Uusi tuotteemme - 300 W GaN-virtalähde

STARWELLon korkean teknologian yritys, joka on erikoistunutvirtalähdevalmistus, sitoutunut erilaisten kehittyneiden virtalähdetuotteiden tutkimukseen ja kehitykseen sekä tuotantoon, mukaan lukien POE-virtalähteet, viestintävirtalähteet, energian varastointiinvertterit, virtalähteet, teollisuuden ohjausvirtalähteet jne., eri alojen tarpeisiin. Tämän numeron ratkaisuanalyysi tuo mukanaan 300W 48V GaN-virtalähdemoduulin.

Tämän virtalähdemoduulin malli on R0168, joka tukee tulojännitettä 100 ~ 264 Vac, lähtöjännite 48 V 6,25 A ja lähtöteho 300 W. Se voi toimia ympäristön lämpötila-alueella -10 ~ 55 ℃. Virtalähteessä on modulaarinen rakenne, jossa on liittimet sekä tulo- että lähtöliittimissä. Seuraavassa on tämän 300 W GaN-virtalähdemoduulin ratkaisuanalyysi, jossa tarkastellaan sen sisäistä suunnittelua ja materiaaleja.

STARWELL 300W GaN -virtalähteen ulkonäkö 

Moduuli

STARWELL 300W GaN -virtalähdemoduulissa on alumiiniseoskuori. PCBA-moduulin etuosassa on alumiiniseoksesta valmistettu jäähdytyselementti, jossa on suurjännitesuodattimen kondensaattoreita vastaavat onttoalueet ja PFC-tehostuskela paksuuden vähentämiseksi.

Virtalähdemoduulin takaosa on alumiiniseoskuori.

Malli: B0168

Tulo: 100-240V ~ 50/60Hz 5.0A Max

Lähtö: 48V 6,25A

Lähtöjohdot liitetään juottamalla, juotosliitoksissa on lämpökutisteputki eristystä varten.

Lähikuva lähtöliittimestä: punainen johto on positiivinen napa ja holkki on merkitty 48V ulostulolle.

Virtasatulalla mitattu virtalähdemoduulin pituus on noin 127,1 mm.

Virtalähdemoduulin leveys on noin 76,4 mm.

Virtalähdemoduulin paksuus on noin 40,4 mm.

Intuitiivinen koon käsitys virtalähdemoduulista, jota pidetään kädessä. GaN-teholaitteiden käytön ansiosta tehotiheys paranee huomattavasti ja 300 W:n lähtötehon volyymi pienenee merkittävästi, mikä säästää tilaa.

Virtalähdemoduulin mitattu paino on noin 441g.

STARWELL 300W GaN -virtalähteen analyysi

Moduuli

PCBA-moduuli kiinnitetään jäähdytyslevyyn ruuveilla.

Eristävät silikonilevyt liimataan jäähdytyselementtiä vastaaviin paikkoihin, kun PCBA-moduuli otetaan pois.

PCBA-moduulin sivulla on eristävä Mylar-levy.

Eristävä Mylar-levy poistetaan, reiät leikataan teholaitteita vastaaviin kohtiin, ja lämpötyynyt on järjestetty johtamaan lämpöä.

Kolme lämpötyynyä vastaavat PFC-kytkintä, LLC-kytkintä ja synkronista tasasuuntaajaa.

PCBA-moduulissa on myös alumiiniseoksesta valmistettu jäähdytyselementti, ja teholaitteet kiinnitetään ruuveilla.

PCBA-moduulin peitetty jäähdytyselementti poistetaan juottamalla.

Tasasuuntaajasilta, PFC-tasasuuntaajadiodi ja lämpökytkin on kiinnitetty jäähdytyselementtiin.

Yleiskuva PCBA-moduulin etuosasta: vasen puoli on varustettu virransyöttöliitännällä, sulakkeella, Y-kondensaattorilla, varistorilla, yhteismuotokelalla ja turva-X2-kondensaattorilla. Keskiasento on varustettu PFC-tehostuskelalla ja suurjännitesuodatinkondensaattorilla. Oikea puoli on varustettu LLC-resonanssikondensaattorilla, resonanssikelalla, muuntajalla, suodatinkondensaattorilla ja suodatinkelalla.

PCBA-moduulin takana on 2-in-1 PFC+LLC-ohjain. PFC-kytkin sijaitsee alhaalla vasemmalla, LLC-kytkin on pääohjaussirun yläpuolella, takaisinkytkentä optoerotin on oikealla ja synkronisen tasasuuntaajan ohjain ja kaksi synkronista tasasuuntaajaa ovat alhaalla. Koko levy on päällystetty suojapinnoitteella.

AC-tuloliitin on kytketty liittimellä.

Virtalähteen pääohjaussiru käyttää Mornsun Semiconductor HR1211:tä, joka on monimuotoinen PFC ja virtatila LLC 2-in-1 -ohjain. Se yhdistää toiminnot, jotka vaativat 2-3 sirua perinteisissä ratkaisuissa yhdeksi siruksi. PFC-ohjain tukee CCM- ja DCM-käyttötiloja.

HR1211 käyttää digitaalista ohjausydintä, tukee korkeajännitteistä käynnistystä ja älykästä X-kondensaattorin purkausta. PFC-porras tukee 250 kHz:n maksimitoimintataajuutta. LLC-vaiheessa on sisäänrakennettu 600 V puolisiltaohjain integroidulla bootstrap-diodilla, joka toimii jopa 500 kHz:n taajuudella. Se tukee kattavia suojaustoimintoja ja on pakattu SOIC-20:een.

PFC-tehostuskela on kääritty magneettirenkaalla, ja pohjassa on bakeliittilevy eristystä varten.

Kaksi 70mΩ vastusta on kytketty rinnan kytkinvirran havaitsemiseksi.

PFC-tasasuuntausdiodi on kytketty sarjaan magneettihelmen kanssa.

NTC-termistori on merkitty 2.5D-11, jota käytetään vaimentamaan suurjänniteelektrolyyttikondensaattorin latausvirtaa.

Keraamiset kondensaattorit on kytketty rinnan elektrolyyttikondensaattorien kanssa, joiden spesifikaatio on 0,01 μF 1KV.

LLC-kytkin on ZenerTechiltä, ​​malli ZN65C1R200L, Cascode-rakenteen GaN-kytkin, jonka kestojännite on 700 V ja transienttikestävyysjännite 800 V, päällekytkentävastus 200 mΩ, hilaohjaimen jännitetuki 20 V. Siinä on alhainen porttivaraus, mikä yksinkertaistaa tehokkaasti käyttöpiiriä. Sopii nopeille latureille, tiedonsiirtovirtalähteille, datakeskuksille ja valaistussovelluksille pakattuna DFN8*8:aan.

Resonanssikondensaattori on MMKP82-sarjaa, jonka spesifikaatio on 0,047 μF 630 V.

Resonanssikela käyttää PQ2020-magneettisydäntä ja on kierretty litz-langalla.

Muuntaja käyttää PQ3525-magneettisydäntä, joka on merkitty virtalähteen mallilla R0168.

Synkroninen tasasuuntaajaohjain on MPS:ltä, malli MP6924A, LLC-synkroninen tasasuuntausohjain, jossa on tehokkaampi häiriönesto ja nopeat sammutustoiminnot, yhteensopiva CCM/DCM-tilojen kanssa. MP6924A integroi kaksi synkronista tasasuuntausohjainta LLC:n kahden toisiokäämin tasasuuntaussovelluksiin, jotka sopivat LLC-muuntimen synkronisiin tasasuuntaussovelluksiin, pakattuna SOIC-8:aan.

Keraaminen kondensaattori on kytketty lähtöliittimen ja maan väliin, spesifikaatiolla 0,01 μF 2KV.

Lähtösuodatinkondensaattorit ovat Sanconilta (Nantong Sanxin), RF-sarjan pitkäikäisiä kondensaattoreita, joiden spesifikaatio on 63V 330μF, kaksi rinnakkain.

Suodattimen kela on päällystetty lämpökutisteputkella eristystä varten.

Toisen suodatinkondensaattorin spesifikaatio on 63V 150μF.

Lähikuva ulostulon magneettirengassuodattimen kelasta.

Yhteenveto

Analyysin avulla on todettu, että STARWELLin lanseeraama 300 W GaN-virtalähdemoduuli käyttää läpireiän tasasuuntaajasiltoja ja tasasuuntaajadiodeja, jotka on kiinnitetty sisäiseen jäähdytyselementtiin. Patch GaN -kytkimet käyttävät lämpötyynyjä johtamaan lämpöä alempaan alumiiniseoskuoreen lämmön haihduttamiseksi, mikä parantaa lämmönpoistokykyä. Sisäiseen jäähdytyslevyyn on asennettu lämpökytkin, joka kytkee säätimen virransyötön ylikuumenemisen varalta, mikä takaa yleisen ylikuumenemissuojan.

Tämä GaN-virtalähdemoduuli käyttää Mornsun Semiconductor -ohjausratkaisua, jossa käytetään HR1211 2-in-1 -ohjainta MP6924A-synkronisen tasasuuntausohjaimen kanssa. PFC-kytkin käyttää ZenerTech ZN65C1R070L GaN-kytkintä, PFC-tasasuuntausdiodi käyttää Sanken SDS065J008N3 SiC-diodia ja LLC-kytkin käyttää ZN65C1R200L GaN-kytkintä. Kolmannen sukupolven puolijohteita käytetään tehonmuunnostehokkuuden parantamiseen, tehohäviön vähentämiseen ja lämmönhajoamisvaatimuksiin.