Meie uus toode – 300 W GaN toiteallikas

STARWELLon kõrgtehnoloogiline ettevõte, mis on spetsialiseerunudtoiteallikastootmine, pühendunud erinevate täiustatud toiteallikatoodete, sealhulgas POE-toiteallikate, sidetoiteallikate, energiasalvestavate inverterite, toiteadapterite, tööstusliku juhtimise toiteallikate jne uurimis- ja arendustegevusele ja tootmisele, et rahuldada erinevate valdkondade vajadusi. Selle probleemi lahendusanalüüs toob kaasa 300 W 48 V GaN toitemooduli.

Selle toitemooduli mudel on R0168, mis toetab sisendpinget 100–264 Vac, väljundpingega 48 V 6,25 A ja väljundvõimsusega 300 W. See võib töötada ümbritseva õhu temperatuurivahemikus -10–55 ℃. Toiteallikal on modulaarne disain, nii sisend- kui väljundklemmidel on pistikud. Järgnev on selle 300 W GaN toitemooduli lahendusanalüüs, et heita pilk selle sisekujundusele ja materjalidele.

STARWELL 300W GaN toiteallika välimus 

Moodul

STARWELL 300W GaN toitemoodulil on alumiiniumsulamist kest. PCBA mooduli esikülg on varustatud alumiiniumisulamist jahutusradiaatoriga, mille õõnesalad vastavad kõrgepingefiltri kondensaatoritele ja PFC võimendusinduktiivpool, et vähendada paksust.

Toitemooduli tagakülg on alumiiniumisulamist kest.

Mudel: B0168

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

Väljund: 48V 6,25A

Väljundjuhtmed on ühendatud jootmise teel, isolatsiooniks on jootekohtadele paigaldatud termokahanevad torud.

Väljundpistiku lähivõte: punane juhe on positiivne poolus ja hülss on märgitud 48 V väljundiks.

Toitemooduli pikkus noonuse nihikuga mõõdetuna on ligikaudu 127,1 mm.

Toitemooduli laius on ligikaudu 76,4 mm.

Toitemooduli paksus on ligikaudu 40,4 mm.

Käes hoitava toitemooduli intuitiivne suuruse tajumine. Tänu GaN toiteseadmete kasutamisele on võimsustihedus oluliselt paranenud ja 300 W väljundvõimsuse maht väheneb oluliselt, säästes ruumi.

Toitemooduli mõõdetud kaal on ligikaudu 441 g.

STARWELL 300W GaN toiteallika analüüs

Moodul

PCBA moodul kinnitatakse kruvidega jahutusradiaatori külge.

PCBA mooduli väljavõtmisel kleebitakse isoleerivad silikoonlehed jahutusradiaatorile vastavatesse kohtadesse.

PCBA mooduli küljel on isoleeriv Mylar leht.

Isoleeriv Mylari leht eemaldatakse, toiteseadmetele vastavatesse kohtadesse on lõigatud augud ja soojuse juhtimiseks on paigaldatud termopadjad.

Kolm termopatja vastavad vastavalt PFC-lülitile, LLC-lülitile ja sünkroonalaldile.

PCBA moodulil on kaetud ka alumiiniumisulamist jahutusradiaator ning toiteseadmed kinnitatakse kruvidega.

PCBA moodulil kaetud jahutusradiaator eemaldatakse mahajootmise teel.

Alaldi sild, PFC alaldi diood ja termolüliti on kinnitatud jahutusradiaatorile.

Ülevaade PCBA mooduli esiosast: vasak pool on varustatud toite sisendpesa, kaitsme, Y kondensaatori, varistori, tavarežiimi induktiivpooli ja X2 turvakondensaatoriga. Keskmine asend on varustatud PFC induktiivpooli ja kõrgepingefiltri kondensaatoriga. Parem pool on varustatud LLC resonantskondensaatori, resonantsinduktori, trafo, filtrikondensaatori ja filtri induktiivpooliga.

PCBA mooduli tagaküljel on 2-in-1 PFC+LLC kontroller. PFC lüliti asub all vasakul, LLC lüliti on peamise juhtkiibi kohal, tagasiside optroniil on paremal ning sünkroonalaldi kontroller ja kaks sünkroonset alaldit on all. Kogu plaat on kaitseks kaetud konformse kattega.

Vahelduvvoolu sisendklemm on ühendatud pistikuga.

Toiteallika peamine juhtkiip kasutab Mornsun Semiconductor HR1211, mitmerežiimilist PFC ja voolurežiimi LLC 2-in-1 kontrollerit. See integreerib ühte kiibi funktsioonid, mis nõuavad traditsioonilistes lahendustes 2-3 kiipi. PFC-kontroller toetab CCM-i ja DCM-i töörežiime.

HR1211 kasutab digitaalset juhtimissüdamikku, toetab kõrgepinge käivitamist ja intelligentset X-kondensaatori tühjenemist. PFC aste toetab maksimaalset töösagedust 250 kHz. LLC etapil on sisseehitatud 600 V poolsilddraiver koos integreeritud bootstrap dioodiga, mis töötab sagedusel kuni 500 KHz. See toetab kõikehõlmavaid kaitsefunktsioone ja on pakitud SOIC-20-sse.

PFC võimendusinduktiivpool on keritud magnetrõngaga ja isolatsiooniks on allosas bakeliitleht.

Lüliti voolu tuvastamiseks on paralleelselt ühendatud kaks 70mΩ takistit.

PFC alaldi diood on ühendatud magnetribaga järjestikku.

NTC termistor on märgistatud 2.5D-11, mida kasutatakse kõrgepinge elektrolüütkondensaatori laadimisvoolu summutamiseks.

Keraamilised kondensaatorid on ühendatud paralleelselt elektrolüütkondensaatoritega, spetsifikatsiooniga 0,01μF 1KV.

LLC-lüliti pärineb ZenerTechilt, mudel ZN65C1R200L, Cascode-struktuuriga GaN-lüliti, mille vastupidavuspinge on 700 V ja ajutine vastupidavuspinge 800 V, sisselülitustakistus 200 mΩ, väravaajami pinge tugi 20 V. Sellel on madal väravalaeng, mis lihtsustab tõhusalt ajamiahelat. Sobib kiirlaadijatele, side toiteallikatele, andmekeskustele ja valgustusrakendustele, pakitud DFN8*8.

Resonantskondensaator on MMKP82 seeria spetsifikatsiooniga 0,047 μF 630 V.

Resonantsinduktor kasutab PQ2020 magnetsüdamikku ja on keritud litz-traadiga.

Trafo kasutab PQ3525 magnetsüdamikku, mis on tähistatud toiteallika mudeliga R0168.

Sünkroonalaldi kontroller on pärit MPS-ist, mudelist MP6924A, LLC sünkroonalaldi kontroller, millel on tugevam häirevastane ja kiire väljalülitusfunktsioon, mis ühildub CCM/DCM-režiimidega. MP6924A integreerib kaks sünkroonse alaldi kontrollerit LLC kahe sekundaarmähise alaldusrakenduste jaoks, mis sobivad LLC muunduri sünkroonse alaldi rakenduste jaoks, pakitud SOIC-8-sse.

Väljundklemmi ja maanduse vahele on ühendatud keraamiline kondensaator spetsifikatsiooniga 0,01μF 2KV.

Väljundfiltri kondensaatorid on firmalt Sancon (Nantong Sanxin), RF-seeria pikaealised kondensaatorid, spetsifikatsiooniga 63V 330μF, kaks paralleelselt.

Filtri induktiivpool on isolatsiooniks kaetud termokahaneva toruga.

Teisel filtrikondensaatoril on spetsifikatsioon 63V 150μF.

Väljundi magnetrõngasfiltri induktiivpooli lähivõte.

Kokkuvõte

Analüüsi käigus leiti, et STARWELLi käivitatud 300 W GaN toitemoodul kasutab läbiva avaga alaldussildu ja sisemisele jahutusradiaatorile kinnitatud alaldi dioode. Patch GaN lülitid kasutavad termopatju, et juhtida soojust alumisse alumiiniumsulamist kesta, et hajutada soojust, parandades soojuse hajumise võimet. Sisemisele jahutusradiaatorile on paigaldatud termolüliti, mis lülitab kontrolleri toiteallika ülekuumenemise korral, tagades üldise ülekuumenemiskaitse.

See GaN-i toitemoodul kasutab Mornsun Semiconductori juhtimislahendust, kasutades HR1211 2-in-1 kontrollerit koos MP6924A sünkroonse alaldi kontrolleriga. PFC lüliti kasutab ZenerTech ZN65C1R070L GaN lülitit, PFC alaldi diood Sanken SDS065J008N3 SiC dioodi ja LLC lüliti ZN65C1R200L GaN lülitit. Kolmanda põlvkonna pooljuhte kasutatakse võimsuse muundamise tõhususe parandamiseks, võimsuskadude ja soojuse hajumise nõuete vähendamiseks.