Nosso novo produto - fonte de alimentação GaN de 300 W

POÇO ESTRELAé uma empresa de alta tecnologia especializada emfonte de energiafabricação, comprometida com P&D e produção de vários produtos avançados de fonte de alimentação, incluindo fontes de alimentação POE, fontes de alimentação de comunicação, inversores de armazenamento de energia, adaptadores de energia, fontes de alimentação de controle industrial, etc., para atender às necessidades de diferentes campos. A análise da solução desta edição traz um módulo de fonte de alimentação 300W 48V GaN.

O modelo deste módulo de fonte de alimentação é R0168, suportando tensão de entrada de 100~264Vac, com saída de 48V 6,25A e potência de saída de 300W. Ele pode operar em uma faixa de temperatura ambiente de -10~55°C. A fonte de alimentação apresenta um design modular, com conectores fornecidos nos terminais de entrada e saída. A seguir está uma análise da solução deste módulo de fonte de alimentação GaN de 300W, para dar uma olhada em seu design interno e materiais.

Aparência da fonte de alimentação STARWELL 300W GaN 

Módulo

O módulo de fonte de alimentação STARWELL 300W GaN adota um invólucro de liga de alumínio. A parte frontal do módulo PCBA é equipada com um dissipador de calor em liga de alumínio, com áreas vazadas correspondentes aos capacitores de filtro de alta tensão e ao indutor de reforço PFC para reduzir a espessura.

A parte traseira do módulo de fonte de alimentação é um invólucro de liga de alumínio.

Modelo: B0168

Entrada: 100-240 V ~ 50/60 Hz 5,0 A máx.

Saída: 48V 6,25A

Os fios de saída são conectados por soldagem, com tubos termorretráteis revestidos nas juntas de solda para isolamento.

Close do conector de saída: o fio vermelho é o pólo positivo e a luva está marcada para saída de 48V.

O comprimento do módulo de fonte de alimentação medido com um paquímetro é de aproximadamente 127,1 mm.

A largura do módulo de fonte de alimentação é de aproximadamente 76,4 mm.

A espessura do módulo de fonte de alimentação é de aproximadamente 40,4 mm.

Percepção intuitiva do tamanho do módulo de fonte de alimentação na mão. Graças ao uso de dispositivos de energia GaN, a densidade de potência é bastante melhorada e o volume de potência de saída de 300W é significativamente reduzido, economizando espaço.

O peso medido do módulo de fonte de alimentação é de aproximadamente 441g.

Análise da fonte de alimentação STARWELL 300W GaN

Módulo

O módulo PCBA é fixado ao dissipador de calor com parafusos.

Folhas isolantes de silicone são coladas nas posições correspondentes ao dissipador de calor quando o módulo PCBA é retirado.

Uma folha Mylar isolante é fornecida na lateral do módulo PCBA.

A folha Mylar isolante é removida, com furos cortados em posições correspondentes aos dispositivos de energia, e almofadas térmicas são fornecidas para conduzir calor.

Três almofadas térmicas correspondem à chave PFC, chave LLC e retificador síncrono, respectivamente.

Um dissipador de calor de liga de alumínio também é coberto no módulo PCBA e os dispositivos de alimentação são fixados com parafusos.

O dissipador de calor coberto no módulo PCBA é removido por dessoldagem.

A ponte retificadora, o diodo retificador PFC e a chave térmica são fixados no dissipador de calor.

Visão geral da parte frontal do módulo PCBA: o lado esquerdo está equipado com um soquete de entrada de energia, fusível, capacitor Y, varistor, indutor de modo comum e capacitor X2 de segurança. A posição intermediária está equipada com um indutor de reforço PFC e um capacitor de filtro de alta tensão. O lado direito está equipado com capacitor ressonante LLC, indutor ressonante, transformador, capacitor de filtro e indutor de filtro.

Na parte traseira do módulo PCBA, há um controlador PFC + LLC 2 em 1. A chave PFC está localizada na parte inferior esquerda, a chave LLC está acima do chip de controle principal, o optoacoplador de feedback está à direita e o controlador do retificador síncrono e dois retificadores síncronos estão na parte inferior. Toda a placa é revestida com revestimento isolante para proteção.

O terminal de entrada CA está conectado com um conector.

O chip de controle principal da fonte de alimentação adota Mornsun Semiconductor HR1211, um PFC multimodo e controlador LLC 2 em 1 de modo de corrente. Ele integra funções que requerem 2 a 3 chips em soluções tradicionais em um único chip. O controlador PFC suporta os modos de operação CCM e DCM.

HR1211 adota um núcleo de controle digital, suporta inicialização de alta tensão e descarga inteligente do capacitor X. O estágio PFC suporta uma frequência operacional máxima de 250KHz. O estágio LLC possui um driver de meia ponte de 600V integrado com diodo de bootstrap integrado, operando em uma frequência de até 500KHz. Ele suporta funções de proteção abrangentes e é empacotado em SOIC-20.

O indutor de reforço PFC é enrolado com um anel magnético e uma folha de baquelite é fornecida na parte inferior para isolamento.

Dois resistores de 70mΩ são conectados em paralelo para detectar a corrente de comutação.

O diodo retificador PFC é conectado em série com um cordão magnético.

O termistor NTC está marcado como 2.5D-11, usado para suprimir a corrente de carga do capacitor eletrolítico de alta tensão.

Capacitores cerâmicos são conectados em paralelo com capacitores eletrolíticos, com especificação de 0,01μF 1KV.

O switch LLC é da ZenerTech, modelo ZN65C1R200L, um switch GaN de estrutura Cascode com tensão suportável de 700V e tensão suportável transitória de 800V, resistência de ligação de 200mΩ, suporte de tensão de acionamento de porta de 20V. Possui baixa carga de porta, simplificando efetivamente o circuito de acionamento. Adequado para carregadores rápidos, fontes de alimentação de comunicação, data centers e aplicações de iluminação, embalado em DFN8*8.

O capacitor ressonante é da série MMKP82, com especificação de 0,047μF 630V.

O indutor ressonante adota núcleo magnético PQ2020 e é enrolado com fio litz.

O transformador adota núcleo magnético PQ3525, marcado com fonte de alimentação modelo R0168.

O controlador retificador síncrono é da MPS, modelo MP6924A, um controlador retificador síncrono LLC com funções anti-interferência mais fortes e desligamento rápido, compatível com os modos CCM/DCM. MP6924A integra dois controladores retificadores síncronos para aplicações de retificação das duas bobinas secundárias de LLC, adequados para aplicações de retificação síncrona de conversor LLC, embalados em SOIC-8.

Um capacitor cerâmico é conectado entre o terminal de saída e o terra, com especificação de 0,01μF 2KV.

Os capacitores do filtro de saída são da Sancon (Nantong Sanxin), capacitores de longa vida da série RF, com especificação de 63V 330μF, dois em paralelo.

O indutor do filtro é revestido com tubo termorretrátil para isolamento.

Outro capacitor de filtro possui especificação de 63V 150μF.

Close do indutor do filtro de anel magnético de saída.

Resumo

Através da análise, verifica-se que o módulo de fonte de alimentação 300W GaN lançado pela STARWELL utiliza pontes retificadoras passantes e diodos retificadores fixados no dissipador de calor interno. Os interruptores Patch GaN usam almofadas térmicas para conduzir o calor para o invólucro inferior da liga de alumínio para dissipação de calor, melhorando a capacidade de dissipação de calor. Um interruptor térmico é instalado no dissipador de calor interno para alternar a fonte de alimentação do controlador em caso de superaquecimento, proporcionando proteção geral contra superaquecimento.

Este módulo de fonte de alimentação GaN adota a solução de controle Mornsun Semiconductor, usando o controlador HR1211 2 em 1 com controlador retificador síncrono MP6924A. O switch PFC adota o switch ZenerTech ZN65C1R070L GaN, o diodo retificador PFC adota o diodo Sanken SDS065J008N3 SiC e o switch LLC adota o switch ZN65C1R200L GaN. Os semicondutores de terceira geração são usados ​​para melhorar a eficiência de conversão de energia, reduzir a perda de energia e os requisitos de dissipação de calor.