLQ,线圈电压12V,触点容量8A 250VAC。N3pednc

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拆下高压滤波电容。N3pednc

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高压滤波电容品牌为EPCOS,规格为450V 820μF。N3pednc

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电解电容顶部防爆纹特写。N3pednc

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拆下高压电容侧面的辅助小板。N3pednc

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辅助电源小板采用平面变压器设计,在PCB中设置线圈。其中左侧为初级电源芯片,并设有光耦用于电压反馈,右侧为变压器磁芯。N3pednc

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小板背面为变压器磁芯和二极管等元件。N3pednc

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辅助电源主控芯片采用意法半导体的VIPER28,芯片内部集成800V高压MOS管,集成高压启动和采样管,采用电流模式控制。芯片开关频率为115kHz,支持抖频提升EMI性能。N3pednc

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平面变压器磁芯特写,丝印CBEFD28-50-G。N3pednc

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LTV-217光耦用于输出电压反馈。N3pednc

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意法半导体1R2S GP012二极管用于输出整流。N3pednc

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将第二块小板拆下,板子上设有DC-DC二次降压电路,降压为风扇供电。N3pednc

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板子上设有合金降压电感、滤波固态电容,MOS管等器件,电感打胶加固。N3pednc

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另一面左下角有一颗芯片,背面焊接多颗滤波电容。N3pednc

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一颗驱动器芯片来自英飞凌,丝印2F7275A。N3pednc

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两颗MOS管用于同步降压,来自安森美,型号FDMS86150,NMOS,耐压100V,导阻4.85mΩ,采用Power 56封装。N3pednc

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3.3μH合金电感特写。N3pednc

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滤波电容特写,两颗规格都是16V 270μF。N3pednc

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两颗LTV-217光耦特写。N3pednc

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将另一侧小板拆下,观察发现采用的是交错并联半桥LLC开关电源。N3pednc

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小板正面设有八颗开关管和两颗隔离驱动器,左侧和上方焊接多颗并联的MLCC电容。N3pednc

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板子背面设有散热端子。N3pednc

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两颗半桥驱动器来自德州仪器,型号UCC21520A,是一颗隔离式双通道栅极驱动器,支持低侧,高侧和半桥应用。芯片具备4A峰值拉电流和6A峰值灌电流输出,用于驱动LLC开关管。N3pednc

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八颗LLC开关管型号相同,均来自英飞凌,型号IPL60R075CFD7,为CoolMOS CFD7系列,耐压650V,导阻75mΩ,采用PG-VSON-4封装。N3pednc

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两颗快恢复二极管来自安森美,型号U1J,用于为半桥驱动器自举供电。N3pednc

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LLC变压器为交错式设计,整体缠绕高温胶带绝缘。N3pednc

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左侧为谐振电感,右侧为变压器,底部设有电木板绝缘。N3pednc

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PCBA模块背面焊接十颗同步整流管,均来自英飞凌,型号BSC026N08NS5,NMOS,耐压80V,导阻2.6mΩ,采用PG-TDSON-8封装。N3pednc

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两颗英飞凌丝印2F7275A的驱动器。N3pednc

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在PCB另一面还焊接四颗同型号的同步整流管以及两颗驱动器。N3pednc

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两颗输出滤波电容来自贵弥功,为KYB系列,规格为63V680μF。N3pednc

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另一颗MCU同样来自意法半导体,型号STM32F334R8T7,是一颗内置DSP和FPU的混合信号MCU,内置Cortex-M4 CPU,主频达72MHz,内置64KB Flash和16KB SRAM。N3pednc

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纳芯微 NSi8141W0高可靠性四通道数字隔离器。N3pednc

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纳芯微 NSi8100N 双通道I2C数字隔离芯片。N3pednc

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两颗存储器来自微芯科技,型号24LC64,用于存储配置信息。N3pednc

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两个风扇是日本NMB 04028DA-12V-B6K变频风扇,DC 12V3A。N3pednc

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全部拆解完毕,来张全家福。N3pednc

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充电头网拆解总结N3pednc

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华为TMN1APSU电源模块采用短身金属外壳,通过螺丝装配固定。电源前端设有C20接口用于交流电源输入,并设有两个散热风扇和拉手。电源输出侧为金手指,通过设备内部的连接器连接供电。电源输出规格为53.5V 56.1A,总输出功率为3000W。N3pednc

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充电头网通过拆解了解到,这款电源模块采用PFC+LLC开关电源设计,同步整流。电源内部PFC升压电路为单独模块设计,高压滤波电容与LLC开关电源为单独模块设计,中间通过排线连接。N3pednc

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电源内部使用两颗意法半导体MCU进行控制,内部使用英飞凌氮化镓开关管与同步整流管,辅助电源芯片也来自意法半导体。内部高压电容来自EPCOS,输出滤波电容来自贵弥功。PCBA模块采用多块小板焊接组成,内部用料扎实,做工可靠。N3pednc

责编:Ricardo
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