拆解
HX1050属“大风车”结构电源,外壳为两片式。散热风扇是YateLoon出品,140mm直径,型号D14BH-12,工作电压12V,额定电流0.7A,转速最高为2800RPM,风量140CFM,噪音48.5DB:线路板及元件内部图,HX1050由侨威(CWT)代工,基本上反映出了代工厂PC电源产品制造的最高水平。 PCB底面,看得出布线/敷锡非常具有CWT风格: 模组化接口PCB正面图,部分接口的12V和5V线路就近焊有固态电容进行滤波,有助于减轻噪音在机内、外串扰的问题: 模组化PCB接口背面同样有大面积的敷锡,提高覆铜的电流通过能力: 线路板上主要功能电路的示意图: AC电源插座一侧的内部图,HX1050在机壳插座L、N火零线出线方式使用了接插端子的形式,有别于一般的直接与PCB焊接的形式,方便了组装、维修时的操作: 主PCB上的EMI抑制元件。HX1050使用了两级EMI抑制电路,共有两枚共模扼流圈,并且使用了热缩管包覆,以提高绝缘强度。事实上代工厂CWT的大部分电源都有这种热缩管包覆扼流圈的工艺。 另外,金属氧化物压敏电阻(MOV)-防涌浪电压的元件也有用热缩管包覆,PCB上标记为ZNR1的元件即为MOV压敏电阻,常态是保持高阻状态,当有线路涌浪电压施加于MOV两端且超过动作阀值时,MOV迅速呈现接近短路的低阻状态,使保险丝通过大电流熔断从而保护电源线路: 串接于PFC电流主回路中的PFC电容涌浪电流抑制电路,由一枚NTC负温度系数热敏电阻及与之并联的继电器组成,当PFC电容预充电完毕、电流下降至安全值后,吸合继电器触点短接NTC元件两端,消除NTC上的损耗,进一步提高效率: 下图红框处为将Ac输入交流电源整流为直流脉动电压的整流桥,HX1050使用了两枚整流桥进行并联,每枚整流桥正、反面均贴装有散热片进行散热。另外就是装配时元件插放规整程度的问题,如整流桥所在的散热片有一定程度的倾向,最外端的散热片已经行将接触到旁边的共模扼流圈(红圈处)。所以说,CWT使用热缩管包覆共模扼流圈的动作是非常明智的。图中的情况,如果扼流圈无热缩管包覆,可能因为运输、安装等原因导致整流桥散热片(负极)触碰扼流圈漆包线而导致短路故障: HX1050的X电容电荷泄放电路,背部的PCB表明,设计人员原本是有计划应用PI公司的新式CAPZERO 智能X电容电荷泄放IC的。很可惜,因为成本的原因,这颗IC明显被“咔嚓”掉了,变成使用跳线短路这个IC焊盘连接两边的纯电阻泄放电路: 机内PFC电路一侧的内部图,HX1050使用了一块扁平铝板为PFC电路的两枚MOS功率管进行散热。不少人可能会将其诟病为“散热棍”,但厂家设计时已严格计算过PFC功率元件在低输入、满载的最恶劣工况时的发热,按照发热量、热阻、冷却气流流速等参数拟合出必须的散热片面积,并保留足够的余量。再加上COOLMOS C3/CP/C6的MOS管或高压碳化硅肖特基二极管等高效功率元件的应用,PFC功率元件的发热已经大不如前,若仍以“散热棍”的称谓来挪揄高端电源的散热片,其实只是对电源技术的不懂装懂而已: 下图中左侧的PFC电容,使用的是Panasonic HD系列高压电解电容,每颗470uF,耐压450V,工作寿命2000小时105摄氏度,一共两颗,总容量940uF。比起以往评测常见的1200W电源PFC电容390uF*2的标准配置,HX1050的PFC电容可谓容量足量过度,极有可能对后面测试中的纹波表现形成积极、正面的影响: PFC电感,使用的是40.3mm直径的铁硅铝磁环,论线径及磁环截面积都能应付低压电输入大电流工作场合: PFC MOS功率管为英飞凌CoolMosC3 SPW35N60C3,TO247封装,最大电流耐受能力为35安,两枚并联使用: PFC二极管,可立CREE公司出品的第一代高压碳化硅肖特基元件,CSD06060,电流6A,耐压600V,两个并联,单管封装12A的器件价格较贵,使用两个6A器件并联,不失为一种cost down的做法。如同之前所介绍的,这两枚管子单独安装在一块散热片上: 主PCB引出线区域,所有线材使用冷压端子压接后再焊接于PCB上,但部分线束根部有包覆热缩管,部分没有,既有信号线也有大电流走线,难以猜度其意图… HX1050高压DC-低压DC变换电路使用的是双管正激拓扑,主变压器ETD44磁芯,磁芯截面积非常大,按以往电源评测的经验,这种尺寸的磁芯在散热理想的情况下完全能应对1200W的功率转换: 为了提高PWM DCDC电路的变化效率,HX1050使用了电流互感器将原边电流信号变化为电压信号,比起常见的检流电阻形式,能有效降低检流元件上的损耗: 双管正激电路的MOS功率管为两个TO247封装的英飞凌CoolMosC3 SPW35N50C3,安装在一片独立散热片上: 双管正激电路中上管MOS的驱动变压器,其中上管驱动绕组使用了三层绝缘线以增加绝缘能力: PFC/PWM主控IC CM6800所在的子板,Champion出品的电流型整合控制IC: 控制IC通过下面两个光耦中的一枚获得副边电压反馈信号,通过另外一枚受副边开机信号控制上电工作: HX1050在主12V电压的整流上使用了同步整流电路,极大降低了大电流下的整流管损耗。同步整流元件IPP037N08N3G使用数量充足(同步整流管3枚,同步续流管4枚)、单端电流通量(80A)高,为同步整流管提供散热的散热片面积也比较大,进一步保障了满载下的整流效率: HX1050使用的完全自驱动同步整流,与别的电源驱动信号部分取自原边的半自驱动-半控制驱动的方式不同,HX1050的同步整流、同步续流控制信号均取自主变压器副边绕组。接来下的测试我们可以通过效率表现来了解HX1050电源同步整流管控制效果: 12V输出储能滤波电路,为了在满载输出近90A电流下提供足够的通流量,HX1050的输出储能电感使用2mm漆包线*4线并绕的40.3mm直径铁硅铝材质储能电感,目测匝数为8匝,实测电感量为22uH(100Khz下),远大于一般双管正激电源10uH以内的输出储能电感感量,由此即可推测,HX1050纹波表现绝对非龙即凤~ 代工厂CWT为HX1050提供的方案里,12V输出是原生单路大电流设计,这从下图的PCB走线里能分析出来,所有12V输出(含5V与3.3V DCDC子板的12V输入,小黄框)均使用同一片大面积覆铜(大黄框)相连,输出至机外12V的电流检测则是通过检测覆铜本身电阻的压降来完成的(红线),所以我们没有在HX1050上看到12V OCP的检流电阻。当然,使用覆铜电阻代用检流电阻也存在例如精度不高、温漂大等问题: HX1050输出电容使用固态电容+全日系电解(NCC日化)的混搭形式。其中主12V使用2颗固态电容+5颗2200uF/16V日化KZE电解电容进行滤波,当中一颗固态电容与 一枚电解电容布置于靠近DCDC子板12V输入侧的覆铜,兼顾为DCDC子板输入进行滤波: 生成5V、3.3V电压的DCDC子板,每张子板的Buck降压电路输入输出侧均有固态电容进行滤波,BUCK电感使用了铁硅铝材质磁环绕多丝漆包线的电感以应对30A的额定电流,控制IC是APW7073,上下管MOS均为两颗IPD06N03LA并联使用: 5V和3.3V两路电压初步经过DCDC子板上的输出电容滤波后,再通过主PCB上的一枚扼流圈及日化2200uF/10V KY电解电容组成CLC形式的低通滤波电路,进一步降低纹波。同时扼流圈本身的直流导通电阻(DCR)也作为检流电阻进行OCP检测: 5VSB待机电路,PQ2020磁芯变压器,采用了反激PWM控制IC+高压MOS STF3NK80Z的分立元件方案: 5VSB输出滤波电路,亦使用了CLC低通滤波形式,如下图中元件,同样是两枚日化电解电容: -12V这路电压的生成方式比一般的双管正激电源高级,为Invertor的DCDC生成方式,下图中即为其中的元件电感、续流二极管: HX1050的保护子板,使用的IC是SiTI公司的PS229,这个IC本身提供了4路电压的OCP,UVP/OVP,还提供PGO和FPO信号用电源上电及主机开机,HX1050将风扇的温控转速电路与保护电路做在了同一块子PCB上: 决定风扇转速的NTC负温度系数热敏电阻的温度取样点放置在同步整理管所在的散热片上,可见,同步整流管是机内的发热大户,需要重点检测其温度: |
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