Bekalan Kuasa GaN Produk Baharu Kami-300W

STARWELLialah syarikat teknologi tinggi yang mengkhusus dalambekalan kuasapembuatan, komited kepada R&D dan pengeluaran pelbagai produk bekalan kuasa termaju, termasuk bekalan kuasa POE, bekalan kuasa komunikasi, penyongsang storan tenaga, penyesuai kuasa, bekalan kuasa kawalan industri, dsb., untuk memenuhi keperluan bidang yang berbeza. Analisis penyelesaian isu ini membawa modul bekalan kuasa GaN 300W 48V.

Model modul bekalan kuasa ini ialah R0168, menyokong voltan input 100~264Vac, dengan output 48V 6.25A dan kuasa output 300W. Ia boleh beroperasi dalam julat suhu ambien -10~55 ℃. Bekalan kuasa mempunyai reka bentuk modular, dengan penyambung disediakan pada kedua-dua terminal input dan output. Berikut ialah analisis penyelesaian modul bekalan kuasa GaN 300W ini, untuk melihat reka bentuk dan bahan dalamannya.

Penampilan Bekalan Kuasa GaN STARWELL 300W 

Modul

Modul bekalan kuasa STARWELL 300W GaN menggunakan cangkerang aloi aluminium. Bahagian hadapan modul PCBA dilengkapi dengan sink haba aloi aluminium, dengan kawasan berlubang sepadan dengan kapasitor penapis voltan tinggi dan induktor rangsangan PFC untuk mengurangkan ketebalan.

Bahagian belakang modul bekalan kuasa ialah cangkerang aloi aluminium.

Model: B0168

Input: 100-240V~ 50/60Hz 5.0A Maks

Output: 48V 6.25A

Wayar keluaran disambungkan dengan pematerian, dengan tiub pengecutan haba berlengan pada sambungan pateri untuk penebat.

Jarak dekat penyambung keluaran: wayar merah ialah kutub positif, dan lengan ditandakan untuk keluaran 48V.

Panjang modul bekalan kuasa yang diukur dengan angkup vernier adalah lebih kurang 127.1mm.

Lebar modul bekalan kuasa adalah lebih kurang 76.4mm.

Ketebalan modul bekalan kuasa adalah lebih kurang 40.4mm.

Persepsi saiz intuitif modul bekalan kuasa yang dipegang di tangan. Terima kasih kepada penggunaan peranti kuasa GaN, ketumpatan kuasa bertambah baik, dan volum kuasa keluaran 300W dikurangkan dengan ketara, menjimatkan ruang.

Berat terukur modul bekalan kuasa adalah lebih kurang 441g.

Analisis Bekalan Kuasa GaN STARWELL 300W

Modul

Modul PCBA dipasang pada sink haba dengan skru.

Lembaran silikon penebat ditampal pada kedudukan yang sepadan dengan sink haba apabila modul PCBA dikeluarkan.

Lembaran Mylar penebat disediakan pada sisi modul PCBA.

Lembaran Mylar penebat dikeluarkan, dengan lubang dipotong pada kedudukan yang sepadan dengan peranti kuasa, dan pad haba disediakan untuk mengalirkan haba.

Tiga pad haba sepadan dengan suis PFC, suis LLC, dan penerus segerak masing-masing.

Sinki haba aloi aluminium juga diliputi pada modul PCBA, dan peranti kuasa dipasang dengan skru.

Sinki haba yang dilindungi pada modul PCBA dikeluarkan dengan menyahpateri.

Jambatan penerus, diod penerus PFC, dan suis terma dipasang pada sink haba.

Gambaran keseluruhan bahagian hadapan modul PCBA: bahagian kiri dilengkapi dengan soket input kuasa, fius, kapasitor Y, varistor, induktor mod biasa dan kapasitor X2 keselamatan. Kedudukan tengah dilengkapi dengan induktor rangsangan PFC dan kapasitor penapis voltan tinggi. Bahagian kanan dilengkapi dengan kapasitor resonan LLC, induktor resonan, pengubah, kapasitor penapis, dan induktor penapis.

Di bahagian belakang modul PCBA, terdapat pengawal PFC+LLC 2-dalam-1. Suis PFC terletak di sebelah kiri bawah, suis LLC berada di atas cip kawalan utama, optocoupler maklum balas di sebelah kanan, dan pengawal penerus segerak dan dua penerus segerak berada di bahagian bawah. Seluruh papan disalut dengan salutan konformal untuk perlindungan.

Terminal input AC disambungkan dengan penyambung.

Cip kawalan utama bekalan kuasa menggunakan Mornsun Semiconductor HR1211, PFC berbilang mod dan pengawal 2-dalam-1 LLC mod semasa. Ia menyepadukan fungsi yang memerlukan 2-3 cip dalam penyelesaian tradisional ke dalam satu cip. Pengawal PFC menyokong mod pengendalian CCM dan DCM.

HR1211 menggunakan teras kawalan digital, menyokong permulaan voltan tinggi dan nyahcas kapasitor X pintar. Peringkat PFC menyokong frekuensi operasi maksimum 250KHz. Peringkat LLC mempunyai pemacu separuh jambatan 600V terbina dalam dengan diod bootstrap bersepadu, beroperasi pada frekuensi sehingga 500KHz. Ia menyokong fungsi perlindungan yang komprehensif dan dibungkus dalam SOIC-20.

Induktor rangsangan PFC dililit dengan cincin magnet, dan kepingan bakelit disediakan di bahagian bawah untuk penebat.

Dua perintang 70mΩ disambung secara selari untuk mengesan arus suis.

Diod penerus PFC disambung secara bersiri dengan manik magnet.

Termistor NTC ditandakan 2.5D-11, digunakan untuk menekan arus pengecasan kapasitor elektrolitik voltan tinggi.

Kapasitor seramik disambungkan selari dengan kapasitor elektrolitik, dengan spesifikasi 0.01μF 1KV.

Suis LLC adalah daripada ZenerTech, model ZN65C1R200L, suis GaN struktur Cascode dengan voltan tahan 700V dan voltan tahan sementara 800V, rintangan pada 200mΩ, sokongan voltan pemacu pintu 20V. Ia mempunyai cas gerbang rendah, memudahkan litar pemacu dengan berkesan. Sesuai untuk pengecas pantas, bekalan kuasa komunikasi, pusat data dan aplikasi pencahayaan, dibungkus dalam DFN8*8.

Kapasitor resonan adalah siri MMKP82, dengan spesifikasi 0.047μF 630V.

Induktor resonan menggunakan teras magnet PQ2020 dan dililit dengan wayar litz.

Pengubah menggunakan teras magnet PQ3525, ditandakan dengan model bekalan kuasa R0168.

Pengawal penerus segerak adalah daripada MPS, model MP6924A, pengawal penerus segerak LLC dengan fungsi anti-gangguan dan mematikan pantas yang lebih kuat, serasi dengan mod CCM/DCM. MP6924A menyepadukan dua pengawal penerus segerak untuk aplikasi pembetulan dua gegelung sekunder LLC, sesuai untuk aplikasi pembetulan segerak penukar LLC, dibungkus dalam SOIC-8.

Kapasitor seramik disambungkan antara terminal keluaran dan tanah, dengan spesifikasi 0.01μF 2KV.

Kapasitor penapis keluaran adalah daripada Sancon (Nantong Sanxin), kapasitor tahan lama siri RF, dengan spesifikasi 63V 330μF, dua selari.

Induktor penapis dilengkapi dengan tiub pengecutan haba untuk penebat.

Satu lagi kapasitor penapis mempunyai spesifikasi 63V 150μF.

Jarak dekat induktor penapis gelang magnet keluaran.

Ringkasan

Melalui analisis, didapati modul bekalan kuasa GaN 300W yang dilancarkan oleh STARWELL menggunakan jambatan penerus lubang melalui dan diod penerus yang dipasang pada sink haba dalaman. Suis Patch GaN menggunakan pad haba untuk mengalirkan haba ke cangkang aloi aluminium bahagian bawah untuk pelesapan haba, meningkatkan kapasiti pelesapan haba. Suis terma dipasang pada sink haba dalaman untuk menukar bekalan kuasa pengawal sekiranya berlaku terlalu panas, merealisasikan perlindungan terlalu panas secara keseluruhan.

Modul bekalan kuasa GaN ini menggunakan penyelesaian kawalan Mornsun Semiconductor, menggunakan pengawal HR1211 2-dalam-1 dengan pengawal penerus segerak MP6924A. Suis PFC menggunakan suis ZenerTech ZN65C1R070L GaN, diod penerus PFC menggunakan diod SiC Sanken SDS065J008N3, dan suis LLC menggunakan suis GaN ZN65C1R200L. Semikonduktor generasi ketiga digunakan untuk meningkatkan kecekapan penukaran kuasa, mengurangkan kehilangan kuasa dan keperluan pelesapan haba.