Noul nostru produs - sursă de alimentare GaN de 300 W

STARWELLeste o întreprindere de înaltă tehnologie specializată înalimentare electricăproducție, dedicată cercetării și dezvoltării și producției de diverse produse avansate de alimentare cu energie, inclusiv surse de alimentare POE, surse de alimentare pentru comunicații, invertoare de stocare a energiei, adaptoare de alimentare, surse de alimentare de control industrial etc., pentru a satisface nevoile diferitelor domenii. Analiza soluției acestei probleme aduce un modul de alimentare GaN de 300W 48V.

Modelul acestui modul de alimentare este R0168, suportand o tensiune de intrare de 100~264Vac, cu o iesire de 48V 6.25A si o putere de iesire de 300W. Poate funcționa într-un interval de temperatură ambientală de -10 ~ 55℃. Sursa de alimentare are un design modular, cu conectori prevăzuți atât la bornele de intrare cât și la ieșire. Următoarea este o analiză a soluției acestui modul de alimentare GaN de 300 W, pentru a arunca o privire asupra designului și materialelor sale interne.

Aspectul sursei de alimentare STARWELL 300W GaN 

Modul

Modulul de alimentare STARWELL 300W GaN adoptă o carcasă din aliaj de aluminiu. Partea frontală a modulului PCBA este echipată cu un radiator din aliaj de aluminiu, cu zone scobite corespunzătoare condensatoarelor de filtru de înaltă tensiune și inductor PFC pentru a reduce grosimea.

Partea din spate a modulului de alimentare este o carcasă din aliaj de aluminiu.

Model: B0168

Intrare: 100-240V~ 50/60Hz 5.0A Max

Ieșire: 48V 6.25A

Firele de ieșire sunt conectate prin lipire, cu manșoane termocontractabile pe îmbinările de lipit pentru izolare.

Prim-plan al conectorului de ieșire: firul roșu este polul pozitiv, iar manșonul este marcat pentru ieșire de 48V.

Lungimea modulului de alimentare măsurată cu un șubler vernier este de aproximativ 127,1 mm.

Lățimea modulului de alimentare este de aproximativ 76,4 mm.

Grosimea modulului de alimentare este de aproximativ 40,4 mm.

Percepția intuitivă a dimensiunii modulului de alimentare ținut în mână. Datorită utilizării dispozitivelor de putere GaN, densitatea puterii este mult îmbunătățită, iar volumul puterii de ieșire de 300 W este redus semnificativ, economisind spațiu.

Greutatea măsurată a modulului de alimentare este de aproximativ 441 g.

Analiza sursei de alimentare STARWELL 300W GaN

Modul

Modulul PCBA este fixat de radiator cu șuruburi.

Foile de silicon izolatoare sunt lipite în pozițiile corespunzătoare radiatorului atunci când modulul PCBA este scos.

Pe partea laterală a modulului PCBA este prevăzută o foaie izolatoare de Mylar.

Foaia izolatoare Mylar este îndepărtată, cu găuri tăiate în pozițiile corespunzătoare dispozitivelor de alimentare, iar plăcuțele termice sunt prevăzute pentru a conduce căldura.

Trei plăci termice corespund comutatorului PFC, comutatorului LLC și, respectiv, redresorului sincron.

Un radiator din aliaj de aluminiu este, de asemenea, acoperit pe modulul PCBA, iar dispozitivele de alimentare sunt fixate cu șuruburi.

Radiatorul de căldură acoperit pe modulul PCBA este îndepărtat prin dezlipire.

Puntea redresorului, dioda redresorului PFC și comutatorul termic sunt fixate pe radiatorul.

Prezentare generală a părții frontale a modulului PCBA: partea stângă este echipată cu o priză de intrare de alimentare, siguranță, condensator Y, varistor, inductor de mod comun și condensator de siguranță X2. Poziția de mijloc este echipată cu un inductor de amplificare PFC și un condensator de filtru de înaltă tensiune. Partea dreaptă este echipată cu condensator rezonant LLC, inductor rezonant, transformator, condensator de filtru și inductor de filtru.

Pe partea din spate a modulului PCBA, există un controler PFC+LLC 2-în-1. Comutatorul PFC este situat în stânga jos, comutatorul LLC este deasupra cipului de control principal, optocuplorul de feedback este în dreapta, iar controlerul redresorului sincron și două redresoare sincrone sunt în partea de jos. Întreaga placă este acoperită cu un strat conform pentru protecție.

Terminalul de intrare AC este conectat cu un conector.

Cipul principal de control al sursei de alimentare adoptă Mornsun Semiconductor HR1211, un controler 2-în-1 LLC multi-mod PFC și mod curent. Integrează funcții care necesită 2-3 cipuri în soluțiile tradiționale într-un singur cip. Controlerul PFC acceptă modurile de operare CCM și DCM.

HR1211 adoptă un nucleu de control digital, acceptă pornirea de înaltă tensiune și descărcarea inteligentă a condensatorului X. Etapa PFC acceptă o frecvență maximă de operare de 250KHz. Etapa LLC are încorporat un driver semi-bridge de 600V cu diodă bootstrap integrată, care funcționează la o frecvență de până la 500KHz. Acceptă funcții de protecție cuprinzătoare și este ambalat în SOIC-20.

Inductorul de amplificare PFC este înfășurat cu un inel magnetic, iar în partea de jos este prevăzută o foaie de bachelită pentru izolare.

Două rezistențe de 70 mΩ sunt conectate în paralel pentru a detecta curentul de comutare.

Dioda redresoare PFC este conectată în serie cu o perlă magnetică.

Termistorul NTC este marcat 2.5D-11, utilizat pentru a suprima curentul de încărcare al condensatorului electrolitic de înaltă tensiune.

Condensatoarele ceramice sunt conectate în paralel cu condensatoare electrolitice, cu o specificație de 0,01μF 1KV.

Comutatorul LLC este de la ZenerTech, model ZN65C1R200L, un comutator GaN cu structură Cascode cu o tensiune de rezistență de 700V și o tensiune de rezistență tranzitorie de 800V, rezistență la pornire de 200mΩ, suport pentru tensiunea de acționare a porții de 20V. Dispune de încărcare scăzută a porții, simplificând eficient circuitul de acționare. Potrivit pentru încărcătoare rapide, surse de alimentare pentru comunicații, centre de date și aplicații de iluminat, ambalate în DFN8*8.

Condensatorul rezonant este din seria MMKP82, cu o specificație de 0,047μF 630V.

Inductorul rezonant adoptă miez magnetic PQ2020 și este înfășurat cu sârmă litz.

Transformatorul adoptă miez magnetic PQ3525, marcat cu modelul de alimentare R0168.

Controlerul de redresor sincron este de la MPS, model MP6924A, un controler de redresor sincron LLC cu funcții mai puternice anti-interferență și oprire rapidă, compatibil cu modurile CCM/DCM. MP6924A integrează două controlere redresoare sincrone pentru aplicații de redresare a celor două bobine secundare ale LLC, potrivite pentru aplicațiile de redresare sincronă a convertorului LLC, ambalate în SOIC-8.

Un condensator ceramic este conectat între terminalul de ieșire și masă, cu o specificație de 0,01μF 2KV.

Condensatorii filtrului de ieșire sunt de la Sancon (Nantong Sanxin), condensatori de lungă durată din seria RF, cu o specificație de 63V 330μF, doi în paralel.

Inductorul filtrului este acoperit cu tuburi termocontractabile pentru izolare.

Un alt condensator de filtru are o specificație de 63V 150μF.

Prim-plan al inductorului filtrului inel magnetic de ieșire.

Rezumat

Prin analiză, se constată că modulul de alimentare GaN de 300W lansat de STARWELL folosește punți redresoare cu orificii traversante și diode redresoare fixate pe radiatorul intern. Comutatoarele Patch GaN folosesc plăcuțe termice pentru a conduce căldura către carcasa inferioară din aliaj de aluminiu pentru disiparea căldurii, îmbunătățind capacitatea de disipare a căldurii. Un comutator termic este instalat pe radiatorul intern pentru a comuta sursa de alimentare a controlerului în caz de supraîncălzire, realizând o protecție generală împotriva supraîncălzirii.

Acest modul de alimentare GaN adoptă soluția de control Mornsun Semiconductor, folosind controler HR1211 2-în-1 cu controler redresor sincron MP6924A. Comutatorul PFC adoptă comutatorul ZenerTech ZN65C1R070L GaN, dioda redresoare PFC adoptă dioda Sanken SDS065J008N3 SiC, iar comutatorul LLC adoptă comutatorul ZN65C1R200L GaN. Semiconductorii de a treia generație sunt utilizați pentru a îmbunătăți eficiența conversiei puterii, pentru a reduce pierderile de putere și cerințele de disipare a căldurii.