拆解報告:光寶1600W碳化矽白金牌伺服器電源
本期拆解光寶 1600W 碳化矽白金牌伺服器電源,型號 PS-2160-1L。產品採用 PFC+ 移相全橋架構,整合 Wolfspeed 碳化矽二極體與英飛凌、東芝等一線元件。支援 200-240V 寬壓輸入,具備 80PLUS 白金效率與熱插拔設計,為高效能數據中心提供穩定可靠的電力解決方案。
前言
本期拆解的是光寶的一款碳化矽白金牌伺服器電源,此電源支援200-240V交流輸入或240V直流輸入,電源額定輸出電壓為12V,輸出電流133A,額定輸出功率1600W。待機電源輸出電壓為12V,輸出電流2.5A。
伺服器電源輸入端設有散熱風扇,交流電輸入插座及指示燈,輸出端設有金手指連接器。電源內部採用PFC+移相全橋架構,使用碳化矽二極體,符合80PLUS白金標準。下面充電頭網就帶來光寶這款1600W碳化矽伺服器電源的拆解,一起看看內部的方案和用料。
先前充電頭網也拆解過光寶460W白金牌伺服器電源,歡迎查閱。
光寶1600W碳化矽伺服器電源外觀

光寶1600W白金獎伺服器電源採用金屬外殼,透過螺絲固定,機身正面貼上標籤。

電源機身銘牌特寫
型號:PS-2160-1L
輸入:200-240VAC 50/60Hz 10A或240VDC 10A
輸出:+12V 133A +12Vsb 2.5A
製造商:光寶科技股份有限公司

機身背面沒有接地彈片。

機身側邊設有固定卡扣和固定螺絲。

另一側設有固定螺絲。

電源輸入端設有把手,散熱風扇,輸入插座,電源指示燈及脫扣把手。

電源模組輸出端設有格柵和金手指小板,透過格柵可以看到內部濾波電容。

測得電源模組機身長度約206mm。

電源模組機身寬度約86.5mm。

電源模組機身厚度約39.6mm。

電源模組拿在手上的大小直覺感受。

測得電源模組重量約1087g。
光寶1600W碳化矽伺服器電源拆解
看完了光寶這款碳化矽伺服器電源的外觀展示,以下就進行拆解,一起看看內部的方案和用料。

首先旋開固定螺絲,拆開電源外殼,殼體內部設有透明麥拉片絕緣,變壓器與殼體間設有導熱墊散熱。

PCBA模組透過螺絲固定,內部散熱片透過螺絲固定。

旋下固定螺絲,從殼體內部取出PCBA模組,殼體內部設有透明麥拉片絕緣。

交流輸入導線透過焊接連接到PCBA模組。

插座背面焊接藍色Y電容。

連接導線設有抗干擾磁環。

使用遊標卡尺測得PCBA模組長度約203.3mm。

PCBA模組寬度約81.6mm。

PCBA模組厚度約33.9mm。

PCBA模組正面一覽,左側為交流輸入端,設有保險絲,壓敏電阻,安規X2電容,共模電感,繼電器,啟動電阻,PFC升壓電感。中間位置設有散熱片,為PFC開關管,PFC整流管和移相全橋開關管散熱。
散熱片下方設有高壓濾波電容,散熱片上方設有輔助電源。右側設有移相全橋變壓器。變壓器上方設有濾波電感,下方設有同步整流小板,變壓器右側設有輸出濾波電容,頂部上方設有控制小板。

PCBA模組設有PWM控制器,驅動器,電流取樣電阻,鉭電容和輸出控制管。

電源輸入端設有保險絲,壓敏電阻,共模電感,安規X2電容,濾波電感,繼電器及啟動電阻。

側邊設有高壓濾波電容和濾波電感,右側設有同步整流管小板。

另一側為控制小板。

輸出端設有濾波電容和濾波電感。

焊接拆下PCBA模組的小板和功率管等裝置,繼續進行拆解。
核心濾波與保護元件

保險絲外套熱縮管絕緣。

安規X2電容來自成鎬,規格為1μF。

壓敏電阻絲印TVR14471,用於吸收過壓突波。

另一顆安規X2電容規格為0.47μF。

共模電感採用漆包線繞製。

共模電感側面設有放電管。

濾波電感採用磁環繞制。

濾波電感側面設有放電管。
功率電路與熱管理

散熱片一面設有移相全橋開關管,PFC開關管,熱敏電阻及整流橋。

另一面設有PFC整流管,PFC開關管和移相全橋開關管。

整整流橋來自新電元,型號LL25XB60,規格為25A 600V,採用5S封裝。

啟動電阻來自幸亞,型號SQF10,阻值為20Ω,最大工作電流10A,熔斷溫度187℃。

繼電器來自松川,型號307HN-1AH-FC,內建一組常開觸點,觸點容量為8A 250V,線圈電壓12V。

膜濾波電容來自凱勵,規格為1μF450V。

PFC開關管來自英飛凌,絲網印刷6R125C6,型號IPW60R125CP,NMOS,耐壓650V,導阻125mΩ,採用TO247-3-1封裝。

另一顆PFC開關管型號相同。

散熱片上固定熱敏電阻檢測溫度。

碳化矽二極體來自Wolfspeed,型號C3D20060,規格為600V,20A,採用TO-247-3封裝。

PFC升壓電感採用漆包線繞製。

高壓濾波電容來自紅寶石,規格為450V810μF。
開關與同步整流電路

移相全橋開關管來自東芝,型號TK25E60X,NMOS,耐壓600V,導阻105mΩ,採用TO-220封裝。

另外兩顆型號TK16E60W,NMOS,耐壓600V,導阻160mΩ,採用TO220封裝。

用於驅動開關管的隔離變壓器特寫。

電流互感器用於偵測變壓器電流,外套熱縮管絕緣。

濾波電感採用磁環繞制。

另一顆濾波電感特寫。

開關管來自東芝,型號TK20V60W,NMOS,耐壓600V,導阻136mΩ,採用DFN8*8封裝。

碳化矽二極體來自Wolfspeed,型號C3D04060,規格為600V,4A,採用TO-252-2封裝。

兩顆開關管來自英飛凌,絲網印刷65C7130,型號IPL65R130C7,為CoolMOS C7系列,NMOS,耐壓700V,導阻130mΩ,採用VSON-4封裝。

變壓器磁芯纏繞銅箔屏蔽,並纏繞膠帶絕緣。

同步整流小板背面設有散熱片,並設有熱敏電阻。

熱敏電阻透過螺絲固定。

同步整流小板一面設有驅動器,肖特基二極體,電壓比較器。

拆下散熱片,另一面設有同步整流管和降壓晶片。

小板焊接銅條增強載流。

驅動器來自安森美,型號NCP81071,是一顆高速雙路低側驅動器,支援4.5-20A輸入電壓,支援5A峰值電流輸出,採用SOIC8封裝。

同步整流管為5顆並聯,共設有兩組。

同步整流管來自東芝,型號TPH1R306PL,NMOS,耐壓60V,導阻1mΩ,採用SOP Advance封裝。

絲印S56的貼片二極體特寫。

另一顆二極體型號相同。

降壓晶片來自德州儀器,絲網印刷SAYA,型號LM5008A,是一顆6-95V輸入電壓的降壓轉換器,晶片內部整合100V開關管,支援350mA輸出電流,採用VSSOP8封裝。

搭配使用的47μH降壓電感特寫。

電壓比較器來自德州儀器,絲網印刷NXA,型號TLV3501,是一顆具有關斷模式的軌到軌高速比較器,採用SOT23封裝。
輸出端電路與元件

輸出濾波電感採用磁環繞制。

輸出端設有三顆濾波電解電容。

濾波電容來自貴彌功,規格為16V2200μF。

另一顆固態電容規格為470μF16V。

三顆0.5mΩ取樣電阻並聯,用於偵測輸出電流。

運算來自德州儀器,絲網印刷OUYS,型號OPA192,為低失調電壓,低輸入偏壓電流,軌道到軌輸入輸出精密運算放大器,採用SOT23封裝。

輸出控制管來自安世半導體,絲網印刷0C925L,型號PSMN0R9-25YLC,NMOS,耐壓25V,導阻0.99mΩ,採用LFPAK封裝。

背面兩顆輸出控制管型號相同。

輸出控制管來自東芝,型號TPH1R403NL,NMOS,耐壓30V,導阻1.7mΩ,採用SOP Advance封裝。

另一顆輸出控制管型號TPHR9003NL,NMOS,耐壓30V,導阻1.1mΩ,採用SOP Advance封裝。

輸出濾波電容來自松下,規格為47μF16V。
待機電源與主控晶片

電源主控晶片來自義法半導體,型號UC3843B,是高效能電流模式PWM控制器,內建大電流圖騰柱驅動輸出,採用SO8封裝。

兩顆輸出驅動管特寫。

驅動器來自德州儀器,型號UCC27424,是具有使能功能的4A雙通道閘極驅動器,採用SOIC8封裝。

光耦來自威世,型號VOL618A,採用4Pin LSOP封裝。

高壓濾波電容來自紅寶石,規格為450V15μF。

初級開關管設有散熱片。

開關管來自英飛凌,絲網印刷06N80C3,型號SPA06N80C3,NMOS,耐壓800V,導阻900mΩ,採用TO220-3封裝。

待機電源變壓器包覆膠帶絕緣。

同步整流管來自東芝,型號TPH1500CNH,NMOS,耐壓150V,導阻13mΩ,採用SOP Advance封裝。

輸出濾波電容來自紅寶石,規格為16V1800μF。
控制小板深度拆解

控制小板包裹屏蔽銅箔和絕緣膠帶。

另一面也貼屏蔽銅箔。

銅箔連接到小板接地。

小板外側一覽,設有移相全橋控制器,MOS管,驅動器,隔離光耦,待機電源控制器,PFC控制器和功率計量晶片。

小板內側焊接降壓晶片,濾波電容,電壓比較器,同步整流控制器。

PFC控制器來自微芯科技,型號dsPIC33FJ16GS502,內建16位元dsPIC33F CPU,主頻為50MHz,內建16KB FLASH和2KB RAM,具備高速PWM輸出,用於PFC升壓控制,採用SOIC28封裝。

降壓晶片來自德州儀器,型號TPS54231,支援3.5-28V輸入電壓,晶片內建開關管,輸出電流2A,採用SOIC8封裝。

濾波電容規格為100μF25V。

濾波電容規格為47μF25V。

功率計量晶片來自亞德諾,絲網印刷AFJ3,採用TSSOP16封裝。

穩壓晶片來自德州儀器,絲網印刷ZYP,型號TLV1117-33,是一顆15V輸入耐壓,800mA輸出電流的線性穩壓器,採用WSON封裝。

待機電源晶片來自安森美,絲網印刷36B65,型號NCP1236,為固定頻率電流模式控制器,具備動態自供電功能,晶片整合高壓啟動,開關頻率為65kHz,採用SOIC-7封裝。

運算來自德州儀器,絲網印刷OAVQ,型號OPA365,是低雜訊單電源軌到軌運算放大器,採用SOT23封裝。

運算來自義法半導體,絲網印刷K136,型號TS507CLT,為高精度單電源軌到軌運算放大器,採用SOT23-5封裝。

穩壓晶片來自特瑞仕,絲印9B2H,型號XC6209F,支援10V輸入電壓,輸出電壓為3.3V,輸出電流300mA,採用SOT-25封裝。

光耦採用威世VOL618A。

另一面設有四顆同型號光耦。

移相全橋控制器來自微芯科技,型號為dsPIC33FJ64GS606,內建16位元DSPIC33F CPU,內建64KB FLASH和9KB RAM,用於開關電源和同步整流控制,採用TQFP64封裝。

降壓晶片採用德州儀器TPS54231。

驅動器採用德州儀器UCC27424。

電壓比較器來自義法半導體,型號LM393,為通用雙路電壓比較器,採用SO8封裝。

穩壓晶片採用特瑞仕XC6209F。

同步整流控制器來自安森美,型號FAN6204,用於CCM、DCM、QR和雙管正激續流整流,支援5-24V輸出電壓範圍,採用SOP8封裝。

供電控制管來自萬國半導體,型號AO4468,NMOS,耐壓30V,導阻14mΩ,適用於負載開關和電池保護應用,採用SOIC-8封裝。

萬國半導體AO4468 資料資訊。

電壓比較器來自義法半導體,絲網印刷K511,型號TS391ILT,為低功耗單路電壓比較器,採用SOT23-5封裝。

運算來自義法半導體,絲網印刷K402,型號TS321AILT,為低功耗單運算,採用SOT23-5封裝,小板共設有3顆。

運算採用意法半導體TS507CLT。

電壓比較器來自德州儀器,絲網印刷RAI,型號TLV3201,為高速單路推挽比較器,採用SOT23封裝。

電流偵測晶片來自德州儀器,絲網印刷CET,型號INA210,是一顆雙向零漂移分流監控器,採用SC70封裝。

另一塊小板焊接運放。

小板另一面元件特寫。

運算來自德州儀器,絲網印刷L2902KA,型號LM2902KAV,為四通道運算放大器,具備2KV ESD,採用TSSOP14封裝。

散熱風扇來自尼得科,型號W40S12BHD5-07T046,規格為12V 0.75A,中國製造。

全部拆解一覽,來張全家福。
充電頭網拆解總結

最後附上光寶這款1600W碳化矽白金牌伺服器電源的核心元件清單,方便大家查閱。
光寶這款伺服器電源型號為PS-2160-1L,支援200-240V交流輸入或240V直流輸入,電源額定輸出電壓為12V,輸出電流133A,額定輸出功率1600W。待機電源輸出電壓為12V,輸出電流2.5A。電源輸入端設有品字電源接口,散熱風扇和LED指示燈,並設有安裝提把。輸出端設有PCB金手指,連接伺服器供電,為熱插拔設計。
充電頭網透過拆解了解到,光寶這款伺服器電源採用PFC+移相全橋架構,控制器皆來自微芯科技,使用dsPIC33FJ16GS502用於PFC控制,搭配使用英飛凌IPW60R125CP開關管和Wolfspeed C3D20060碳化矽二極體。移相全橋採用dsPIC33FJ64GS606,搭配使用東芝TK25E60X和TK16E60W開關管。
移相全橋開關管透過隔離變壓器驅動,使用德州儀器UCC27424驅動器,同步整流管採用東芝TPH1R306PL,使用安森美NCP81071驅動器。輔助電源採用安森美NCP1236控制器搭配英飛凌SPA06N80C3開關管,使用FAN6204同步整流控制器搭配東芝TPH1200CNH同步整流管。電源內部全部採用日系電容,用料均為國際一線品牌,內部做工用料紮實。
