芯片案例近期通过专业拆解了解到,Great Wall长城3200W碳化硅服务器电源SLIM3200C内部采用了两颗Allegro MicroSystems CT431-HSWF30MR TMR隔离电流传感器,用于前级电流检测。
该芯片具备1MHz带宽、约300ns响应时间以及5kV级隔离能力,可满足千瓦级高功率电源对高速、低损耗隔离采样的需求。
长城SLIM3200C支持100-127V、200-240V交流输入以及240V直流输入,在高压输入条件下最大输出达到3200W,主路输出规格为12.2V/262A。
电源采用交错图腾柱PFC+全桥LLC+同步整流架构,其中图腾柱PFC高速桥臂采用SiC MOSFET,以满足高功率、高效率功率变换需求。
两颗CT431实现前级高速隔离电流检测
拆解可以看到,电源输入端附近设有一块独立电流检测小板,小板上集中焊接两颗Allegro CT431-HSWF30MR。
在图腾柱PFC工作过程中,控制器需要持续获取前级电流信息,并结合输入电压对功率开关进行调节,使输入电流按照目标波形变化,从而完成PFC电流环控制。
同时,电流采样信号还可用于识别异常大电流,为系统过流保护等功能提供检测依据。因此,在3200W大功率服务器电源中,电流检测不仅关系到保护功能,也直接参与前级功率变换控制。
CT431是Allegro基于TMR隧道磁阻技术打造的高精度隔离电流传感器,其中CT431-HSWF30MR对应±30A双向电流检测版本。
芯片拥有1MHz信号带宽,响应时间约300ns,可以快速跟踪PFC功率级中的电流变化,并及时将采样结果反馈至控制端。对于采用SiC MOSFET、开关速度较快的图腾柱PFC而言,更快的电流检测能够降低采样链路带来的响应延迟,为PFC电流环调节以及异常电流检测提供更及时的反馈。
除了高速响应,CT431内部还集成载流导体,典型导体电阻仅0.5mΩ。由于3200W服务器电源前级需要持续通过较大的工作电流,电流检测器件本身的阻抗也会带来额外功率损耗。较低的导体电阻可以减少采样链路上的压降和发热,在完成电流检测的同时降低对整机效率的影响。
与此同时,服务器电源前级直接连接高压输入以及PFC功率级,检测电路与后级控制电路之间需要具备可靠的电气隔离。CT431支持5kV级隔离,可在检测前级电流的同时将高压功率侧与低压控制侧隔开,使控制器能够安全获取电流反馈信号。
CT431总输出误差最低可达±0.5% FS,并支持-40℃至125℃工作温度。较高的检测精度有助于控制器获得更加准确的电流信息,而宽温工作能力则适合服务器电源长期高负载运行环境。
相比传统分流电阻配合隔离放大器构建电流采样链路,CT431将载流导体、TMR磁场检测以及隔离功能集成在单颗芯片内部。
在这款3200W服务器电源中,两颗CT431不仅负责“测电流”,其输出信号还参与前级PFC控制及异常状态检测,是连接功率级与控制系统的重要反馈环节。
总结
从长城SLIM3200C的实际应用可以看到,3kW级服务器电源在采用SiC器件提升功率变换性能的同时,电流检测链路也在向高速化、低损耗以及高集成度方向升级。
Allegro CT431-HSWF30MR凭借1MHz带宽、约300ns响应时间、5kV级隔离以及集成低阻载流导体,为图腾柱PFC提供高速、隔离的电流反馈。两颗CT431进入3200W碳化硅服务器电源,也体现了TMR隔离电流传感器在高功率服务器电源检测与控制链路中的应用价值。


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