前言

CRPS 服务器电源作为数据中心设备的核心供电部件,对转换效率、输出稳定性、并联冗余能力、故障保护以及远程监控都有着严苛的要求。本次拆解的是全汉 FSP800‑20ERM 800W 服务器电源,这款产品为经典 CRPS‑185 规格设计,支持 N+1 冗余并联,集成 PMBus 数字遥测通讯,广泛应用于机架式服务器、存储设备等场景。

电源采用 PFC + 正激拓扑架构,并且 PFC 回路使用碳化硅肖特基二极管,以此降低整机损耗,通过 80 PLUS 白金牌能效认证。本期将对这款电源进行完整拆解,了解全汉工业级服务器电源的设计思路和用料。

全汉800W CRPS服务器电源外观

全汉800W服务器电源为经典 CRPS‑185 版型设计,镀锌钢板外壳卡扣拼接固定后由螺丝锁死。

机身正背面设计有接地弹片,顶部还贴有电源铭牌。

电源铭牌特写

型号:FSP800-20ERM

输入:100-240V~,10-5A,50-60Hz or 240V⎓4.0A

输出:+12V⎓65.0A,+12Vsb⎓2.1A

最大输出功率:+12V=780W,+12Vsb=25.2W

总输出功率不可持续超过800W

制造商:全汉企业股份有限公司

电源通过了CCC、CE、CP、FCC认证,以及80 PLUS白金牌能效认证。

输入端设有提手、散热风扇、供电接口、脱扣把手和电源指示灯,风扇使用螺丝进行固定。

输出端设有防护格栅和金手指小板。

实测电源机身带金手指总长度为199mm。

宽度为73.6mm。

厚度为39.18mm。

电源拿在手上的大小直观感受。

另外测得电源重量约为864g。

全汉800W CRPS服务器电源拆解

拆掉螺丝将电源外壳打开,顶部外壳内侧对应功率器件散热片处贴有黄色导热垫,使散热片热量更好传递到外壳上,提升功率器件散热效果。

PCBA模块通过螺丝固定于另一半壳体上,散热风扇、指示灯通过延迟导线连接侧边控制小板取电,导线外套绝缘管。

继续拆掉螺丝取出PCBA模块。

供电接口母座外套金属壳后缠绕绝缘胶带,此外焊接两颗Y电容,料号均为CS472M。

母座上还焊接有0.68μF规格安规X2电容用于吸收差模 EMI 干扰,同时底部并联一颗高压泄放电阻,电阻以及两侧焊脚都外套绝缘管处理。

实测PCBA模块长度为166.56mm。

宽度为67.71mm。

厚度为34.32mm。

PCBA模块两侧焊接控制小板,并为一侧的功率器件配备散热片,并且主开关管散热片顶部额外加装金属板增大散热面积提升散热效果。此外电容、电感等器件打胶加固。

主板背面设有待机电源主控芯片以及光耦。

PCBA模块前端设有保险丝、压敏电阻、NTC热敏电阻、继电器、共模电感、安规X2电容等器件,后方区域还有高压滤波电解电容和PFC升压电感。

保险丝外套热缩管绝缘。

TVR10561压敏电阻特写。

NTC热敏电阻料号SCK 333,两个焊接外套绝缘管。

继电器来自松川,型号307HN-1AH-F-C,触点容量为8A 250V,线圈电压12V,用于短路热敏电阻,消除损耗。

共模电感特写,用于滤除EMI干扰。

气体放电管特写。

安规X2电容来自OKAYA冈谷,容量0.47μF。

蓝色Y电容特写。

另一颗蓝色Y电容特写。

另一颗共模电感特写。

模块一侧设有整流桥和薄膜滤波电容,并焊接一块电源主控小板,小板中段区域缠绕绝缘胶带。此外内侧整流桥、PFC升压开关管、正激开关管以及次级侧整流管等功率器件都配备有散热片。

将小板拆下,板子正面设有光耦和运算放大器。

另一面设有电压比较器、电源主控芯片以及隔离变压器。

主开关管使用螺丝固定于散热片上,并且打胶提升散热效果。

整流桥来自光宝,型号GBU1506,规格为15A 600V,采用GBU封装。

薄膜滤波电容规格为2.2μF450V。

色环绕线功率电阻特写。

蓝色Y电容来自SEC。

电压比较器来自意法半导体,型号LM393,为低功耗双路电压比较器,采用SO8封装。

电源主控芯片来自德州仪器,型号 UCC28512DW,这是一颗 PFC/PWM 二合一控制器,支持 CCM 平均电流模式 PFC 与 PWM 同频同步工作,同时两级均具备 2A 拉电流、3A 灌电流的栅极驱动能力,内置 PFC 优先启动时序以降低上电冲击,集成输入电压前馈与多重故障保护,采用SOIC-20封装。

PFC开关管来自安森美,型号FCPF400N80Z,NMOS管,耐压800V,导阻400mΩ,采用TO-220F封装。

PFC升压电感特写。

PFC整流管配有导热垫和散热片散热,使用胶带缠绕在一起。器件来自Wolfspeed,型号C3D08060A,为碳化硅肖特基二极管,规格为600V 8A,采用TO-220-2封装。

两颗高压滤波电解电容来自Rubycon红宝石,规格均为220μF450V。

用于驱动正激开关管的隔离变压器特写。

正激开关管来自英飞凌,丝印6R125P,型号IPA60R125CP,NMOS管,耐压650V,导通电阻125mΩ,采用TO220封装。

钳位开关管来自安森美,型号FQPF3N80C,NMOS,耐压800V,导阻4.8Ω,采用TO-220FP封装。

薄膜滤波电容规格为0.22μF450V。

另一颗薄膜电容来自KEMET基美,规格为0.068μF630V。

电流互感器特写。

变压器特写。

三颗反馈光耦特写。

小板上光耦特写。

整流管来自英飞凌,丝印040N06N,型号为IPP040N06N,NMOS管,耐压60V,导阻4mΩ,采用TO220-3封装。

背面一颗料号相同。

另一款整流管来自安森美,型号FDP053N08B,NMOS管,耐压80V,导阻4.2mΩ,采用TO-220封装。

背面另一颗整流管也是安森美FDP053N08B。

滤波电感特写。

输出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,三颗规格为2200μF16V。

一颗规格为1000μF16V。

运放来自意法半导体,型号LM324,为低功耗,低输入偏置电流四运放,支持3-30V供电电压,采用SO-14封装。

输出控制管来自英飞凌,两款器件分别丝印0580NS和0901NS,均采用TDSON-8封装。

模块另一侧焊接数字监控与通讯子板。

输出端一览,两侧小板内侧均做了隔离绝缘处理,并且左侧通讯子板还设有NTC热敏电阻固定于整流管散热片上,通过反馈温度给监测 MCU,实现风扇调速与整机过温保护。

此外输出端还焊接第三块独立小板并包裹绝缘胶带,一颗固态滤波电容外套热缩管绝缘。

拆掉小板,可以看到内侧区域设有辅助待机电源电路的变压器、整流管、滤波电容、滤波电感等器件。

辅助电源主控芯片来自PI帕沃英蒂格盛,型号 TOP267KG,属于 TopSwitch‑JX 系列,内部集成 725V 高压功率 MOS 管,支持 66kHz/132kHz 可选开关频率,集成完备的输入欠压、过压、过流与过热保护,采用 eSOP‑12B 封装。

滤波电容来自红宝石,规格为47μF35V。

另外两颗滤波电容也是来自红宝石,规格分别为47μF25V和100μF50V。

三极管来自 UTC 友顺,型号 2SC2655L,为 NPN 硅功率晶体管,耐压 50V,最大集电极电流 2A,具备较低饱和压降,采用 TO‑92NL 封装。

待机电源变压器特写。

两颗1008光耦特写。

蓝色Y电容特写。

滤波电容来自红宝石,规格为47μF35V。

另一颗滤波电容规格为100μF25V。

整流管来自意法半导体,型号STPS20150CT,规格为150V 20A,采用TO-220AB封装。

滤波电容来自贵弥功,为PSF系列导电性高分子固体铝电解电容器,105℃ 20000小时寿命,规格为470μF16V。

滤波电感外套绝缘管。

另一颗滤波电容来自贵弥功,为KZH系列电解电容,规格为1000μF16V。

另一颗意法半导体STPS20150CT特写。

通讯子板正面两侧均设有MCU,中间还有三颗隔离通讯光耦。

另一面设有NTC热敏电阻、线性稳压器以及风扇、指示灯供电插槽。

电源监测计量 MCU 来自德州仪器,型号 MSP430AFE253,属于 MSP430AFE 系列混合信号微控制器,内置 3 通道 24 位 Σ‑Δ 高精度 ADC,16KB Flash 与 512B RAM,采用 TSSOP‑24 封装。用于电压、电流、散热片温度采样以及功率计量,向系统主控提供测量原始数据。

三颗1008隔离通讯光耦特写。

电源系统通讯主控 MCU 来自微芯科技,型号PIC24FJ32GA004,芯片内置16位PIC MCU,主频为16MHz,芯片内置32KB FLASH和8KB SRAM,具备UART、SPI和I2C接口,采用TQFP44封装。用于接收计量采样数据、实现 PMBus 通讯交互、风扇调速控制、电源启停管理以及故障告警上报。

环形耳片式 NTC 热敏电阻特写。

3.3V 系统供电 LDO 稳压器特写,丝印1117-33,采用 SOT‑223 封装。

散热风扇来自台达电子,型号 FFB0412UHN‑BC2E,为 4028 规格 DC12V 直流无刷风扇,额定电流 1.01A。

输出端小板正面设有一颗 N+1 和 OR-ing 电源轨控制器。

输出冗余 OR‑ing 控制器来自德州仪器,型号 TPS2412,属于 N+1 电源轨理想二极管控制器,内置栅极电荷泵,采用 TSSOP‑8 封装。

全部拆解一览,来张全家福。

服务器电源网拆解总结

最后附上全汉 800W 服务器电源的核心器件清单,方便大家查阅。

全汉 FSP800‑20ERM 是一款遵循 CRPS‑185 标准的 800W 白金牌服务器电源,采用 PFC + 正激功率变换架构,PFC 整流回路搭载碳化硅肖特基二极管来降低损耗,支持 N+1 冗余并联以及 PMBus 数字遥测功能,主要适配机架服务器、存储设备等数据中心设备使用。

电源模拟控制由 TI UCC28512DW 二合一控制器完成,数字部分采用 TI MSP430AFE253、微芯 PIC24FJ32GA004 双 MCU 分工架构;待机电源主控采用 PI TOP267KG 。功率器件选用英飞凌、安森美功率 MOS,滤波电容使用红宝石、贵弥功两大日系品牌。

整体来看,这是一套成熟务实的工业级服务器电源方案,PFC + 正激架构虽然在高频化上不及 LLC,但器件应力可控、驱动电路简单可靠。双 MCU 分离计量采样与系统业务逻辑的设计,有效规避通讯总线对高精度采样的干扰,模块化子板布局也便于生产与故障排查。