Vårt nye produkt-300W GaN strømforsyning

STARWELLer en høyteknologisk bedrift som spesialiserer seg påstrømforsyningproduksjon, forpliktet til FoU og produksjon av forskjellige avanserte strømforsyningsprodukter, inkludert POE-strømforsyninger, kommunikasjonsstrømforsyninger, energilagringsomformere, strømadaptere, industrielle kontrollstrømforsyninger, etc., for å møte behovene til forskjellige felt. Dette problemets løsningsanalyse bringer en 300W 48V GaN strømforsyningsmodul.

Modellen til denne strømforsyningsmodulen er R0168, som støtter en inngangsspenning på 100~264Vac, med en utgang på 48V 6,25A og en utgangseffekt på 300W. Den kan operere i et omgivelsestemperaturområde på -10 ~ 55 ℃. Strømforsyningen har en modulær design, med kontakter på både inngangs- og utgangsterminaler. Følgende er en løsningsanalyse av denne 300W GaN strømforsyningsmodulen, for å ta en titt på dens interne design og materialer.

Utseende til STARWELL 300W GaN strømforsyning 

Modul

STARWELL 300W GaN-strømforsyningsmodulen bruker et aluminiumslegeringsskall. Fronten på PCBA-modulen er utstyrt med en kjøleribbe av aluminiumslegering, med uthulede områder som tilsvarer høyspentfilterkondensatorene og PFC boost-induktor for å redusere tykkelsen.

Baksiden av strømforsyningsmodulen er et skall av aluminiumslegering.

Modell: B0168

Inngang: 100-240V~ 50/60Hz 5,0A Maks

Utgang: 48V 6,25A

Utgangsledningene er forbundet ved lodding, med varmekrympeslange på loddeforbindelsene for isolasjon.

Nærbilde av utgangskontakten: den røde ledningen er den positive polen, og hylsen er merket for 48V utgang.

Lengden på strømforsyningsmodulen målt med en vernier-caliper er omtrent 127,1 mm.

Bredden på strømforsyningsmodulen er omtrent 76,4 mm.

Tykkelsen på strømforsyningsmodulen er omtrent 40,4 mm.

Intuitiv størrelsesoppfatning av strømforsyningsmodulen holdt i hånden. Takket være bruken av GaN-strømenheter er strømtettheten betydelig forbedret, og volumet på 300W utgangseffekt reduseres betydelig, noe som sparer plass.

Den målte vekten til strømforsyningsmodulen er omtrent 441g.

Analyse av STARWELL 300W GaN strømforsyning

Modul

PCBA-modulen festes til kjøleribben med skruer.

Isolerende silikonplater limes på posisjoner tilsvarende kjøleribben når PCBA-modulen tas ut.

Et isolerende Mylar-ark er gitt på siden av PCBA-modulen.

Det isolerende Mylar-arket fjernes, med hull kuttet i posisjoner som tilsvarer strømenheter, og termiske puter er gitt for å lede varme.

Tre termiske puter tilsvarer henholdsvis PFC-bryteren, LLC-bryteren og den synkrone likeretteren.

En kjøleribbe av aluminiumslegering er også dekket på PCBA-modulen, og strømenheter er festet med skruer.

Kjøleribben dekket på PCBA-modulen fjernes ved avlodding.

Likeretterbroen, PFC-likeretterdioden og termobryteren er festet på kjøleribben.

Oversikt over fronten av PCBA-modulen: venstre side er utstyrt med en strøminngangskontakt, sikring, Y-kondensator, varistor, common-mode-induktor og sikkerhets-X2-kondensator. Midtposisjonen er utstyrt med en PFC boost induktor og høyspent filter kondensator. Høyre side er utstyrt med LLC-resonanskondensator, resonansinduktor, transformator, filterkondensator og filterinduktor.

På baksiden av PCBA-modulen er det en 2-i-1 PFC+LLC-kontroller. PFC-bryteren er plassert nederst til venstre, LLC-bryteren er over hovedkontrollbrikken, tilbakemeldingsoptokobleren er til høyre, og den synkrone likeretterkontrolleren og to synkronlikerettere er nederst. Hele brettet er belagt med konformt belegg for beskyttelse.

AC-inngangsterminalen er koblet til med en kontakt.

Hovedkontrollbrikken til strømforsyningen bruker Mornsun Semiconductor HR1211, en multi-modus PFC og strømmodus LLC 2-i-1-kontroller. Den integrerer funksjoner som krever 2-3 brikker i tradisjonelle løsninger til én brikke. PFC-kontrolleren støtter CCM- og DCM-driftsmodi.

HR1211 tar i bruk en digital kontrollkjerne, støtter høyspentoppstart og intelligent X-kondensatorutladning. PFC-trinnet støtter en maksimal driftsfrekvens på 250KHz. LLC-scenen har en innebygd 600V halvbro-driver med integrert bootstrap-diode, som opererer med en frekvens på opptil 500KHz. Den støtter omfattende beskyttelsesfunksjoner og er pakket i SOIC-20.

PFC boost-induktoren er viklet med en magnetisk ring, og en bakelittplate er gitt i bunnen for isolasjon.

To 70mΩ motstander er koblet parallelt for å detektere bryterstrømmen.

PFC likeretterdioden er koblet i serie med en magnetisk perle.

NTC-termistoren er merket 2.5D-11, som brukes til å undertrykke ladestrømmen til høyspenningselektrolysekondensatoren.

Keramiske kondensatorer kobles parallelt med elektrolytiske kondensatorer, med en spesifikasjon på 0,01μF 1KV.

LLC-bryteren er fra ZenerTech, modell ZN65C1R200L, en Cascode-struktur GaN-svitsj med en tålespenning på 700V og transientmotstandsspenning på 800V, på-motstand på 200mΩ, gatedrivspenningsstøtte på 20V. Den har lav portlading, som effektivt forenkler drivkretsen. Egnet for hurtigladere, kommunikasjonsstrømforsyninger, datasentre og belysningsapplikasjoner, pakket i DFN8*8.

Resonanskondensatoren er av MMKP82-serien, med en spesifikasjon på 0,047μF 630V.

Resonansinduktoren bruker PQ2020 magnetisk kjerne og er viklet med litz-tråd.

Transformatoren bruker PQ3525 magnetisk kjerne, merket med strømforsyning modell R0168.

Den synkrone likeretterkontrolleren er fra MPS, modell MP6924A, en LLC synkron likeretterkontroller med sterkere anti-interferens og raske avslåingsfunksjoner, kompatibel med CCM/DCM-moduser. MP6924A integrerer to synkrone likeretterkontrollere for likeretterapplikasjoner av de to sekundære spolene til LLC, egnet for LLC-omformer synkron likerettingsapplikasjoner, pakket i SOIC-8.

En keramisk kondensator er koblet mellom utgangsterminalen og jord, med en spesifikasjon på 0,01μF 2KV.

Utgangsfilterkondensatorene er fra Sancon (Nantong Sanxin), RF-serien langtidskondensatorer, med en spesifikasjon på 63V 330μF, to parallelle.

Filterinduktoren er hylset med varmekrympeslange for isolasjon.

En annen filterkondensator har en spesifikasjon på 63V 150μF.

Nærbilde av den utgående magnetiske ringfilterinduktoren.

Sammendrag

Gjennom analyse viser det seg at 300W GaN strømforsyningsmodulen lansert av STARWELL bruker likeretterbroer med gjennomgående hull og likeretterdioder festet på den interne kjøleribben. Patch GaN-brytere bruker termiske puter for å lede varme til bunnen av aluminiumslegeringsskallet for varmeavledning, og forbedrer varmeavledningskapasiteten. En termisk bryter er installert på den interne kjøleribben for å bytte strømforsyningen til kontrolleren i tilfelle overoppheting, og oppnår total overopphetingsbeskyttelse.

Denne GaN-strømforsyningsmodulen tar i bruk Mornsun Semiconductor-kontrollløsning, ved hjelp av HR1211 2-i-1-kontroller med MP6924A synkron likeretterkontroller. PFC-bryteren bruker ZenerTech ZN65C1R070L GaN-bryter, PFC-likeretterdioden bruker Sanken SDS065J008N3 SiC-diode, og LLC-bryteren bruker ZN65C1R200L GaN-bryteren. Tredje generasjons halvledere brukes til å forbedre effektkonverteringseffektiviteten, redusere strømtap og varmespredningskrav.