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拆解报告:华为3000W氮化镓服务器电源

充电头网编辑部 充电头网
2024-12-14
这是你阅读的充电头网第3005篇拆解报告。

前言

 

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。

 

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。


此前充电头网还拆解过华为OptiX OSN500光传输系统60W电源华为3000W服务器电源,欢迎查阅。

 

华为3000W氮化镓电源外观

 

 

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。

 

 

电源另一侧一览,也有多颗螺丝固定金属外壳。

 

 

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。

 

 

电源C20插口特写。

 

 

此外还设有可收纳提手,方便插拔电源。

 

 

底部也设有螺丝,用于固定内部模块。

 

 

输出端外壳上设有冲孔网状散热孔。

 

 

相邻斜面上贴有电源铭牌贴纸

名称:交流电源盒

型号:TMN1APSU

输入:220-240V~50/60HZ 16A或240V;14A

输出:53.5V;56.1A Max

输入:200-220V~50/60HZ 16A

输出:53.5V;46.7A Max

输入:100-130V~50/60HZ 16A

输出:53.5V;22.5A Max

电源还通过了CQC认证。

 

 

电源PCB板金手指特写。

 

 

另一面特写。

 

华为3000W氮化镓电源拆解

 

 

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。

 

 

输出端金属板内侧贴有麦拉片绝缘。

 

 

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。

 

 

顶部器件有风扇和电源输入电路模块。

 

 

电路模块间设有绝缘板,内部使用金属片支撑。

 

 

金属片两面均粘贴有白色麦拉片。

 

 

外壳内部也粘贴白色麦拉片。

 

 

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。

 

 

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。

 

 

输入端小板上设有延时保险丝(5A 250V)以及安规X电容。

 

 

背面有电容、电阻等小器件。

 

 

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。

 

 

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。

 

 

灰色电容特写,厦门法拉MKP63 300~Y2安规电容。

 

 

电容旁有两颗丝印S8MC的二极管。

 

 

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。

 

 

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。

 

 

一颗芯片来自德州仪器,丝印703013。

 

 

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。

 

 

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。

 

 

两块小板通过焊接连接。

 

 

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。

 

 

两颗隔离驱动变压器特写。

 

 

两颗驱动器芯片来自英飞凌,丝印1150N12A。

 

 

板子背面左侧设有很多镀金铜颗粒。

 

 

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。

 

 

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。

 

 

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。

 

 

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

 

 

一颗贴片电流互感器特写。

 

 

小板背面设有镀金铜粒子帮助散热。

 

 

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。

 

 

再来看底部模块上的器件。

 

 

连接排线接在主板一侧。

 

 

连接两个模块的排线特写,两端排针镀金抗氧化。

 

 

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。

 

 

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。

 

 

初次级滤波电容之间设有塑料板隔离。

 

 

NTC热敏电阻特写,用于抑制上电的浪涌电流。

 

 

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。

 

 

拆下高压滤波电容。

 

 

高压滤波电容品牌为EPCOS,规格为450V 820μF。

 

 

电解电容顶部防爆纹特写。

 

 

拆下高压电容侧面的辅助小板。

 

 

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。

 

 

小板背面为变压器磁芯和二极管等元件。

 

 

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。

 

 

平面变压器磁芯特写,丝印CBEFD28-50-G。

 

 

LTV-217光耦用于输出电压反馈。

 

 

意法半导体1R2S GP012二极管用于输出整流。

 

 

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。

 

 

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。

 

 

另一面左下角有一颗芯片,背面焊接多颗滤波电容。

 

 

一颗驱动器芯片来自英飞凌,丝印2F7275A。

 

 

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。

 

 

3.3μH合金电感特写。

 

 

滤波电容特写,两颗规格都是16V 270μF。

 

 

两颗LTV-217光耦特写。

 

 

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。

 

 

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。

 

 

板子背面设有散热端子。

 

 

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。

 

 

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。

 

 

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。

 

 

 

LLC变压器为交错式设计,整体缠绕高温胶带绝缘。

 

 

左侧为谐振电感,右侧为变压器,底部设有电木板绝缘。

 

 

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。

 

 

两颗英飞凌丝印2F7275A的驱动器。

 

 

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。

 

 

两颗输出滤波电容来自贵弥功,为KYB系列,规格为63V680μF。

 

 

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。

 

 

纳芯微 NSi8141W0高可靠性四通道数字隔离器。

 

 

纳芯微 NSi8100N 双通道I2C数字隔离芯片。

 

 

两颗存储器来自微芯科技,型号24LC64,用于存储配置信息。

 

 

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

 

 

全部拆解完毕,来张全家福。

 

充电头网拆解总结

 

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。

 

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。

 

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。


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