德州仪器全数字控制方案，鑫谷3200W钛金牌碳化硅数字电源拆解

前言

充电头网拿到了鑫谷新推出的3200W钛金牌碳化硅数字电源，这款电源为标准CRPS电源，搭载德州仪器全数字控制方案，内置两颗DSP芯片分别用于交错式图腾柱PFC+全桥LLC控制。电源型号为CRPS3200W-12V，支持宽范围电压输入。

鑫谷在CRPS高端发力，通过模组化、标准化的理念，达到高通用性。共有8片PCB可以延伸到5.5KW 54Vo （包含DSP 的演算法则）模组化设计，每片模组是全SMT制程， 采用无散热片设计，无前加工设计，DSP方案模块通过小的升级，未来在更大功率上可支持三相输入方案。这些优势使得可以运用同一个技术快速推出产品，验证投入达到最小化，有效缩短投入的时间和人力。亦可单独为客户优化某些模块满足客户需求。

电源额定输出电压为12.2V，额定输出电流262.3A，待机电源输出电压为12V，额定输出电流3A。电源采用长条形金属外壳，图腾柱PFC使用英飞凌碳化硅MOS管。下面就带来鑫谷这款3200W钛金牌服务器电源拆解，一起看看内部的方案和用料。

鑫谷3200W钛金牌碳化硅数字电源外观

鑫谷3200W钛金牌数字电源采用金属外壳，机身正面粘贴标签。

电源机身铭牌特写

型号：CRPS3200W-12V

交流输入：100-127V~ 16A 60/50Hz

直流输出：+12.2V 123A +12Vsb 3A

最大输出功率：1500W

交流输入：200-220V~ 16A 60/50Hz

直流输出：+12.2V 245.9A +12Vsb 3A

最大输出功率：3000W

交流输入：220-240V~ 16A 60/50Hz

直流输出：+12.2V 262.3A +12Vsb 3A

最大输出功率：3200W

直流输入：240V 16A

直流输出：+12.2V 262.3A +12Vsb 3A

最大输出功率：3200W

机身正面接地弹片特写。

壳体背面也设有接地弹片。

机身侧面设有固定卡扣和固定螺丝。

电源输入端设有提手，散热风扇，输入插座，电源指示灯和脱扣把手。

散热风扇设有防护罩，标注3200W输出功率，TITANIUM钛金牌转换效率和CRPS电源。

电源设有C20输入插座。

电源LED指示灯特写。

电源模块输出端设有格栅和金手指小板，透过格栅可以看到内部滤波电容。

使用游标卡尺测得电源模块机身长度约为199.6mm。

电源模块机身宽度约为73.5mm。

电源模块机身厚度约为38.9mm。

电源模块拿在手上的大小直观感受。

测得电源模块重量约为979g。

鑫谷3200W钛金牌碳化硅数字电源拆解

看完了鑫谷这款3200W碳化硅服务器电源的外观展示，下面就进行拆解，一起看看内部的方案和用料。

首先拧开固定螺丝，拆开电源外壳。

壳体内部粘贴铜箔屏蔽。

PCBA模块包裹黑色麦拉片绝缘，并粘贴胶带固定。

麦拉片开孔设有导热垫，将热量传导至外壳散发。

揭开麦拉片，导热垫对应内部小板。

散热风扇，指示灯和电流互感器连接器特写。

输入插座覆盖麦拉片绝缘。

插座通过导线焊接连接。

LLC开关管驱动小板通过排线连接到控制板。

交流输入导线焊接连接。

拧下固定螺丝，从壳体内取出PCBA模块。

麦拉片通过双面胶粘贴在壳体内部。

连接驱动板和控制板的排线特写。

LED指示灯引脚外套热缩管绝缘。

散热风扇设有静叶片。

C20输入插座特写。

插座背面设有蓝色Y电容和安规X2电容。

安规X2电容来自亿曼丰，规格为1.2μF。

PCBA模块正面一览，左侧为交流输入端，设有保险丝，共模电感，安规X2电容，图腾柱PFC开关管小板，PFC升压电感。中间位置设有LLC开关管小板，下方设有高压滤波电容。上方中间位置设有LLC谐振电感，右侧设有LLC变压器和同步整流小板。下方设有滤波固态电容，LLC控制板和待机电源小板。

PCBA模块背面设有电流采样芯片，PFC控制器，隔离通信芯片。变压器磁芯位置镂空降低厚度。

焊接拆下PFC开关管小板，LLC开关管小板，待机电源小板，LLC控制板，高压滤波电容，切割PCBA模块拆下输出变压器，继续进行拆解。

PCBA模块输入端一览，设有保险丝，共模电感，安规X2电容，Y电容，PFC开关管小板和PFC升压电感。

输入端保险丝外套热缩管绝缘。

共模电感采用漆包线绕制，底部设有压敏电阻和采样电阻。

压敏电阻来自久尹，型号14S471K，用于吸收过压浪涌。

两颗0.5mΩ取样电阻并联，用于检测输入电流。

安规X2电容来自亿曼丰，规格为1μF。

另一颗安规X2电容来自达孚，规格为1.8μF。

蓝色Y电容来自村田。

两颗蓝色Y电容来自达孚。

PCBA模块侧面设有两颗PFC升压电感，LLC谐振电感和LLC变压器。

PFC控制器来自德州仪器，型号TMS320F280039C-Q1，芯片内置C28x DSP内核，集成可编程控制律加速器，主频为120MHz，具备384KB FLASH和69KB RAM。芯片内置高性能模拟模块，具备16个PWM通道。芯片具备PMBus、I2C、CAN、SPI、SCI、LIN和FSI接口，具备可配置逻辑块，具备主机接口控制器，采用LQFP100封装。

滤波电容来自基美，规格为100μF25V。

同步降压芯片来自德州仪器，丝印N3XF，型号TPS560430X3F，支持4-36V输入电压，输出电压为3.3V，输出电流600mA，开关频率1.1MHz，采用FPWM模式运行，采用SOT-23封装。

运放芯片来自德州仪器，丝印1OGF，型号TLV9001，为单通道，轨对轨输入输出运算放大器，支持1.85-5.5V工作电压，采用SOT23封装。

另一颗运放型号相同。

丝印WB9M的芯片特写。

数字隔离芯片来自德州仪器，型号ISO7841，是一颗增强型四通道数字隔离器，支持100Mbps传输速率，采用SOIC（DW）16封装。

两块图腾柱开关管小板外观相同，分别为两块小板通过焊接组成。

其中一块小板设有隔离电源和隔离驱动器。

另一块小板设有开关管和二极管，并焊接铜片加强散热。

两块小板通过排针焊接连接。

驱动小板正面焊接两颗隔离驱动器和隔离变压器以及电源芯片。

小板背面没有元件。

隔离驱动器来自纳芯微，型号NSi6602V，为纳芯微第二代高可靠性隔离式双通道栅极驱动器，具备6A拉电流和8A灌电流能力，具备25nS典型传播延迟，采用SOP16封装。

同步降压芯片来自德州仪器，型号TPS62933F，是一颗支持3.8-30V输入电压，0.8-22V输出电压范围的同步降压转换器，芯片内部集成开关管，支持3A持续输出电流，采用SOT583封装。

隔离变压器特写。

PFC开关管小板特写，设有四颗开关管用于图腾柱PFC。

小板背面焊接铜条增强载流，并焊接铜片增大散热面积，还焊接二极管辅助整流。

左侧两颗碳化硅MOS管来自英飞凌，丝印65R083M1，型号IMT65R083M1H，耐压650V，导阻83mΩ，采用HSOF-8封装。

右侧两颗MOS管来自英飞凌，丝印60R040S7，型号IPT60R040S7，NMOS，耐压650V，导阻45mΩ，采用HSOF-8封装。

两颗二极管来自达尔，型号S8KC，规格为800V 8A，采用SMC封装。

PFC升压电感采用漆包线绕制，底部设有电木板绝缘，并打胶固定。

PCBA模块背面还设有两颗同型号的二极管。

另一颗二极管特写。

电流检测芯片来自埃戈罗，型号ACS37010，具备450kHz带宽和高精度电流测量，支持-40~150℃工作温度，采用SOIC-6封装。

另一颗电流检测芯片型号相同，用于两路图腾柱PFC电感电流检测。

热敏电阻来自兴勤，型号TKS PI 500，用于抑制上电的浪涌电流。

继电器来自松川，型号103-1AH-C，内置一组常开触点，线圈电压为12V。

贴片保险丝用于LLC级过流保护，规格为20A。

PCBA模块侧面设有高压滤波电容和待机电源小板。

高压滤波电容缠绕胶带绝缘。

高压滤波电容来自红宝石，为MXT系列超小型电解电容，规格为450V1200μF。

MLCC电容与高压滤波电容并联。

LLC控制板正面设有LLC控制器和运放。

背面设有存储器，运放和同步降压芯片。

LLC控制器来自德州仪器，型号TMS320F280039C-Q1，与PFC控制器型号相同。

存储器来自微芯科技，丝印5LAC，型号25LC160C，容量为2KB，支持2.5-5.5V工作电压范围，采用TSSOP封装。

存储器来自微芯科技，丝印02C，型号AT24C02C，容量为256B，支持1.7-5.5V工作电压范围，采用TSSOP封装。

同步降压芯片采用德州仪器TPS560430X3F。

运放来自德州仪器，丝印BUQ，型号OPA376，是一颗精密低静态电流运放，支持轨对轨输入输出，采用SOT-23封装。

丝印2904的运放特写。

运放来自德州仪器，丝印28BB，型号LM2904B，为行业标准双路运算放大器，采用VSSOP8封装。

运放来自德州仪器，丝印OVLM，型号OPA2192，为低失调电压，低输入偏置电流，轨到轨输入输出精密运算放大器，具有卓越的直流精度和交流性能，采用VSSOP8封装。

电压基准来自德州仪器，丝印Y3HJ，型号TLV431B，参考电压为1.24V，容差为0.5%，采用SOT23-5封装。

运放芯片来自德州仪器，型号TLV9001。

连接电流互感器和指示灯的连接器特写。

预留的连接器特写。

连接LLC开关管小板的连接器特写。

LLC开关管小板采用两块小板焊接组成。

小板背面焊接铜片加强散热。

焊接拆分开两块小板，小板之间通过排针连接。

驱动小板正面焊接两颗隔离驱动器和隔离变压器以及电源芯片。

小板背面没有元件。

LLC开关管驱动器来自纳芯微，型号NSi6602BD，芯片内置隔离双通道栅极驱动器，具备4A拉电流和6A灌电流能力，采用SOW16封装。

同步降压芯片采用德州仪器TPS62933F。

隔离变压器特写。

连接到控制板的排线插座特写。

LLC开关管小板特写，设有四颗开关管组成全桥LLC，右侧设有谐振电容和电流互感器。

小板背面焊接铜片加强散热。

LLC开关管来自英飞凌，丝印60R045F7，型号IPT60R045CFD7，NMOS，耐压650V，导阻45mΩ，采用HSOF-8封装。

NPO谐振电容采用1210封装。

背面还焊接一颗谐振电容。

电流互感器采用多层绝缘线绕制。

谐振电感采用利兹线绕制。

输出端设有待机电源小板，LLC控制小板，滤波固态电容和同步整流小板。

切割PCB，拆下变压器，同步整流小板和金手指部分。

同步整流小板与PCBA模块焊接连接。

变压器初级线圈采用多层绝缘线绕制，次级线圈采用平面变压器工艺。

变压器采用PQ35磁芯，缠绕高温胶带绝缘。

输出端设有6块同步整流小板，均摊发热。

小板一面设有三颗同步整流管，驱动器，MLCC滤波电容和滤波电感。

另一面也设有三颗同步整流管，驱动器和MLCC滤波电容。

同步整流管来自英飞凌，型号ISC015N04NM5，NMOS，耐压40V，导阻1.5mΩ，采用TDSON-8 FL封装。

另一面还设有一颗型号相同的同步整流管。

驱动器来自德州仪器，型号UCC27517，是一颗单通道高速低侧栅极驱动器，支持4.5-18V工作电压，具备4峰值拉灌电流，具备轨到轨驱动能力，采用SOT23封装。

另一组同步整流管型号相同。

背面设有两颗同型号的同步整流管。

驱动器采用德州仪器UCC27517。

MLCC滤波电容为1206封装，采用10颗并联。

另一面同样设有10颗MLCC电容。

0.1μH滤波电感特写。

输出滤波电容焊接在垂直小板上。

滤波电容来自贵弥功，为PSG系列导电性高分子固体铝电解电容器，规格为2700μF16V。

输出控制管来自英飞凌，丝印006E2C5，型号IQE006NE2LM5CG，NMOS，耐压25V，导阻0.65mΩ，采用TTFN-9-1封装。

9颗1mΩ取样电阻并联检测输出电流。

PCB夹层之间还设有输出控制管和电流取样电阻。

内部设有6颗输出控制管和9颗取样电阻。

运放来自德州仪器，丝印OUYS，型号OPA192，为低失调电压，低输入偏置电流，轨到轨输入输出精密运算放大器，采用SOT23封装。

理想二极管控制器来自德州仪器，丝印SZHB，型号LM5050，支持5-75V工作电压，采用SOT23封装。

待机电源小板采用两块小板焊接组成。

另一面焊接滤波电容。

焊接拆分开两块小板，小板之间设有麦拉片绝缘。

待机电源小板外侧设有待机电源芯片，同步降压芯片，反馈光耦和同步整流管。

另一面设有保险丝，隔离变压器，反馈光耦和同步整流控制器。

输入端保险丝规格为1A。

TVS来自强茂，丝印EWF，型号P6SMB250A，工作电压214V，采用SMB封装。

待机电源芯片来自英飞凌，型号ICE5AR0680AG，芯片内部集成800V 0.71Ω开关管，开关频率100kHz，支持宽电压40W输出功率，采用DSO-12封装。

平面变压器采用EQ25磁芯。

同步降压芯片采用德州仪器TPS62933F。

隔离变压器特写。

MLCC滤波电容特写。

亿光EL1018光耦特写。

另一颗光耦型号相同。

同步整流控制器来自芯源系统，丝印IAZE，实际型号为MP6908，支持高侧和低侧同步整流，无需辅助线圈供电，芯片内置振铃检测，支持使用标准电压和逻辑电压的同步整流管，支持DCM/CCM/QR多种操作模式，采用TSOT23-6封装。

同步整流管来自东芝，型号TPH8R80ANH，NMOS，耐压100V，导阻7.4mΩ，采用SOP Advance封装。

MLCC滤波电容特写。

另一块小板焊接滤波电容和负载开关。

小板背面没有元件。

滤波电容来自丰宾，为PM系列固态电容，规格为180μF16V。

负载开关来自德州仪器，型号TPS259482A，支持3.5-23V工作电压范围，内置12.2mΩ保护管，支持8A工作电流，采用PWCSP12封装。

电流采样芯片来自德州仪器，丝印OBX，型号INA213，是一颗符合AEC-Q100标准的26V双向高精度电流检测放大器，采用SC70封装。

理想二极管来自德州仪器，丝印2AEH，型号LM73100，具备反极性保护和过压保护功能，支持2.7-23V工作电压范围。内置28.4mΩ开关管，支持5.5A工作电流，采用QFN10封装。

丝印T的贴片保险丝特写。

1.5μH合金电感特写。

肖特基二极管来自强茂，型号SK54BLF，规格为40V5A，采用SMBF封装。

连接散热风扇的插座特写。

全部拆解一览，来张全家福。

充电头网拆解总结

最后附上鑫谷3200W碳化硅服务器电源的核心器件清单，方便大家查阅。

鑫谷这款钛金牌服务器电源型号为CRPS3200W-12V，电源支持宽范围输入电压，额定输出功率为3200W。电源额定输出电压为12.2V，额定输出电流262.3A，待机电源输出电压为12V，额定输出电流3A。电源模块内置散热风扇，从直流输出端吸入空气，从交流输入端吹出散热。

充电头网通过拆解了解到，鑫谷这款电源采用德州仪器全数字控制方案，内置两颗TMS320F280039C-Q1 DSP芯片用于图腾柱PFC和全桥LLC控制。其中交错式图腾柱PFC使用英飞凌IMT65R083M1H碳化硅MOS管搭配IPT60R040S7开关管，通过纳芯微NSi6602V隔离驱动器进行驱动。

全桥LLC使用英飞凌IPT60R045CFD7开关管，使用纳芯微NSi6602BD隔离驱动器，同步整流管采用ISC015N04NM5，使用德州仪器UCC27517驱动器。待机电源使用英飞凌ICE5AR0680AG开关电源芯片，搭配芯源系统MP6908同步整流器。高压滤波电容来自红宝石，输出滤波电容来自贵弥功，电源内部通过小板焊接，充分利用空间，做工用料扎实可靠。