Naš novi izdelek - 300 W GaN napajalnik

STARWELLje visokotehnološko podjetje, specializirano zanapajanjeproizvodnja, zavezana k raziskavam in razvoju ter proizvodnji različnih naprednih napajalnikov, vključno z napajalniki POE, komunikacijskimi napajalniki, pretvorniki za shranjevanje energije, napajalniki, industrijskimi krmilnimi napajalniki itd., za zadovoljevanje potreb različnih področij. Analiza rešitve te težave prinaša napajalni modul GaN 300 W 48 V.

Model tega napajalnega modula je R0168, podpira vhodno napetost 100~264 Vac, z izhodno napetostjo 48 V 6,25 A in izhodno močjo 300 W. Deluje lahko v temperaturnem območju okolice -10~55 ℃. Napajalnik ima modularno zasnovo s priključki na vhodnih in izhodnih sponkah. Sledi analiza rešitve tega 300 W GaN napajalnega modula, da si ogledate njegovo notranjo zasnovo in materiale.

Videz napajalnika STARWELL 300 W GaN 

Modul

Napajalni modul STARWELL 300 W GaN ima ohišje iz aluminijeve zlitine. Sprednji del modula PCBA je opremljen s toplotnim odvodom iz aluminijeve zlitine, z izdolbenimi območji, ki ustrezajo visokonapetostnim filtrirnim kondenzatorjem in PFC ojačevalni induktor za zmanjšanje debeline.

Zadnji del napajalnega modula je lupina iz aluminijeve zlitine.

Model: B0168

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

Izhod: 48V 6,25A

Izhodne žice so povezane s spajkanjem, s toplokrčno cevjo, obloženo na spajkalnih spojih za izolacijo.

Bližnji posnetek izhodnega priključka: rdeča žica je pozitivni pol, tulec pa je označen za 48 V izhod.

Dolžina napajalnega modula, merjena s pomično merilom, je približno 127,1 mm.

Širina napajalnega modula je približno 76,4 mm.

Debelina napajalnega modula je približno 40,4 mm.

Intuitivno zaznavanje velikosti napajalnega modula v roki. Zahvaljujoč uporabi naprav za napajanje GaN je gostota moči močno izboljšana, količina izhodne moči 300 W pa se znatno zmanjša, kar prihrani prostor.

Izmerjena teža napajalnega modula je približno 441 g.

Analiza napajalnika STARWELL 300 W GaN

Modul

Modul PCBA je pritrjen na hladilno telo z vijaki.

Izolacijske silikonske plošče so prilepljene na položajih, ki ustrezajo hladilnemu telesu, ko modul PCBA odstranite.

Na strani modula PCBA je na voljo izolacijska plošča Mylar.

Izolacijska plošča Mylar je odstranjena z luknjami, izrezanimi na mestih, ki ustrezajo napajalnim napravam, in toplotne blazinice so na voljo za prevajanje toplote.

Tri termalne blazinice ustrezajo stikalu PFC, stikalu LLC in sinhronemu usmerniku.

Na modulu PCBA je pokrit tudi hladilnik iz aluminijeve zlitine, napajalne naprave pa so pritrjene z vijaki.

Hladilnik, ki je pokrit na modulu PCBA, se odstrani z odspajkanjem.

Usmerniški most, PFC usmerniška dioda in toplotno stikalo so pritrjeni na hladilno telo.

Pregled sprednje strani modula PCBA: leva stran je opremljena z vhodno vtičnico za napajanje, varovalko, kondenzatorjem Y, varistorjem, induktorjem skupnega načina in varnostnim kondenzatorjem X2. Srednji položaj je opremljen s PFC ojačevalnim induktorjem in visokonapetostnim filtrskim kondenzatorjem. Desna stran je opremljena z resonančnim kondenzatorjem LLC, resonančnim induktorjem, transformatorjem, filtrirnim kondenzatorjem in filtrirnim induktorjem.

Na zadnji strani modula PCBA je krmilnik 2-v-1 PFC+LLC. Stikalo PFC se nahaja spodaj levo, stikalo LLC je nad glavnim krmilnim čipom, optični sklopnik s povratno informacijo je na desni, krmilnik sinhronega usmernika in dva sinhrona usmernika pa sta na dnu. Celotna plošča je prevlečena s konformnim premazom za zaščito.

Vhodni priključek AC je povezan s konektorjem.

Glavni krmilni čip napajalnika uporablja Mornsun Semiconductor HR1211, krmilnik 2-v-1 z več načini PFC in tokovnim načinom LLC. Združuje funkcije, ki v tradicionalnih rešitvah zahtevajo 2-3 čipe, v en čip. Krmilnik PFC podpira načina delovanja CCM in DCM.

HR1211 ima digitalno krmilno jedro, podpira visokonapetostni zagon in inteligentno praznjenje kondenzatorja X. Stopnja PFC podpira največjo delovno frekvenco 250 KHz. Stopnja LLC ima vgrajen gonilnik 600 V pol-most z integrirano bootstrap diodo, ki deluje pri frekvenci do 500 KHz. Podpira celovite zaščitne funkcije in je pakiran v SOIC-20.

Ojačevalni induktor PFC je navit z magnetnim obročem, na dnu pa je za izolacijo bakelitna plošča.

Dva upora 70 mΩ sta povezana vzporedno za zaznavanje toka stikala.

Usmerniška dioda PFC je zaporedno povezana z magnetno kroglico.

NTC termistor ima oznako 2.5D-11, uporablja se za dušenje polnilnega toka visokonapetostnega elektrolitskega kondenzatorja.

Keramični kondenzatorji so povezani vzporedno z elektrolitskimi kondenzatorji, s specifikacijo 0,01μF 1KV.

Stikalo LLC je proizvajalca ZenerTech, model ZN65C1R200L, stikalo GaN s strukturo Cascode z vzdržljivo napetostjo 700 V in prehodno vzdržljivo napetostjo 800 V, uporom pri vklopu 200 mΩ, podporo napetosti pogona vrat 20 V. Odlikuje ga nizek naboj vrat, kar učinkovito poenostavlja pogonsko vezje. Primerno za hitre polnilnike, komunikacijske napajalnike, podatkovne centre in aplikacije za razsvetljavo, pakirano v DFN8*8.

Resonančni kondenzator je serije MMKP82, s specifikacijo 0,047μF 630V.

Resonančni induktor ima magnetno jedro PQ2020 in je navit z litz žico.

Transformator ima magnetno jedro PQ3525, označeno z modelom napajanja R0168.

Krmilnik sinhronega usmernika je iz MPS, model MP6924A, krmilnik sinhronega usmernika LLC z močnejšimi funkcijami proti motnjam in hitrim izklopom, združljiv z načini CCM/DCM. MP6924A vključuje dva krmilnika sinhronega usmernika za usmerjevalne aplikacije dveh sekundarnih tuljav LLC, primerne za sinhronske usmerniške aplikacije LLC pretvornika, zapakirane v SOIC-8.

Med izhodno sponko in maso je priključen keramični kondenzator s specifikacijo 0,01μF 2KV.

Kondenzatorji izhodnega filtra so proizvajalca Sancon (Nantong Sanxin), serije RF kondenzatorjev z dolgo življenjsko dobo, s specifikacijo 63 V 330 μF, dva vzporedno.

Induktor filtra je obložen s toplotno skrčljivo cevjo za izolacijo.

Drugi filtrirni kondenzator ima specifikacijo 63 V 150 μF.

Bližnji posnetek induktorja izhodnega magnetnega obročnega filtra.

Povzetek

Z analizo je bilo ugotovljeno, da napajalni modul 300 W GaN, ki ga je lansiral STARWELL, uporablja usmerniške mostove skozi luknje in usmerniške diode, pritrjene na notranjem hladilniku. Patch GaN stikala uporabljajo toplotne blazinice za prevajanje toplote na spodnjo lupino iz aluminijeve zlitine za odvajanje toplote, kar izboljša zmogljivost odvajanja toplote. Termično stikalo je nameščeno na notranjem hladilnem telesu za preklop napajanja krmilnika v primeru pregretja, kar zagotavlja splošno zaščito pred pregrevanjem.

Ta napajalni modul GaN uporablja rešitev za krmiljenje Mornsun Semiconductor z uporabo krmilnika HR1211 2-v-1 s krmilnikom sinhronega usmernika MP6924A. Stikalo PFC uporablja stikalo ZenerTech ZN65C1R070L GaN, usmerniška dioda PFC uporablja SiC diodo Sanken SDS065J008N3, stikalo LLC pa uporablja stikalo ZN65C1R200L GaN. Polprevodniki tretje generacije se uporabljajo za izboljšanje učinkovitosti pretvorbe energije, zmanjšanje izgub moči in zahtev po odvajanju toplote.