拆解篇
先前介绍过HCP-1000 Platinum在机械和电路方面的结构都与HCP-750/850相近,属“大风车”结构电源,代工厂台达这次给HCP-1000 Platinum使用了自产的风扇,AFB1312M,双滚珠轴承,额定电流0.38A,AFB系列风机里的非标产品,推测风量可达110CFM,转速约2300RPM;但对白金电源来说,这个风扇仅需要工作在低转速范围即能满足大部分工况下的散热需要:内部电路、元件图,黑色阻焊的PCB,Antec高端产品的特征: 主PCB背面,HCP系列独有的高水平布线,敷锡增流随处可见: 电路各功能区域介绍: EMI滤波电一侧,Y电容、X电容均使用了热缩管进行包覆,细节处理上追求可靠性的用意十分明显: PFC电路一侧,在这里也能清晰看到HCP-1000 Platinum电源的结构组成-一主一副的两板PCB形成“L”字母构型: 模组化接口一侧的PCB,两PCB间使用了高可靠性的螺丝紧固连接方式,另外也能观察到,模组化接口小部分位于主PCB上,多数位于模组化接口PCB上: LLC谐振变压器及管控子板一侧,所有元件与外壳间加强绝缘的措施十分充足: 下面的拆解我们把主PCB和模组化PCB进行分离,从下图的视觉能够见到清一色的日化高速电解电容: 铜条和螺丝双重紧固,当然,这些金属紧固件也作为12V电流由主PCB流向模组化PCB的通路: 模组化PCB内里也有乾坤,原来是由一张模组化接口PCB和一张DC2DC PCB所组成: 两张小PCB间用了非常厚实的金属件焊接相连,两侧为5V和3.3V的电流通路,中间为地线通路: 模组化接口PCB上加焊了大量的红宝石ZLH系列高速电解电容、金属化陶瓷电容进行接口供电的滤波,另外也能观察到,此PCB上空焊了一组28PIN连接器,这是ANTEC还留了一手,看来基于本方案的更大功率HCP-1200/1250 PLATINUM已经犹抱琵琶半遮面: 模组化接口一侧的外壳,空焊的接口对应外壳处没有留出接口安装孔,是不是我们简单的把外壳割出开口并且在模组化接口PCB上加焊连接器即能升级至HCP-1200/1250 PLATINUM呢? 电源外壳处的AC电源插座、电源开关及其上的X、Y电容EMI滤波元件: 主PCB上的EMI滤波元件,完整的两级EMI滤波,保险管及MOV压敏电阻用以对涌浪电压进行防护: 值得特别说明的是,HCP-1000 Platinum 这两枚分别躺着和立着的共模扼流圈,使用了VAC的高品质非晶磁环,抗饱和能力强,磁导率高: 滤波后的AC电源随即进入两枚新电元的LL25XB60,600V25A高规格整流桥元件进行整流,整流桥元件安装在独立散热片上进行散热: 40MM直径的大体积铁镍合金粉芯,俗称高通磁环的PFC升压电感,并且做了EMI屏蔽处理,使用了1.4mm直径的漆包线,绕线紧密、均匀,电感附有环氧树脂板基座进行固定、绝缘: PFC 电路功率元件,布置于一片大散热片上,其中的MOS管运用了3枚并联A&O品牌的AOTF27S60,27A600V规格,通态电阻0.16欧,TO220绝缘封装。A&O的高压MOS在过往的PC电源中比较少见,但能进入台达元件采购名录的,相信品质一定不成问题;PFC升压二极管为CREE品牌的C3D10060,10A600V规格高压碳化硅肖特基二极管,白金电源必备元件之一: PFC高压电解电容为日化KMR系列的470uF/450V 型号,耐温特性为105摄氏度下2000小时,两枚并联,PFC电容总容量为940uF,非常接近1W/uF的水平;相信通过大PFC电容容量及较高PFC电压设计,能有效降低改善输出的100Hz纹波分量: 从PFC电容下方的丝印可以发现,HCP-1000 Platinum的PCB设计能对应容量更大的35mm直径高压电解电容,如此说来,具有更大功率的HCP-1200/1250型号是理所当然的了: PFC控制子板,控制IC是Champion的CM6502S+PI SenseZero SEN013DG(背面),CM6502S提供了90%+效率电源产品的PFC电路解决方案,能实现接近ZVS的MOS开关切换,较一般的控制IC有超过2%的效率提升;SEN013DG能提供有源可控的三路高压线电压检测,消除待机状况下传统使用电阻对高压线电压进行检测的损耗: PFC电路具有更高效的控制机制,相应减小了在PFC电流检流元件上对降低功耗的要求,HCP-1000 Platinum采用了多枚无感电阻并联的检流方案: 由于PFC电容较大,为了减小电源上电瞬间极大的PFC电容涌浪电流对元件的冲击,HCP-1000 Platinum使用了NTC电阻搭配继电器的防涌浪电流保护电路: HCP-1000 Platinum采用了LLC全桥谐振拓扑,比起半桥LLC电路,全桥LLC每付对角桥臂在换流期间有两枚MOS管串联承受高压,耐受电压应力能力更强,在KW级以上的大功率场合能提供更高的可靠性。下图是四枚LLC全桥管中的两枚,采用了英飞凌最新的谐振电路专用MOS,COOLMOS CFD2系列的的IPA65R110CFD(65F6110),TO220绝缘封装,通态电阻110毫欧,快恢复的体二极管特性,能够避免谐振电路MOS管硬换流时体二极管反向恢复过慢导致意外贯通,使全桥电路具有更强健的可靠性: 全桥LLC谐振拓扑的控制电路布置于副边,控制IC是CM6901,电压型谐振电路+副边同步整流控制IC。该IC配合一枚UCC27324P MOS专用驱动IC提供LLC谐振拓扑四枚全桥管的所有驱动信号;CM6901同时也产生二次侧的同步整流驱动信号,则通过图片下方的一枚UCC27324D MOS专用驱动IC进行驱动: 四枚全桥管使用了同一个EE22脉冲变压器产生驱动信号,这个变压器个头虽小,但其具有一个初级绕组,四个次级绕组的复杂结构: 全桥LLC谐振变换电路的谐振电感,一枚PQ3220磁芯的电感,由于与副边元件距离较近,电感缠绕了耐高压绝缘胶布: 全桥LLC谐振变换电路的谐振电容,并联使用两枚高压金属化聚丙烯薄膜电容以满足承载较大的LLC谐振 RMS电流的要求: LLC电路的谐振电流检流元件,与常见的检流方式不用,台达为HCP-1000 Platinum配置了最直接、最迅速的检流方案-电流互感器直接串接进LLC谐振回路中,以便能实时监控LLC谐振电流,进行过流保护: 为了让玩家了解HCP-1000 Platinum主变的特点,我们把主变及SR整流PCB形成的一体化变压器+同步整流模块拆下来,这个模块整合了功率传输、同步整流、散热及温度检测等功能: HCP-1000 Platinum的精髓所在-LLC谐振变压器。大家知道,HCP-1200及HCP750/850使用的主变也仅采用了PQ3230磁芯,而HCP-1000 Platinum的主变规格提高了两档至PQ4035磁芯,以适应更大的功率传输: 这枚变压器元件初级为大线径利兹线,次级多组薄铜皮并联,能有效降低LLC谐振变换电路的大RMS电流在主变绕组上的导线损耗;除此之外,这种紧凑型变压器比起常见的EC、ER磁芯,次级铜线的变压器结构,在励磁电感、漏感等变压器参数上一致性更好,更有利于大功率电源提供稳定可靠的输出: 主变次级绕组与同步整流元件的连接方式,也是HCP-1000 Platinum先进的结构特点之一:各次级绕组引脚直接焊接至同步整流管D极所在的PCB覆铜,实现次级绕组间、并联的同步整流管间均衡的通流。由此主变+同步整流管PCB形成了一体式的功率传输组件,达到了直接输出12V直流的功能,解决了传统连接方式因次级大RMS经集流线路导致分流不均、积热、导通损耗过大的不足: 同步整流管使用的是TO252封装的英飞凌IPD031N060N3G Optimos3代超低内阻MOS管,一共8枚,分4组布置;这小片同步整流子PCB,是4层PCB,目测每层覆铜厚度至少2OZ,提供非常低的导通电阻及良好的散热效果: 同步整流管表面贴装了散热片进行散热,如下图: 整流后的12V电压随即进入一片极为豪华的固态阵容阵列进行滤波,以获得平滑的12V直流输出。这固态电容阵列由16枚日化PSF系列 470uF/16V铝固态电容组成,每枚ESR低达11毫欧,涟电流5.4A,绝对能满足任何低纹波的需求。经过滤波的12V直流再通过下图中的4枚蓝绿铁粉芯环扼流圈进行高频分量的滤除,这些扼流圈的直流等效电阻同时作为检流电阻提供过流检测;除去这四路12V输出,HCP-1000 Platinum还直接从12V所在的PCB引出第五路12V输送至DC2DC子板供产生5V和3.3V电压使用: 从下图固态电容中嵌焊的铜片可以看到,HCP-1000 Platinum连降低固态电容在极大RMS电流下的发热及为PCB增流都考虑到了。 12V输出经扼流圈之后再用日化的KZE高速电解电容做第二级针对低频纹波的平滑、滤波,总共使用了3枚2200uF/16V及两枚1500uF/16V电解电容,至此HCP-1000 Platinum壮观的CLCπ型滤波网络构建完毕: DC2DC子PCB上的其中一路低压DC2DC电路,12V输入侧电容、输入扼流圈、BUCK电路元件、输出滤波电容、输出扼流圈,完整、追求输出质量的的电路结构: DC2DC的电感是3线并绕的铁镍合金粉芯环,属高成本磁材元件: BUCK转换电路的MOS元件为英飞凌的BSC042N03L 3G ,PG-TDSON-8封装,坊间说的八爪鱼MOS,提供非常小的寄生参数并且改善散热。为了充分利用风流散热,台达在MOS周边加焊了金属件辅助散热: 两小PCB中的大体积连接难于可靠的分离再焊回,DC2DC电路控制IC无法直接观察到型号,但按台达解决方案的惯例,推测为仙童的SG1577,交互式的双路BUCK控制器。 5Vsb待机电路控制IC是PI公司的TNY280 tinySwitch智能PWM功率IC,对于一般5vsb电流额定值为3A的待机电源来说,TNY280这个元件的功率余量非常大: 待机电源电路的小功率反激PWM变压器,周围用绝缘胶布包覆: 5Vsb的肖特基整流二极管,有一片小散热片辅助散热: 5vsb待机电压为CLC π型滤波,使用了日化KZE和红宝石ZLH高速电解电容: 管控及保护子板,使用台达自家的house keeping IC,型号为DWA103,具有各路电压的UVP、OVP等功能: 各路的过流保护功能则使用四运放IC LM339的分立电路搭建形成,这部分电路还需有独立调节四路12V过流保护点的功能: 风扇的温控功能也在上图的子板中实现,温度感应的NTC热敏电阻被布置在同步整流管PCB中。 |
炽翼: 我感觉,评测中的超载加的分数比重过大了。像这个跟HCP1200比,一个加3分,一个加4分。但实际上,很少有用户会用到1200w以上,这个加分对于绝大多数用户来讲享受 ...
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