前言

在交换机、网络通信设备应用场景中,对电源模块的可靠性、热管理、保护机制以及监控管理能力都有着较高要求。

麦格米特IPS12150‑AJAFO 150W交换机电源,采用CRPS‑185通用冗余电源版型设计,支持100-240VAC输入,输出+12V12.5A,支持热插拔使用,配备状态指示灯,能够满足网络设备7×24h连续运行的供电需求。

整机采用PFC+LLC+同步整流经典功率架构,搭配独立的VIPER27L反激待机电源,同时搭载双颗微芯MCU完成电源状态采集、故障保护与通信管理,内部选用多家主流品牌功率器件与储能元件。下面我们来看看电源的具体设计。

麦格米特150W交换机电源外观

麦格米特150W交换机电源采用经典样式设计,机身尺寸规格与CRPS‑185版型服务器电源的相同。

机身正背面设计有接地弹片,顶部贴有电源铭牌。

电源铭牌特写

型号:IPS12150-AJAFO

输入:100-240V~;50-60Hz:3-1.5A

输出:+12V⎓12.5A

制造商:深圳麦格米特电气股份有限公司

输入端设有散热风扇、供电接口、指示灯、提手和脱扣把手,风扇以及提手使用螺丝进行固定。

输出端外壳格栅设计,金手指采用独立小板焊接。

实测电源模块机身带金手指总长度为197.08mm。

宽度为73.17mm。

厚度为40.13mm。

另外测得电源重量约为683g。

麦格米特150W交换机电源拆解

拆掉螺丝打开电源外壳,壳体内侧贴有麦拉片进行绝缘。

内部PCBA模块使用螺丝固定,AC交流导线穿抗干扰磁环,指示灯以及散热风扇供电线连接到侧边控制板。

输入端火、零线采用6.3mm插簧端子,并外套透明绝缘护套。

指示灯以及散热风扇供电线采用插拔式端子,连接处打胶加固防脱落。

将PCBA模块取出,导线焊接处外套绝缘管,其中地线连接到金属外壳,此外还焊接有两颗Y电容。

PCBA模块正面一览,侧边焊接控制小板,中心区域设有继电器、PFC开关管、PFC整流管、高压滤波电解电容、LLC控制器、LLC开关管以及辅助待机电源电路的主控芯片,并为功率器件配备散热片。

主板背面设有PFC控制器、光耦以及同步整流管等器件。

PCBA模块前端设有保险丝、安规X2电容、共模电感、气体放电管、Y电容等器件,部分器件外套热缩管绝缘保护。

保险丝外套热缩管,焊脚套有透明塑料管。

压敏电阻来自CNR舜全,料号14D621K,用于吸收过压浪涌。

TVR 07471压敏电阻特写,焊脚套有绝缘管。

安规X2电容特写,容量0.68μF。

共模电感来自麦格米特,用于滤除EMI干扰。

另一颗安规X2电容料号相同。

两颗蓝色Y电容特写。

另一颗共模电感也是来自麦格米特。

气体放电管外套热缩管保护。

另外两颗Y电容特写。

模块一侧设有Y电容、NTC热敏电阻、继电器、压敏电阻、整流桥、薄膜滤波电容、PFC升压电感、LLC变压器、输出滤波电容等器件。

将内侧区域散热片拆下,一面固定有PFC开关管和整流管。

另一面固定有两颗LLC开关管,为提升散热效果,两面器件和散热片间均设有导热垫。

蓝色Y电容特写。

另一颗舜全14D621K压敏电阻特写。

NTC热敏电阻特写。

继电器来自宏发,型号HF46F-G/12-HS1,为超小型中功率继电器,内置一组常开触点,具备7A触点切换能力,线圈电压为12V。

整流桥来自YJ扬杰,型号GBU808A,规格为8A 800V,采用GBU封装。

另一颗整流桥也是来自扬杰,型号GBJ206,规格为2A 600V,采用2KBJ封装。

薄膜滤波电容规格为0.47μF450V。

PFC控制器来自安森美,型号NCP1611,采用CCFF电流控制频率折返控制架构,支持CrM临界导通、谷底开通与轻载跳周期模式,内置动态响应增强器与全套完备保护,全负载区间实现高效率与优秀THD表现,采用SOIC‑8封装。

PFC开关管来自东微半导体,型号OSG65R340FZF,NMOS管,耐压650V,导通电阻340mΩ,采用TO220F封装。

PFC升压电感特写,来自麦格米特。

PFC整流管来自JSMC吉林华微,型号8F60HF,这是一颗快恢复二极管,规格为8A 600V,采用TO-220HF-2L封装。

高压滤波电解电容来自红宝石,规格为180μF450V。

LLC控制器来自意法半导体,型号L6599D,是一颗固定50%占空比的半桥控制器,芯片内置600V高压驱动器,内部集成同步DMOS,无需外置自举二极管,支持高达500kHz开关频率,支持PFC控制,采用SO-16N封装。

两颗LLC开关管也是采用东微半导体OSG65R340FZF。

两颗谐振电容特写,规格为0.018μF630V。

LLC变压器同样来自麦格米特。

同步整流管来自AOS万国半导体,型号AONS66402,NMOS管,耐压40V,导通电阻1.6mΩ,采用DFN5*6封装。

另一颗料号相同。

滤波电容来自丰宾,规格为1000μF16V。

三颗固态滤波电容也是来自丰宾,规格均为470μF16V。

薄膜滤波电容规格为1μF100V。

另一侧焊接一块控制小板,小板上设有存储器、光耦以及多颗运算放大器。

将小板拆下,另一面设有稳压芯片、MCU、运放、光耦等器件。

稳压芯片来自达尔,丝印EH16A,实际型号为AZ1117H,这是一款1A固定输出低压差线性稳压器,采用SOT‑223封装。

MCU来自微芯科技,型号PIC16F18346,是一款搭载XLP超低功耗技术的8位增强型RISC内核单片机,拥有丰富独立内核外设与引脚重映射功能,采用20引脚SSOP封装。

运放来自德州仪器,丝印TL2171,实际型号为TLV2171,是一款面向成本敏感型系统的36V单通道电源、低功耗运算放大器,采用SOIC-8封装。

另一面的运放也是采用德州仪器TLV2171。

还有一颗来自安森美,丝印2904,实际型号为LM2904,为低功耗双运放,采用SOIC-8封装。

用于输出电压反馈和隔离通信光耦特写,其中两颗来自瑞萨,型号PS2381。

另一颗光耦来自光宝,型号LTV816。

另一面两颗瑞萨PS2381光耦特写。

MCU来自微芯科技,型号PIC18F46K40,是一款带XLP超低功耗技术的8位PIC18内核单片机,搭载大量内核独立外设CIP,具备带运算功能ADC、CWG互补波形发生器、窗口看门狗 WWDT、CRC 硬件校验、外设引脚重映射 PPS,采用44‑TQFP封装。

存储器来自意法半导体,丝印24C02WP,型号M24C02-W,容量为256B,支持2.5-5.5V工作电压,采用SO8N封装。

安森美LM2904运放特写。

德州仪器TLV2171运放特写。

另一颗运放也是来自德州仪器,丝印L2904AV,型号LM2904AV,是一颗标准双运放,支持3-30V工作电压范围,采用SOIC8封装。

另一颗安森美LM2904运放特写。

4.7μH滤波电感特写。

另一颗滤波电感特写。

散热风扇来自YCCFAN永诚创科技,型号 YDS3828B12 0001,是 3828 规格直流无刷散热风扇,供电规格 DC 12V 1.20A,采用 PWM 调速四线输出,具备转速反馈功能。

输出端一览,左侧是待机电源电路的变压器、滤波电容、滤波电感等相关器件。

滤波电容来自红宝石,规格为25V100μF。

待机电源主控芯片来自意法半导体,型号VIPER27,这是一款集成800V雪崩耐压MOS管的反激电源芯片,具备频率抖动、突发模式、软启动、欠压/过压/过流/热关断全套保护,265Vac 下待机功耗小于 50mW,采用SO-16封装。

辅助待机电源变压器特写。

瑞萨PS2381光耦特写。

整流管来自MCC美微科,型号ER3G,这是一款快恢复/高效率二极管,平均整流电流 3A,反向耐压 400V,采用SMC贴片封装。

滤波电容来自尼吉康,规格为470μF16V。

滤波电感特写。

输出控制管来自AOS万国半导体,型号AON6232,NMOS管,耐压40V,导通电阻2.5mΩ,采用DFN5*6封装。

全部拆解一览,来张全家福。

服务器电源网拆解总结

最后附上麦格米特150W交换机电源的核心器件清单,方便大家查阅。

通过对麦格米特150W交换机电源完整拆解可以看到,电源采用成熟的PFC+LLC谐振变换拓扑,适配网络交换机的供电需求,硬件层面设计完整。

PFC由安森美NCP1611控制器驱动东微OSG65R340FZF功率MOS,搭配吉林华微快恢复二极管完成升压,提升功率因数并抑制谐波;后级 LLC 半桥变换由意法L6599D 控制器驱动两颗同型号MOS管,次级采用AOS同步整流管降低导通损耗。

待机电源使用意法VIPER27集成MOS反激芯片,实现低功耗待机输出。控制板搭载PIC16F18346、PIC18F46K40两颗微芯MCU,配合多颗TLV2171、LM2904运算放大器完成电压、电流、温度信号采样,同时M24C02存储芯片用于保存电源参数与故障记录。

整体来看,电源器件选型兼顾供货与可靠性,模拟功率变换搭配数字监控的组合,实现完整的过压、过流、过热等保护以及状态监控功能,适合交换机这类网络设备的热插拔冗余供电场景。