محصول جدید ما - منبع تغذیه GaN 300W

استارولیک شرکت با فناوری پیشرفته است که در آن تخصص داردمنبع تغذیهتولید، متعهد به تحقیق و توسعه و تولید محصولات مختلف منبع تغذیه پیشرفته، از جمله منابع تغذیه POE، منابع تغذیه ارتباطی، اینورترهای ذخیره انرژی، آداپتورهای برق، منابع تغذیه کنترل صنعتی و غیره برای رفع نیازهای زمینه های مختلف. تجزیه و تحلیل راه حل این مسئله یک ماژول منبع تغذیه 300W 48V GaN را به ارمغان می آورد.

مدل این ماژول منبع تغذیه R0168 با ولتاژ ورودی 100~264Vac با خروجی 48V 6.25A و توان خروجی 300W می باشد. این می تواند در محدوده دمای محیطی -10 تا 55 درجه سانتیگراد کار کند. منبع تغذیه دارای طراحی ماژولار است و کانکتورهایی در هر دو ترمینال ورودی و خروجی ارائه شده است. در ادامه یک تجزیه و تحلیل راه حل از این ماژول منبع تغذیه GaN 300W ارائه شده است تا نگاهی به طراحی داخلی و مواد آن بیندازید.

ظاهر منبع تغذیه STARWELL 300W GaN 

ماژول

ماژول منبع تغذیه STARWELL 300W GaN از پوسته آلیاژ آلومینیوم استفاده می کند. قسمت جلویی ماژول PCBA مجهز به یک هیت سینک آلیاژی آلومینیومی است که دارای قسمت‌های توخالی مربوط به خازن‌های فیلتر ولتاژ بالا و سلف تقویت کننده PFC برای کاهش ضخامت است.

پشت ماژول منبع تغذیه یک پوسته آلیاژ آلومینیوم است.

مدل: B0168

ورودی: 100-240 ولت ~ 50/60 هرتز 5.0 آمپر حداکثر

خروجی: 48 ولت 6.25 آمپر

سیم‌های خروجی با لحیم کاری به هم متصل می‌شوند و لوله‌های انقباض حرارتی روی اتصالات لحیم برای عایق قرار دارند.

نمای نزدیک کانکتور خروجی: سیم قرمز قطب مثبت است و آستین برای خروجی 48 ولت مشخص شده است.

طول ماژول منبع تغذیه اندازه گیری شده با کولیس ورنیه تقریباً 127.1 میلی متر است.

عرض ماژول منبع تغذیه تقریباً 76.4 میلی متر است.

ضخامت ماژول منبع تغذیه تقریباً 40.4 میلی متر است.

درک اندازه بصری از ماژول منبع تغذیه که در دست است. به لطف استفاده از دستگاه های برق GaN، چگالی توان بسیار بهبود یافته است و حجم توان خروجی 300 وات به طور قابل توجهی کاهش می یابد و باعث صرفه جویی در فضا می شود.

وزن اندازه گیری شده ماژول منبع تغذیه تقریباً 441 گرم است.

تجزیه و تحلیل منبع تغذیه STARWELL 300W GaN

ماژول

ماژول PCBA با پیچ به هیت سینک ثابت می شود.

ورقه های سیلیکونی عایق در موقعیت های مربوط به هیت سینک هنگام خارج شدن ماژول PCBA چسبانده می شوند.

یک ورق Mylar عایق در کنار ماژول PCBA ارائه شده است.

ورق عایق مایلار با سوراخ هایی بریده شده در موقعیت های مربوط به دستگاه های برق برداشته می شود و پدهای حرارتی برای انتقال گرما ارائه می شود.

سه پد حرارتی به ترتیب مربوط به سوئیچ PFC، سوئیچ LLC و یکسو کننده سنکرون هستند.

یک هیت سینک آلیاژ آلومینیوم نیز روی ماژول PCBA پوشانده شده است و دستگاه های برق با پیچ ثابت می شوند.

هیت سینک پوشیده شده روی ماژول PCBA با لحیم کاری جدا می شود.

پل یکسو کننده، دیود یکسو کننده PFC و سوئیچ حرارتی روی هیت سینک ثابت می شوند.

نمای کلی قسمت جلویی ماژول PCBA: سمت چپ به سوکت ورودی برق، فیوز، خازن Y، وریستور، سلف حالت مشترک و خازن ایمنی X2 مجهز شده است. موقعیت میانی مجهز به سلف تقویت کننده PFC و خازن فیلتر ولتاژ بالا است. سمت راست مجهز به خازن رزونانس LLC، سلف تشدید، ترانسفورماتور، خازن فیلتر و سلف فیلتر است.

در پشت ماژول PCBA، یک کنترلر 2 در 1 PFC+LLC وجود دارد. سوئیچ PFC در پایین سمت چپ، سوئیچ LLC بالای تراشه کنترل اصلی، اپتوکوپلر فیدبک در سمت راست، و کنترل کننده یکسو کننده همزمان و دو یکسو کننده همزمان در پایین قرار دارند. کل تخته برای محافظت با روکش منسجم پوشیده شده است.

ترمینال ورودی AC با یک کانکتور متصل می شود.

تراشه کنترل اصلی منبع تغذیه از Mornsun Semiconductor HR1211 استفاده می‌کند که یک کنترل‌کننده PFC چند حالته و LLC 2-in-1 است. این عملکردهایی را که به 2-3 تراشه در راه حل های سنتی نیاز دارند در یک تراشه ادغام می کند. کنترلر PFC از حالت های عملکرد CCM و DCM پشتیبانی می کند.

HR1211 از یک هسته کنترل دیجیتال استفاده می کند، از راه اندازی ولتاژ بالا و تخلیه خازن X هوشمند پشتیبانی می کند. مرحله PFC حداکثر فرکانس کاری 250 کیلوهرتز را پشتیبانی می کند. مرحله LLC دارای یک درایور نیم پل 600 ولتی با دیود بوت استرپ یکپارچه است که با فرکانس حداکثر 500 کیلوهرتز کار می کند. از توابع حفاظتی جامع پشتیبانی می کند و در SOIC-20 بسته بندی شده است.

سلف تقویت کننده PFC با یک حلقه مغناطیسی پیچیده می شود و یک ورق باکلیت در پایین برای عایق بندی در نظر گرفته شده است.

دو مقاومت 70mΩ به صورت موازی برای تشخیص جریان سوئیچ متصل شده اند.

دیود یکسو کننده PFC به صورت سری با یک مهره مغناطیسی متصل می شود.

ترمیستور NTC دارای علامت 2.5D-11 است که برای سرکوب جریان شارژ خازن الکترولیتی ولتاژ بالا استفاده می شود.

خازن های سرامیکی به صورت موازی با خازن های الکترولیتی با مشخصات 0.01μF 1KV متصل می شوند.

سوئیچ LLC از ZenerTech، مدل ZN65C1R200L، یک سوئیچ GaN ساختار Cascode با ولتاژ مقاومتی 700 ولت و ولتاژ مقاومت گذرا 800 ولت، مقاومت روشن 200 میلی‌ اهم، پشتیبانی از ولتاژ درایو گیت 20 ولت است. دارای شارژ کم گیت است که به طور موثر مدار درایو را ساده می کند. مناسب برای شارژرهای سریع، منابع تغذیه ارتباطی، مراکز داده و برنامه های روشنایی، بسته بندی شده در DFN8*8.

خازن تشدید از سری MMKP82 با مشخصات 0.047μF 630V می باشد.

سلف تشدید کننده از هسته مغناطیسی PQ2020 استفاده می کند و با سیم لیتز پیچیده می شود.

ترانسفورماتور از هسته مغناطیسی PQ3525 استفاده می کند که با منبع تغذیه مدل R0168 مشخص شده است.

کنترلر یکسو کننده سنکرون از MPS، مدل MP6924A، یک کنترل کننده یکسو کننده سنکرون LLC با عملکردهای ضد تداخل قوی تر و خاموش کردن سریع، سازگار با حالت های CCM/DCM است. MP6924A دو کنترل کننده یکسو کننده سنکرون را برای کاربردهای یکسوسازی دو سیم پیچ ثانویه LLC، مناسب برای برنامه های یکسوسازی همزمان مبدل LLC، بسته بندی شده در SOIC-8، ادغام می کند.

یک خازن سرامیکی بین ترمینال خروجی و زمین با مشخصات 0.01μF 2KV متصل می شود.

خازن های فیلتر خروجی از سانکن (Nantong Sanxin)، خازن های با عمر طولانی سری RF، با مشخصات 63V 330μF، دو به صورت موازی هستند.

سلف فیلتر با لوله های انقباض حرارتی برای عایق پوشانده شده است.

یک خازن فیلتر دیگر دارای مشخصات 63V 150μF است.

نمای نزدیک از سلف فیلتر حلقه مغناطیسی خروجی.

خلاصه

از طریق تجزیه و تحلیل، مشخص شد که ماژول منبع تغذیه GaN 300 واتی که توسط STARWELL راه اندازی شده است، از پل های یکسو کننده از طریق سوراخ و دیودهای یکسو کننده ثابت شده روی هیت سینک داخلی استفاده می کند. سوئیچ‌های Patch GaN از پدهای حرارتی برای هدایت گرما به پوسته آلیاژ آلومینیوم پایین برای اتلاف گرما استفاده می‌کنند و ظرفیت اتلاف گرما را بهبود می‌بخشند. یک سوئیچ حرارتی بر روی هیت سینک داخلی نصب شده است تا منبع تغذیه کنترلر را در صورت گرمای بیش از حد تغییر دهد و به طور کلی حفاظت از گرمای بیش از حد را درک کند.

این ماژول منبع تغذیه GaN راه حل کنترل نیمه هادی مورنسون را با استفاده از کنترلر 2 در 1 HR1211 با کنترل کننده یکسو کننده سنکرون MP6924A استفاده می کند. سوئیچ PFC از سوئیچ ZenerTech ZN65C1R070L GaN استفاده می کند، دیود یکسو کننده PFC از دیود SiC Sanken SDS065J008N3 و سوئیچ LLC از سوئیچ ZN65C1R200L GaN استفاده می کند. نیمه هادی های نسل سوم برای بهبود راندمان تبدیل توان، کاهش تلفات برق و اتلاف حرارت مورد استفاده قرار می گیرند.