在目前,数据中心、AI服务器等等都在快速发展,而服务器电源需要长期保持高功率、高效率运行,所以对于功率器件的导通损耗、开关性能以及可靠性有了更高的要求。
功率之心近期通过专业拆解了解到,Great Wall长城3000W服务器电源GW-CRPS3000L5R内部采用英飞凌三款功率MOS管,分别用于PFC升压、全桥LLC和同步整流三大功率级,覆盖从交流输入到低压直流输出的主要功率转换环节。
长城3000W服务器电源
长城GW-CRPS3000L5R是一款面向服务器及数据中心供电场景的高功率冗余电源,采用长条形镀锌钢板外壳,实测机身尺寸约为265×73.7×39.3mm,重量约为1273g。电源输入端设有散热风扇、C20交流插座、工作指示灯和脱扣把手,输出端采用金手指连接器,支持热插拔应用。
这款电源支持100-240Vac交流输入和240V HVDC直流输入。在100-127Vac输入时,54V主路输出电流为23A,最大输出功率为1250W;而200-210Vac输入时,主路输出电流为50A,最大输出功率为2700W;210-240Vac或240V HVDC输入时,主路输出电流为55A,最大输出功率达到3000W。此外,电源还提供12V/2A待机输出。
电源具备铂金牌转换效率,采用交流开关无桥PFC+全桥LLC+同步整流架构。
通过拆解发现,电源PFC散热片上设有四颗英飞凌IPW60R060P7,两个LLC功率小板共设有八颗IPL60R075CFD7;两块功率小板还采用BSC070N10NS3G进行主路同步整流,待机电源中也使用一颗同型号MOS管。
英飞凌IPW60R060P7用于PFC功率级
拆解发现,这款服务器电源的PFC开关管采用英飞凌IPW60R060P7,四颗器件安装在PFC散热片两侧。
IPW60R060P7属于英飞凌CoolMOS P7系列高压超级结MOSFET。CoolMOS P7系列兼顾导通电阻、栅极电荷和开关性能,可用于硬开关及谐振开关拓扑,面向服务器电源、通信电源、工业电源和不间断电源等应用。
它的最低漏源击穿电压为600V,最大导通电阻为60mΩ,总栅极电荷典型值为67nC,采用TO-247-3封装。
在这款电源中,IPW60R060P7按照PFC控制器给出的时序高速开关,控制PFC电感反复储存和释放能量,将输入电压升高并稳定到高压直流母线,同时使输入电流波形跟随交流电压变化,提高功率因数。
IPW60R060P7的低导通电阻有助于减少开通后的导通损耗,较低的栅极电荷有助于降低高频开关损耗;而TO-247-3封装则便于连接散热片,以满足3000W电源前级的散热需求。
英飞凌IPL60R075CFD7用于全桥LLC功率级
在后级全桥LLC谐振电路中,长城采用英飞凌IPL60R075CFD7作为主开关管。电源内部设有两块功率小板,每块小板使用四颗,合计八颗。
IPL60R075CFD7属于英飞凌CoolMOS CFD7系列高压超级结MOSFET。该系列集成快速恢复体二极管,并针对谐振型功率拓扑进行优化,具备较低的栅极电荷、输出电容储能和反向恢复电荷,适用于服务器电源、通信电源等高功率密度开关电源应用。
这颗MOSFET最低漏源击穿电压为600V,最大导通电阻为75mΩ,采用VSON-4 Thin-PAK 8×8mm封装。CFD7系列集成快速恢复体二极管,主要针对LLC等谐振电源拓扑进行优化。
在全桥LLC中,四颗MOS管按照控制时序交替导通,把PFC输出的高压直流电转换为高频交流电。随后,谐振电感、谐振电容和变压器励磁电感共同完成谐振过程,再由主变压器完成降压和电气隔离。
英飞凌BSC070N10NS3G用于同步整流
长城GW-CRPS3000L5R的54V主路同步整流管采用英飞凌BSC070N10NS3G。两块功率小板正反面均设有同步整流管,每块小板使用十二颗,主路合计二十四颗;12V待机电源还使用一颗同型号器件进行同步整流。
这颗MOS管的耐压为100V,导通电阻典型值为6.3mΩ、最大值为7mΩ,采用TDSON-8 / SuperSO8 5×6mm封装。
在54V主路中,BSC070N10NS3G按照变压器次级电压的变化同步开关,代替二极管完成整流,将高频交流电转换为直流输出。由于MOS管导通后的压降较低,相比二极管整流更适合54V/55A大电流输出。
二十四颗MOS管并联使用,可以共同分担输出电流,并进一步降低同步整流级的等效导通电阻。BSC070N10NS3G仅7mΩ的最大导通电阻,正是它在这一级最关键的作用,可减少大电流通过时产生的损耗和发热。
功率之心总结
功率之心通过专业拆解发现,长城3000W服务器电源内部采用英飞凌三款功率MOS管,其中IPW60R060P7用于PFC功率级,IPL60R075CFD7用于两路全桥LLC,BSC070N10NS3G则用于54V主路及12V待机电源同步整流。
通过这个案例可见,英飞凌提供了三款不同系列的MOS管,分别适配硬开关、谐振换流和低压大电流场景,由此可见,英飞凌 MOSFET产品线对高功率服务器电源主要功率链路的有着完整覆盖能力。



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