Vår nya produkt-300W GaN strömförsörjning

STARWELLär ett högteknologiskt företag specialiserat påströmförsörjningtillverkning, engagerad i FoU och produktion av olika avancerade strömförsörjningsprodukter, inklusive POE-strömförsörjning, kommunikationsströmförsörjning, energilagringsväxelriktare, nätadaptrar, industriella styrströmförsörjningar, etc., för att möta behoven inom olika områden. Denna frågas lösningsanalys ger en 300W 48V GaN strömförsörjningsmodul.

Modellen för denna strömförsörjningsmodul är R0168, som stöder en inspänning på 100~264Vac, med en uteffekt på 48V 6,25A och en uteffekt på 300W. Den kan fungera i ett omgivande temperaturområde på -10 ~ 55 ℃. Strömförsörjningen har en modulär design, med anslutningar vid både ingångs- och utgångsterminalerna. Följande är en lösningsanalys av denna 300W GaN-strömförsörjningsmodul för att ta en titt på dess interna design och material.

Utseende på STARWELL 300W GaN strömförsörjning 

Modul

STARWELL 300W GaN-strömförsörjningsmodulen har ett skal av aluminiumlegering. Framsidan av PCBA-modulen är utrustad med ett kylfläns av aluminiumlegering, med urholkade ytor som motsvarar högspänningsfilterkondensatorerna och PFC-förstärkningsspolen för att minska tjockleken.

Baksidan av strömförsörjningsmodulen är ett skal av aluminiumlegering.

Modell: B0168

Ingång: 100-240V~ 50/60Hz 5,0A Max

Utgång: 48V 6,25A

Utgångstrådarna är anslutna genom lödning, med värmekrympslangar på lödfogarna för isolering.

Närbild av utgångskontakten: den röda ledningen är den positiva polen och hylsan är märkt för 48V-utgång.

Längden på strömförsörjningsmodulen mätt med ett nockmått är cirka 127,1 mm.

Strömförsörjningsmodulens bredd är cirka 76,4 mm.

Strömförsörjningsmodulens tjocklek är cirka 40,4 mm.

Intuitiv storleksuppfattning av strömförsörjningsmodulen i handen. Tack vare användningen av GaN-kraftenheter förbättras effekttätheten avsevärt och volymen på 300W uteffekt reduceras avsevärt, vilket sparar utrymme.

Strömförsörjningsmodulens uppmätta vikt är cirka 441g.

Analys av STARWELL 300W GaN Power Supply

Modul

PCBA-modulen fästs i kylflänsen med skruvar.

Isolerande silikonskivor klistras på positioner som motsvarar kylflänsen när PCBA-modulen tas ut.

Ett isolerande Mylar-ark finns på sidan av PCBA-modulen.

Det isolerande Mylar-arket tas bort, med hål utskurna i positioner som motsvarar kraftenheter, och termiska kuddar tillhandahålls för att leda värme.

Tre termiska dynor motsvarar PFC-omkopplaren, LLC-omkopplaren respektive den synkrona likriktaren.

En kylfläns av aluminiumlegering är också täckt på PCBA-modulen, och kraftenheter är fixerade med skruvar.

Kylflänsen som är täckt på PCBA-modulen tas bort genom avlödning.

Likriktarbryggan, PFC-likriktardioden och termobrytaren är fixerade på kylflänsen.

Översikt över PCBA-modulens framsida: den vänstra sidan är utrustad med ett strömingångsuttag, säkring, Y-kondensator, varistor, common-mode-induktor och säkerhets-X2-kondensator. Mittpositionen är utrustad med en PFC-förstärkningsinduktor och högspänningsfilterkondensator. Den högra sidan är utrustad med LLC-resonanskondensator, resonansinduktor, transformator, filterkondensator och filterinduktor.

På baksidan av PCBA-modulen finns en 2-i-1 PFC+LLC-kontroller. PFC-omkopplaren är placerad nere till vänster, LLC-omkopplaren är ovanför huvudkontrollkretsen, återkopplingsoptokopplaren är till höger och synkronlikriktarkontrollern och två synkrona likriktare finns längst ner. Hela skivan är belagd med konform beläggning för skydd.

AC-ingången är ansluten med en kontakt.

Strömförsörjningens huvudkontrollchip använder Mornsun Semiconductor HR1211, en multi-mode PFC och strömläge LLC 2-i-1-kontroller. Den integrerar funktioner som kräver 2-3 chips i traditionella lösningar till ett chip. PFC-styrenheten stöder CCM- och DCM-driftlägen.

HR1211 antar en digital styrkärna, stöder högspänningsstart och intelligent X-kondensatorurladdning. PFC-steget stöder en maximal driftfrekvens på 250KHz. LLC-steget har en inbyggd 600V halvbrygga-drivrutin med integrerad bootstrap-diod, som arbetar med en frekvens på upp till 500KHz. Den stöder omfattande skyddsfunktioner och är förpackad i SOIC-20.

PFC-förstärkningsinduktorn är lindad med en magnetisk ring och en bakelitskiva finns i botten för isolering.

Två 70mΩ motstånd är parallellkopplade för att detektera strömbrytaren.

PFC-likriktardioden är seriekopplad med en magnetisk pärla.

NTC-termistorn är märkt 2.5D-11, som används för att undertrycka laddningsströmmen för högspänningselektrolytkondensatorn.

Keramiska kondensatorer är parallellkopplade med elektrolytiska kondensatorer, med en specifikation på 0,01μF 1KV.

LLC-omkopplaren är från ZenerTech, modell ZN65C1R200L, en Cascode-struktur GaN-omkopplare med en motståndsspänning på 700V och transienthållfasthetsspänning på 800V, på-motstånd på 200mΩ, gatedrivspänningsstöd på 20V. Den har låg grindladdning, vilket effektivt förenklar drivkretsen. Lämplig för snabbladdare, kommunikationsströmförsörjning, datacenter och belysningstillämpningar, förpackade i DFN8*8.

Resonanskondensatorn är av MMKP82-serien, med en specifikation på 0,047μF 630V.

Resonansinduktorn använder PQ2020 magnetisk kärna och är lindad med litz-tråd.

Transformatorn använder PQ3525 magnetisk kärna, märkt med strömförsörjning modell R0168.

Den synkrona likriktarregulatorn är från MPS, modell MP6924A, en LLC synkron likriktarkontroller med starkare anti-interferens och snabba avstängningsfunktioner, kompatibel med CCM/DCM-lägen. MP6924A integrerar två synkrona likriktarkontroller för likriktarapplikationer för de två sekundära spolarna i LLC, lämpliga för LLC-omvandlare synkrona likriktarapplikationer, förpackade i SOIC-8.

En keramisk kondensator är ansluten mellan utgångsterminalen och jord, med en specifikation på 0,01μF 2KV.

Utgångsfilterkondensatorerna är från Sancon (Nantong Sanxin), RF-serien långlivade kondensatorer, med en specifikation på 63V 330μF, två parallella.

Filterinduktorn är försedd med värmekrympslang för isolering.

En annan filterkondensator har en specifikation på 63V 150μF.

Närbild av den utgående magnetiska ringfilterinduktorn.

Sammanfattning

Genom analys har det visat sig att 300W GaN-strömförsörjningsmodulen som lanserats av STARWELL använder genomgående likriktarbryggor och likriktardioder fästa på den interna kylflänsen. Patch GaN-omkopplare använder termiska kuddar för att leda värme till det nedre skalet av aluminiumlegering för värmeavledning, vilket förbättrar värmeavledningskapaciteten. En termobrytare är installerad på den interna kylflänsen för att byta styrenhets strömförsörjning i händelse av överhettning, vilket ger ett totalt överhettningsskydd.

Denna GaN-strömförsörjningsmodul använder Mornsun Semiconductor-kontrolllösning med HR1211 2-i-1-kontroller med MP6924A synkron likriktarkontroll. PFC-omkopplaren använder ZenerTech ZN65C1R070L GaN-omkopplare, PFC-likriktardiod använder Sanken SDS065J008N3 SiC-diod och LLC-omkopplare använder ZN65C1R200L GaN-omkopplare. Den tredje generationens halvledare används för att förbättra effektkonverteringseffektiviteten, minska effektförluster och krav på värmeavledning.