Sản phẩm mới của chúng tôi-Bộ nguồn GaN 300W

STARWELLlà một doanh nghiệp công nghệ cao chuyên vềcung cấp điệnsản xuất, cam kết R&D và sản xuất các sản phẩm cung cấp điện tiên tiến khác nhau, bao gồm bộ nguồn POE, bộ nguồn truyền thông, bộ biến tần lưu trữ năng lượng, bộ đổi nguồn, bộ nguồn điều khiển công nghiệp, v.v., để đáp ứng nhu cầu của các lĩnh vực khác nhau. Phân tích giải pháp của vấn đề này mang lại mô-đun nguồn điện GaN 300W 48V.

Model của mô-đun cấp nguồn này là R0168, hỗ trợ điện áp đầu vào 100 ~ 264Vac, với đầu ra 48V 6,25A và công suất đầu ra 300W. Nó có thể hoạt động trong phạm vi nhiệt độ môi trường xung quanh -10 ~ 55oC. Bộ nguồn có thiết kế mô-đun, với các đầu nối được cung cấp ở cả đầu vào và đầu ra. Sau đây là phân tích giải pháp của mô-đun cấp nguồn GaN 300W này, để xem xét thiết kế và vật liệu bên trong của nó.

Ngoại hình của Bộ nguồn GaN STARWELL 300W 

mô-đun

Mô-đun cấp nguồn GaN STARWELL 300W sử dụng vỏ hợp kim nhôm. Mặt trước của mô-đun PCBA được trang bị tản nhiệt bằng hợp kim nhôm, có các khu vực rỗng tương ứng với các tụ lọc cao áp và cuộn cảm tăng áp PFC để giảm độ dày.

Mặt sau của mô-đun cấp nguồn là lớp vỏ hợp kim nhôm.

Model: B0168

Đầu vào: 100-240V~ 50/60Hz 5.0A Max

Đầu ra: 48V 6.25A

Các dây đầu ra được kết nối bằng cách hàn, với ống co nhiệt được bọc trên các mối hàn để cách nhiệt.

Cận cảnh đầu nối đầu ra: dây màu đỏ là cực dương và ống bọc được đánh dấu cho đầu ra 48V.

Chiều dài của mô-đun cấp nguồn được đo bằng thước cặp là khoảng 127,1mm.

Chiều rộng của mô-đun cấp nguồn là khoảng 76,4mm.

Độ dày của mô-đun cấp nguồn là khoảng 40,4mm.

Nhận thức kích thước trực quan của mô-đun nguồn điện cầm trên tay. Nhờ sử dụng các thiết bị nguồn GaN, mật độ năng lượng được cải thiện đáng kể và công suất đầu ra 300W giảm đáng kể, tiết kiệm không gian.

Trọng lượng đo được của mô-đun cấp nguồn là khoảng 441g.

Phân tích bộ nguồn GaN STARWELL 300W

mô-đun

Mô-đun PCBA được cố định vào tản nhiệt bằng vít.

Tấm silicone cách nhiệt được dán tại các vị trí tương ứng với tản nhiệt khi tháo module PCBA ra.

Một tấm Mylar cách điện được cung cấp ở bên cạnh mô-đun PCBA.

Tấm Mylar cách điện được tháo ra, khoét lỗ tại các vị trí tương ứng với các thiết bị điện, đồng thời cung cấp các miếng đệm nhiệt để dẫn nhiệt.

Ba miếng đệm nhiệt tương ứng với công tắc PFC, công tắc LLC và bộ chỉnh lưu đồng bộ.

Một bộ tản nhiệt bằng hợp kim nhôm cũng được bọc trên mô-đun PCBA và các thiết bị nguồn được cố định bằng ốc vít.

Tản nhiệt được bao phủ trên mô-đun PCBA được loại bỏ bằng cách khử mối hàn.

Cầu chỉnh lưu, diode chỉnh lưu PFC và công tắc nhiệt được cố định trên tản nhiệt.

Tổng quan về mặt trước của mô-đun PCBA: phía bên trái được trang bị ổ cắm đầu vào nguồn, cầu chì, tụ điện Y, biến trở, cuộn cảm chế độ chung và tụ điện X2 an toàn. Vị trí chính giữa được trang bị cuộn cảm tăng áp PFC và tụ lọc cao áp. Phía bên phải được trang bị tụ điện cộng hưởng LLC, cuộn cảm cộng hưởng, máy biến áp, tụ lọc và cuộn cảm lọc.

Ở mặt sau của mô-đun PCBA có bộ điều khiển PFC+LLC 2 trong 1. Công tắc PFC nằm ở phía dưới bên trái, công tắc LLC nằm phía trên chip điều khiển chính, bộ ghép quang phản hồi ở bên phải, bộ điều khiển chỉnh lưu đồng bộ và hai bộ chỉnh lưu đồng bộ ở phía dưới. Toàn bộ bảng được phủ một lớp phủ phù hợp để bảo vệ.

Thiết bị đầu cuối đầu vào AC được kết nối với một đầu nối.

Chip điều khiển chính của bộ nguồn sử dụng Mornsun Semiconductor HR1211, bộ điều khiển 2 trong 1 PFC đa chế độ và LLC chế độ hiện tại. Nó tích hợp các chức năng yêu cầu 2-3 chip trong các giải pháp truyền thống vào một chip. Bộ điều khiển PFC hỗ trợ các chế độ vận hành CCM và DCM.

HR1211 sử dụng lõi điều khiển kỹ thuật số, hỗ trợ khởi động điện áp cao và xả tụ điện X thông minh. Giai đoạn PFC hỗ trợ tần số hoạt động tối đa 250KHz. Giai đoạn LLC có trình điều khiển nửa cầu 600V tích hợp với diode khởi động tích hợp, hoạt động ở tần số lên tới 500KHz. Nó hỗ trợ các chức năng bảo vệ toàn diện và được đóng gói trong SOIC-20.

Cuộn cảm tăng cường PFC được quấn bằng một vòng từ tính và một tấm nhựa Bakelite được cung cấp ở phía dưới để cách nhiệt.

Hai điện trở 70mΩ được mắc song song để phát hiện dòng điện chuyển mạch.

Diode chỉnh lưu PFC được mắc nối tiếp bằng một hạt từ tính.

Điện trở nhiệt NTC được đánh dấu 2.5D-11, dùng để triệt tiêu dòng sạc của tụ điện cao áp.

Tụ gốm được mắc song song với tụ điện điện phân, có thông số kỹ thuật là 0,01μF 1KV.

Công tắc LLC đến từ ZenerTech, model ZN65C1R200L, công tắc GaN cấu trúc Cascode với điện áp chịu được 700V và điện áp chịu được nhất thời là 800V, điện trở khi bật 200mΩ, hỗ trợ điện áp ổ đĩa cổng 20V. Nó có tính năng sạc cổng thấp, đơn giản hóa mạch truyền động một cách hiệu quả. Thích hợp cho bộ sạc nhanh, nguồn điện liên lạc, trung tâm dữ liệu và ứng dụng chiếu sáng, được đóng gói trong DFN8*8.

Tụ cộng hưởng thuộc dòng MMKP82, có thông số kỹ thuật 0,047μF 630V.

Cuộn cảm cộng hưởng sử dụng lõi từ PQ2020 và được quấn bằng dây litz.

Máy biến áp sử dụng lõi từ PQ3525, được đánh dấu bằng model nguồn điện R0168.

Bộ điều khiển chỉnh lưu đồng bộ của MPS, model MP6924A, bộ điều khiển chỉnh lưu đồng bộ LLC với chức năng chống nhiễu mạnh hơn và tắt nhanh, tương thích với các chế độ CCM/DCM. MP6924A tích hợp hai bộ điều khiển chỉnh lưu đồng bộ cho các ứng dụng chỉnh lưu của hai cuộn thứ cấp của LLC, phù hợp với các ứng dụng chỉnh lưu đồng bộ bộ chuyển đổi LLC, được đóng gói trong SOIC-8.

Một tụ gốm được nối giữa cực đầu ra và mặt đất, có thông số kỹ thuật là 0,01μF 2KV.

Các tụ lọc đầu ra là của Sancon (Nantong Sanxin), tụ điện có tuổi thọ cao dòng RF, có thông số kỹ thuật là 63V 330μF, hai tụ song song.

Cuộn cảm của bộ lọc được bọc bằng ống co nhiệt để cách nhiệt.

Một tụ lọc khác có thông số kỹ thuật là 63V 150μF.

Cận cảnh cuộn cảm lọc vòng từ đầu ra.

Bản tóm tắt

Qua phân tích, người ta nhận thấy mô-đun cấp nguồn GaN 300W do STARWELL ra mắt sử dụng cầu chỉnh lưu xuyên lỗ và điốt chỉnh lưu cố định trên tản nhiệt bên trong. Switch Patch GaN sử dụng miếng đệm nhiệt để dẫn nhiệt xuống lớp vỏ hợp kim nhôm phía dưới để tản nhiệt, nâng cao khả năng tản nhiệt. Một công tắc nhiệt được lắp đặt trên tản nhiệt bên trong để chuyển đổi nguồn điện của bộ điều khiển trong trường hợp quá nhiệt, thực hiện bảo vệ quá nhiệt tổng thể.

Mô-đun cấp nguồn GaN này sử dụng giải pháp điều khiển Bán dẫn Mornsun, sử dụng bộ điều khiển 2 trong 1 HR1211 với bộ điều khiển chỉnh lưu đồng bộ MP6924A. Công tắc PFC sử dụng công tắc ZenerTech ZN65C1R070L GaN, diode chỉnh lưu PFC sử dụng diode Sanken SDS065J008N3 SiC và công tắc LLC sử dụng công tắc ZN65C1R200L GaN. Chất bán dẫn thế hệ thứ ba được sử dụng để cải thiện hiệu suất chuyển đổi năng lượng, giảm yêu cầu tổn thất điện năng và tản nhiệt.