能华氮化镓器件助力高效转换，灵刻微发布360W无风扇服务器电源

前言

对于DC-ATX和外接显卡坞的朋友来说，12V外接电源一定不陌生。因为电脑里面的配件基本上最高也就是用到12V，并且12V也是ATX电源的最高输出电压。深圳市芯斐科技有限公司携手东莞市灵刻微电气有限公司推出了一款360W的氮化镓电源，内置双6Pin输出接口，能够同时为显卡和主板供电，满足电脑的供电需求。

据悉，这款电源使用了氮化镓开关管配合LLC架构，满载转换效率超过了95%，这对于无风扇的电源来说非常重要，可以显著降低被动散热电源的发热，降低温升。电源内置能华耗尽型氮化镓开关管，简化驱动且降低损耗，有效提升了电源的转换效率，可以使用被动散热。

灵刻微360W氮化镓服务器电源外观

这款电源由于是工业应用，接口都属于机箱内部的6Pin接口，不面向消费者销售，所以也没有必要纠结外观了。

电源自带两个6Pin接口，按照16AWG导线12A的安全载流量来计算，单个6P端子即可承载电源全部功率。

电源四角采用四根螺丝固定，底部外壳中间贴有信息贴纸，标注输入为100-265Vac 宽电压输入，输出为12V直流电压，输出电流30A。电源通过了CE、UKCA、IC及FCC认证。电源制造商为东莞市灵刻微电气有限公司，中国制造。

电源输入为电脑电源上通用的品字接口。

电源输出为两组输出线，每组输出线内是6根16AWG线芯，分别对应6P端子，3正3负。

电源输出线特写，16AWG线芯。

输出6Pin端子特写，3正3负。

输出线长度为40CM。

相比传统的台式机电源，这款电源扁平很多，也更加节省空间。被动散热的设计，无风扇噪声，无灰尘，可以说是免维护，不会因为风扇运行灰尘积累过热造成性能下降。

使用游标卡尺测得电源长度约为190mm。

宽度约为110mm。

电源厚度为40.6mm。

测得电源输出线直径为8.63mm。

测得重量为905g。

灵刻微360W氮化镓服务器电源拆解

对灵刻微这款360W氮化镓服务器的外观，大小尺寸以及重量有了初步了解后，下面继续对其进行拆解，看看内部做工用料如何。

拧开固定外壳的四根螺丝，即可轻易的把电源拆开。电源外壳内部是冲压铝板，贴合电源外壳。正面变压器贴有导热垫将热量传导到外壳上。电路板背面外壳内部贴有绝缘板，导热垫对应氮化镓开关管和同步整流管的散热。

电源外壳内部散热铝板特写。

PCB模块上面覆盖一块大面积散热片，用于整流桥，PFC开关管以及PFC整流管的散热。

输出侧是LLC变压器和谐振电感，输出滤波电容和连接导线。

连接导线冷压端子后焊接，不易折断。

使用游标卡尺测得内部PCB板长度约为181mm。

宽度约为100mm。

厚度约为31.7mm。

首先拆下电路板上的散热片，上面固定了输入整流桥，PFC开关管和PFC整流管。散热片上的开孔对应对应PFC升压电感。

拆下的散热片一览。

PCB正面一览，输入端从右到左依次为EMI滤波电路，PFC升压电感，滤波电容，谐振电容，LLC变压器和输出滤波固态电容。

PCB背面是PFC控制器，LLC控制器，两颗氮化镓开关管以及输出同步整流电路。

下面从电源的输入侧开始介绍这款电源。

电源采用品字插座输入，直接焊接到PCB上。

插座两侧分别是火线和零线对地的蓝色Y电容。

另一颗Y电容特写。

输入端慢熔保险丝，规格为10A 250V。

输入端NTC热敏电阻，规格8D-15，冷态电阻8Ω，直径15mm，串联在输入电路中，用于抑制电源接入电源时的冲击电流，减小插电时的火花。

继电器来自东莞永能，YX201H-S-112DM，通用功率继电器，触点采用银合金，触点额定电流10A，线圈电压为12V。用于在电源正常工作后旁路掉NTC热敏电阻，消除热敏电阻串联在电路中的损耗，提升电源效率。热敏电阻被旁路掉，不流过电流，温度下降电阻回升，为电源的下一次上电做好准备。

电源第一级共模电感，使用厚铜带绕制，底部焊接绝缘骨架。

X电容特写，来自TOPCAP泰容电子科技。

第二级共模电感特写，与第一级共模电感相同。

第二颗X电容特写，共模电感配合Y电容用于抑制干扰。

整流桥通过螺丝固定在散热片上，型号为GBU10K，额定电流10A，耐压1000V。

整流输出滤波薄膜电容，与X电容同品牌，TOPCAP，1μF 630V耐压，用于输出滤波，为PFC级供电。

PFC电路用于提高功率因数，减小大功率充电器中大容量电解电容充电时的冲击电流，避免冲击电流对电网波形的影响。同时PFC通过升压还可以减小初级电解电容的容量，减小充电器的体积。

PFC控制器来自安森美，丝印54B65，实际型号为NCP1654，是一颗连续导通模式的PFC升压控制器，采用固定频率模式，由瞬时线圈电流控制导通时间。芯片外围器件精简，具备可编程的过电流保护，支持完善的保护功能。

PFC升压开关管来自东微半导体，型号OSG60R099HT3，NMOS，耐压600V，导阻99mΩ，采用TO247封装，使用螺丝通过绝缘导热垫固定在散热片上。具有极低的开关损耗，优秀的稳定性和一致性。

PFC整流二极管来自华润微，CRXI04D065G1，是一颗耐压650V的碳化硅二极管，158℃下工作电流4A，采用华润微自主的6寸碳化硅生产线制造。器件具有低导通压降，可降低导通损耗，并具有极低的开关损耗。采用TO220封装，使用螺丝通过绝缘导热垫固定在散热片上。

用于检测PFC开关管电流的取样电阻，75mΩ 2512合金电阻，使用两颗并联。

PFC旁路二极管，型号S5M，5A 1000V。

主滤波电容来自丰宾，220μF 400V。为笔形细长设计，横置降低整体高度。

外置的一颗用于高压启动的MOS管。

电源内置供电稳压电路特写，由三极管和稳压管组成。

供电电容特写，来自OKCAP，规格为25V 100μF。

LLC控制器来自ST意法半导体，型号为L6699D，是一颗对称占空比的变频谐振半桥控制器，支持LLC和LCC应用。内置600V高压隔离驱动器，支持自适应调节的死区时间设置，轻载下支持突发模式，支持安全启动避免在启动时出现硬开关。

氮化镓功率器件采用能华 CE65D150DNBI，是一颗DFN8*8封装的耗尽型氮化镓功率器件，耐压为650V，瞬态耐压900V，导阻150mΩ，栅极支持-35V驱动电压，支持-55~150℃工作温度。

江苏能华于2010年成立，公司同时掌握增强型和耗尽型两种氮化镓技术，并且已实现产品量产，技术水平国内领先。公司掌握多种GaN核心技术，公司产品现已形成规模销售，预计2022年销售额突破1亿元。

与能华氮化镓功率管串联的是一颗低压的NMOS，来自恒泰柯，HGM090NE6A，耐压65V，导阻为7.8mΩ，采用DFN3.3*3.3封装，由L6699D LLC控制器直接驱动。

另外一颗氮化镓功率器件和串联的NMOS均为同一型号，两颗组成LLC半桥开关电路。

谐振电感特写，采用利兹线绕制。

两颗LLC变压器初级串联连接，其中T1变压器初级缠绕了供电绕组，次级采用利兹线绕制。

两颗蓝色谐振电容来自TOPCAP泰容，规格为333J 630V。

供电滤波电容特写，来自OKCAP，规格为35V 220μF。

输出侧一览，对应每个变压器输出均有两颗固态电容滤波，总输出使用一颗固态电容滤波，供使用五颗电容滤波。

用于输出电压反馈的817C光耦。

次级的稳压电路一览。

同步整流控制器采用ST意法的SRK2001同步整流控制器，是一颗用于LLC谐振转换器的自适应同步整流控制器，内置双NMOS驱动输出，支持32V供电电压，具备35ns的总关断延迟，支持标准驱动电压的同步整流管。

同步整流管丝印PAS40N009C，为DFN5*6封装。共有两路相同的同步整流电路分别对应两个变压器的输出，两路输出并联。

第三颗Y电容特写。

输出滤波电容均来自扬州升阳，两颗滤波固态电容规格为470μF 16V，为低阻抗系列，耐高温105℃。

另一路的滤波电容规格相同，两颗470μF 16V并联。

输出滤波电容为升阳SS系列，1200μF 16V。

全部拆解一览，来张全家福。

图为工厂提供的效率测试效率，分别进行了115Vac和230Vac输入电压的测试。对应230Vac的输入电压，25%、50%、75%和满载效率分别为92.38%，94.75%，95.18%，95.16%，已经超越了80PLUS铂金的效率标准，满载效率超过了80PLUS钛金标准。

充电头网拆解总结

灵刻微这款360W服务器电源通过使用氮化镓技术以及大面积散热片，实现了大功率被动散热的服务器设计。正因为被动散热的设计，电源无需散热风扇，没有噪声，也不需要拆开清理灰尘,成为免维护电源。

充电头网通过拆解发现，这款360W氮化镓服务器电源采用被动散热，电源壳体内部固定铝板用于增加散热面积。电路板正反面均有导热垫为变压器和开关管散热，降低长时间大功率运行的温升。

电源采用PFC+LLC的架构，固定12V输出，输入使用安森美NCP1654 CCM PFC升压控制器搭配东微MOS管及华润微碳化硅二极管。LLC采用意法L6699控制器搭配两颗能华氮化镓开关管以及恒泰柯NMOS。使用两颗变压器，输入串联，输出并联，满足30A大电流输出能力。

输出同步整流控制器采用意法SRK2001，输出使用升阳固态电容滤波。电源输出为双6Pin端子，为专用用途。这款电源从设计时就考虑到被动散热，内部使用大面积散热片为PCB上的发热器件散热，有效降低长时间工作的温升。没有风扇被动散热，有效避免了长时间运行，风扇噪声对人的干扰，同时也消除了风扇运转积灰，影响散热性能的问题。

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