Mūsų naujas produktas – 300 W GaN maitinimo šaltinis

STARWELLyra aukštųjų technologijų įmonė, kurios specializacija yramaitinimo šaltinisGamyba, įsipareigojusi MTTP ir įvairių pažangių maitinimo šaltinių, įskaitant POE maitinimo šaltinius, ryšių maitinimo šaltinius, energijos kaupimo keitiklius, maitinimo adapterius, pramoninio valdymo maitinimo šaltinius ir kt., gamyba, kad atitiktų įvairių sričių poreikius. Šios problemos sprendimo analizė pateikia 300 W 48 V GaN maitinimo modulį.

Šio maitinimo modulio modelis yra R0168, palaikantis 100–264 VAC įėjimo įtampą, 48 V 6,25 A išėjimo ir 300 W išėjimo galią. Jis gali veikti aplinkos temperatūros diapazone nuo -10 ~ 55 ℃. Maitinimo blokas yra modulinės konstrukcijos su jungtimis tiek įvesties, tiek išvesties gnybtuose. Toliau pateikiama šio 300 W GaN maitinimo modulio sprendimo analizė, siekiant pažvelgti į jo vidinį dizainą ir medžiagas.

STARWELL 300W GaN maitinimo šaltinio išvaizda 

Modulis

STARWELL 300 W GaN maitinimo modulis turi aliuminio lydinio korpusą. PCBA modulio priekyje yra aliuminio lydinio šilumnešis, kurio tuščiaviduriai plotai atitinka aukštos įtampos filtro kondensatorius ir PFC padidinimo induktorių, kad būtų sumažintas storis.

Maitinimo modulio nugarėlė yra aliuminio lydinio apvalkalas.

Modelis: B0168

Įvestis: 100-240V~ 50/60Hz 5,0A Maks

Išėjimas: 48V 6,25A

Išėjimo laidai sujungiami litavimo būdu, o izoliacijai ant litavimo jungčių įtaisyti termosusitraukiantys vamzdeliai.

Išvesties jungties vaizdas iš arti: raudonas laidas yra teigiamas polius, o įvorė pažymėta 48 V išėjimui.

Maitinimo modulio ilgis, išmatuotas su nonijaus apkaba, yra maždaug 127,1 mm.

Maitinimo modulio plotis yra maždaug 76,4 mm.

Maitinimo modulio storis yra apie 40,4 mm.

Intuityvus rankoje laikomo maitinimo modulio dydžio suvokimas. Naudojant GaN galios įrenginius, labai padidėja galios tankis, o 300 W išėjimo galios tūris žymiai sumažėja, taupant vietą.

Išmatuotas maitinimo modulio svoris yra maždaug 441 g.

STARWELL 300W GaN maitinimo šaltinio analizė

Modulis

PCBA modulis varžtais tvirtinamas prie šilumos kriauklės.

Išimant PCBA modulį, izoliaciniai silikoniniai lakštai įklijuojami tose vietose, kurios atitinka šilumos šalintuvą.

Izoliacinis Mylar lakštas yra PCBA modulio šone.

Nuimamas izoliacinis Mylar lakštas, išpjautos skylės tose vietose, kurios atitinka galios įrenginius, o šilumai praleisti pateikiamos šiluminės pagalvėlės.

Trys šiluminės pagalvėlės atitinka atitinkamai PFC jungiklį, LLC jungiklį ir sinchroninį lygintuvą.

Ant PCBA modulio taip pat uždengtas aliuminio lydinio aušintuvas, o maitinimo įrenginiai tvirtinami varžtais.

Ant PCBA modulio uždengtas aušintuvas pašalinamas išlitavus.

Lygintuvo tiltelis, PFC lygintuvo diodas ir terminis jungiklis yra pritvirtinti prie šilumos kriauklės.

PCBA modulio priekio apžvalga: kairėje pusėje yra maitinimo įvesties lizdas, saugiklis, Y kondensatorius, varistorius, bendrojo režimo induktorius ir saugos X2 kondensatorius. Vidurinėje padėtyje yra PFC padidinimo induktorius ir aukštos įtampos filtro kondensatorius. Dešinėje pusėje yra LLC rezonansinis kondensatorius, rezonansinis induktorius, transformatorius, filtro kondensatorius ir filtro induktorius.

Galinėje PCBA modulio pusėje yra 2 viename PFC+LLC valdiklis. PFC jungiklis yra apatiniame kairiajame kampe, LLC jungiklis yra virš pagrindinės valdymo lusto, grįžtamojo ryšio optronas yra dešinėje, o sinchroninio lygintuvo valdiklis ir du sinchroniniai lygintuvai yra apačioje. Visa lenta yra padengta konformalia danga apsaugai.

Kintamosios srovės įvesties gnybtas prijungtas jungtimi.

Pagrindinis maitinimo šaltinio valdymo lustas priima Mornsun Semiconductor HR1211, kelių režimų PFC ir srovės režimo LLC 2 viename valdiklį. Jis į vieną lustą sujungia funkcijas, kurioms tradiciniuose sprendimuose reikia 2-3 lustų. PFC valdiklis palaiko CCM ir DCM darbo režimus.

HR1211 turi skaitmeninę valdymo šerdį, palaiko aukštos įtampos paleidimą ir intelektualų X kondensatoriaus iškrovimą. PFC pakopa palaiko maksimalų 250 KHz veikimo dažnį. LLC pakopoje yra įmontuota 600V pusiau tilto tvarkyklė su integruotu įkrovos diodu, veikianti iki 500KHz dažniu. Jis palaiko visapusiškas apsaugos funkcijas ir yra supakuotas į SOIC-20.

PFC stiprinimo induktorius yra apvyniotas magnetiniu žiedu, o apačioje yra bakelito lakštas izoliacijai.

Du 70mΩ rezistoriai yra prijungti lygiagrečiai, kad būtų galima nustatyti jungiklio srovę.

PFC lygintuvo diodas yra nuosekliai sujungtas su magnetiniu karoliuku.

NTC termistorius pažymėtas 2.5D-11, naudojamas aukštos įtampos elektrolitinio kondensatoriaus įkrovimo srovei slopinti.

Keraminiai kondensatoriai yra sujungti lygiagrečiai su elektrolitiniais kondensatoriais, kurių specifikacija yra 0,01 μF 1KV.

LLC jungiklis yra iš ZenerTech, modelis ZN65C1R200L, kaskodo struktūros GaN jungiklis, kurio atsparumo įtampa yra 700 V ir trumpalaikė atsparumo įtampa 800 V, varža įjungimui 200 mΩ, vartų pavaros įtampos palaikymas 20 V. Jame yra mažas vartų įkrovimas, efektyviai supaprastinantis pavaros grandinę. Tinka greitiesiems įkrovikliams, ryšio maitinimo šaltiniams, duomenų centrams ir apšvietimo programoms, supakuota į DFN8*8.

Rezonansinis kondensatorius yra MMKP82 serijos, kurio specifikacija yra 0,047 μF 630 V.

Rezonansinis induktorius turi PQ2020 magnetinę šerdį ir yra apvyniotas litzo viela.

Transformatorius naudoja PQ3525 magnetinę šerdį, pažymėtą maitinimo šaltinio modeliu R0168.

Sinchroninio lygintuvo valdiklis yra iš MPS, modelio MP6924A, LLC sinchroninio lygintuvo valdiklis su stipresnėmis apsaugos nuo trukdžių ir greito išjungimo funkcijomis, suderinamas su CCM/DCM režimais. MP6924A integruoja du sinchroninio lygintuvo valdiklius, skirtus dviejų antrinių LLC ritių taisymui, tinka LLC keitiklių sinchroniniam lyginimui, supakuoti į SOIC-8.

Tarp išvesties gnybto ir žemės yra prijungtas keraminis kondensatorius, kurio specifikacija yra 0,01 μF 2KV.

Išvesties filtro kondensatoriai yra iš Sancon (Nantong Sanxin), RF serijos ilgaamžiai kondensatoriai, kurių specifikacija yra 63 V 330 μF, du lygiagrečiai.

Filtro induktorius yra padengtas termosusitraukiančiais vamzdeliais izoliacijai.

Kitas filtro kondensatorius turi 63 V 150 μF specifikaciją.

Išėjimo magnetinio žiedinio filtro induktoriaus stambaus planas.

Santrauka

Atlikus analizę nustatyta, kad STARWELL paleistas 300 W GaN maitinimo modulis naudoja per skylutes lygintuvus ir lygintuvus, pritvirtintus prie vidinės šilumos kriauklės. Patch GaN jungikliuose naudojamos šiluminės pagalvėlės, kad šiluma būtų nukreipta į apatinį aliuminio lydinio apvalkalą, kad būtų išsklaidyta šiluma ir pagerinama šilumos išsklaidymo galimybė. Šilumos jungiklis yra sumontuotas ant vidinės šilumos kriauklės, kad būtų galima perjungti valdiklio maitinimą perkaitimo atveju, užtikrinant bendrą apsaugą nuo perkaitimo.

Šiame GaN maitinimo modulyje įdiegtas Mornsun Semiconductor valdymo sprendimas, naudojant HR1211 2-in-1 valdiklį su MP6924A sinchroninio lygintuvo valdikliu. PFC jungiklis naudoja ZenerTech ZN65C1R070L GaN jungiklį, PFC lygintuvo diodą naudoja Sanken SDS065J008N3 SiC diodą, o LLC jungiklis naudoja ZN65C1R200L GaN jungiklį. Trečiosios kartos puslaidininkiai naudojami siekiant pagerinti galios konversijos efektyvumą, sumažinti energijos nuostolius ir šilumos išsklaidymo reikalavimus.