九年来首帖：拆解分析一台普源1500W编程直流电源（RIGOL DP3015-50-30-1U）

瓦良格

各位叔叔、哥哥、姐姐、弟弟们你们好！非常感谢您能点开此贴浏览我的内容，先祝您身体健康心想事成！

本人在初中毕业后便混迹于数码之家论坛，后面上了职高，更是每天都登录论坛看坛友们DIY、发拆机贴，从中学习到了电子行业内的各种知识和经验。再后来我考上了二本院校，去读了大学，更是利用在论坛中学习到的知识在学校实验室混得游刃有余。不过由于时间有限，便没怎么登录论坛了，更没有发过帖子了。

上次发帖应该在2015年，距今已有9年时间了。这九年里家里经历了很多变故，我也饱经风霜，挨了社会的毒打，从一个毛头小子变成了一个孩子的父亲。我毕业后先是做硬件工程师，后面又当小学教师，现在又做回了硬件工程师。今天就简单拆一台普源的编程直流电源，找找当年年少的感觉。

下面进入正题，设备是普源精电的DP3015-50-30-1U，输入单相交流100-240V，输出DC0-50V 0-30A，功率1500W，采用标准1U机箱（感觉有点大），设备电压纹波CV模式15mV、CC模式85mV，具有多级并联、负载端补偿功能，强制风冷，价格1.8万元左右。

设备正面比较简洁，电源开关、进风口、数码管显示、按键和旋钮。


设备背面分别是铜排形式的直流输出、远端补偿端子、模拟接口、以太网接口、RS485接口、AC输入。


按常规来讲30A输出还不至于用这么粗的铜排，但此电源系列有200A输出的版本，所以统一使用了一样的结构。


正面板显示使用了绿色的数码管，比较简洁。


拆下顶盖，非常厚重的一块不锈钢板，机箱整体都是不锈钢材质，主要是1U机箱薄，电源又重，使用铝合金的话提起来形变太严重了，刚性不足。


电源内部的样子，左边的是EMI滤波+辅助供电板、中上部是控制板、左下两个是并机工作的ACDC模块，右上的是输出滤波板。下面我就每个模块简单的介绍下。


EMI滤波版上主要有电源的滤波器，辅助供电和充电电路。


这是辅助供电的控制芯片，UC2842一个普通的反激电源控制器，所以辅助供电也是一个小反激电源，给电源控制板卡、风机供电。


滤波器后面是主电容充电电路，4个10Ω水泥电阻两并两串，一个30A的继电器.电源通电时先由电阻给母线电容充电，然后继电器在闭合彻底接通电路，减少对电网的冲击。


经过充电电路的交流会经过两个熔断器分别进入两个ACDC模块。那个塑料挡板挺有意思的，估计是为了风道。


两个ACDC模块一模一样，输入输出并联，并机工作。模块的下部是PFC，中部是H桥全桥和主变压器，右上是整流滤波电路。


下部的PFC，使用了单管BOOST拓扑。


进PFC前的整流桥，型号没拍出来，估计是GBJ2506之类的普通桥堆。


母线电容，鬼子的日立电容，比较少见。容量330uF，电压450V，一共3个电容，所以一定是并联的，由此推断出母线电压应该在DC400V左右。
电容性能比较普通，105度2000小时寿命，纹波电流也一般般，搞不懂为啥用这冷门的日本货。


PFC开关管，小日本的东芝TK20J50D，20A 500V普通MOS，参数普普通通，要是我我肯定不用鬼子的管子。
二极管看不到型号，估计是650V、二三十A左右的快恢复或者碳化硅二极管。


在往上就是H桥和主变压器了，大概看了下是普通的全桥硬开关拓扑，两个变压器是PQ40的磁芯，有骨架绕制，原边串联，副边并联。


H桥开关管是鬼子的东芝2SK4207，900V 13A的普通MOS，按理说400V的母线电压，用650V的管子足够了，不需要900V的管子。


变压器副边经过滤波电感后就进入了整流器，整流部分采用了普通的二极管整流，日本英达KCF25A20，是一个快恢复二极管，200V 20A，12.5A电流下压降0.98V。正常来讲这个地方的二极管首选肖特基二极管。


整流后的电流就走铜排了，两个电容旁边的是一个大功率无感电阻，用来检测输出电流的，具体型号看不到，但估计还是日本货。


两个ACDC模块的输出电流由铜排汇流，走向了一个滤波板。进滤波板前铜排上扣了一个EI磁芯，估计是起到磁珠的作用，抑制高频成分的。


滤波板有6个100V 330uf的日本黑金刚电解电容。旁边还有一个二极管，


二极管型号是APT60S20B，美高美森的肖特基二极管，反并在输出端，猜测应该是防止电流倒灌用的。


这是ACDC模块上的辅助供电，一个小反激。


ACDC模块的控制芯片，日本瑞萨的ISL6741IVZ，是一个电压型控制的PWM芯片，调占空比。


下面是控制部分，最顶上的这个板子连接着网口，这个板子应该不参与调节环，应该只负责协议处理通信用。


底下的板子应该才是环路控制的板子。因为电源还要用，我就不往下拆了，下面应该就是AD\DA一些东西，加一个MCU，再加上接口处理电路。


控制板另一端，与ACDC模块的接口电路。


前面板显示模块，应该只有数码管驱动芯片，最多加一个小MCU，比较简单。


风机驱动和故障检测单独做了一个电路板。


风机是4028的，12V 0.25A。


使用环境比较脏，风机上已经有不少灰尘了。这个电源没有上三防漆，估计在积点灰，天气在潮湿点，就该BOOM了



总结：用了大量日本功率器件，板子没有三防，坐等炸机的那天。

瓦良格

shiftsword 发表于 2024-10-5 20:37
价格18k的机架电源，一般放在空调机房吧，

如果是没空调的厂房，关键电源也会配带凝露控制的柜子 ...

很多工厂，一些镀膜厂什么的，条件都很差劲的，只有涉及到半导体和封装的环境才会好点

瓦良格

aping365 发表于 2024-10-5 20:04
为什么不继续做小学老师了呢？铁饭碗，双假日，这些不都是很受欢迎的吗？ ...

做老师前也是这么想的，但是做了以后才发现，当老师太辛苦了，条条框框多，杂事多的很，还要和家长打交道，还要被学生气，所以还是辞职搞硬件了

瓦良格

wy71h 发表于 2024-10-5 20:20
1.8万，不知给什么设备供电？

只是实验测试用的，拿来当做大号的可调电源，工厂一般用的都是10kw起步，这个太小了

瓦良格

银河哥哥 发表于 2024-10-5 21:33
铜排是镀锡的还是？怎么看起来像铝板

镀锡的，裸铜会迅速氧化

瓦良格

微醉 发表于 2024-10-5 21:46
这么高级的电源不是用来玩的。
大范围可调电源用两个独立的电源并联输出是怎么做到平衡和同步反馈的，很是 ...

并联主要是要做好均流，原理是每个电源引出一路均流信号，所有的电源都根据这个均流信号来微调输出电压，最终使每个电源的电流都一致，其实不难的

瓦良格

说实话，这个电源用料还可以，就是设计上感觉一般般，特别是H桥的管子远900V的是不合理的，很多细节做的也不好。这个电源卖1.8万，利润过半。
我严重怀疑这个设计团队有日本的投资什么的，主要的MOS管和二极管还有电容都是日本的，个人比较反感日本的东西（除了村田电容必须得用）。
如果大家对这个电源哪个部分想多了解，欢迎留言交流！

瓦良格

rush 发表于 2024-10-8 09:47
日本的管子电容，参数都是低标，表现出实际寿命很长

没有这么绝对。MOS管我说的参数值得是结电容和开关延迟，日本人的东西性能一般，卖的还贵，高压MOS里英飞凌是老大，参数比日本人的好得多卖的都没日本人贵。至于电解电容，早已经今非昔比了，国内的电解电容做的已经很不错了，江海、艾华、台湾丰宾、性能寿命都很不错。我曾经横向对比过，同参数的黑金刚电容和江海对比，上机前黑金刚的参数就不如江海，上机老化跑完高低温后拆下来测试，黑金刚还是不如江海，现在日系电容就只剩个体积小的优势了，其他的价格、供货周期，都干不过国产

瓦良格

什么支架 发表于 2024-10-10 22:32
感觉确实用了小众的主电解电容，也用了小众的功率管，用英飞凌的感觉会更好 ...

是的，现在还有很多人觉得日本的器件好，其实日本的器件技术水平并不高，卖的还很贵，电解电容也只是体积小优势。

瓦良格

傻木 发表于 2024-11-9 10:03
哇
这个真高端
输出调到24v，30A，接个烙铁

大胆点，直接电压电流调到最大，输出用镍带短路，瞬间红起来

瓦良格

gong200810 发表于 2024-11-9 09:35
做小学老师有点屈才了

感谢认可，过奖了！其实也不存在什么屈不屈才的， 每个行业都有相应的挑战，只是我很反感现在的学校总是整形式主义，不让老师专心搞教学净弄些虚头巴毛的东西，最后搞得老师身心俱疲还什么有价值的事都没做

瓦良格

2361656471 发表于 2024-11-11 09:26
现在的电子工程师哪个方向好一点，硬件，嵌入式软件，单片机里面哪个好？想做嵌入式，软硬件都想做，还在读 ...

单片机门槛低，工资最底。硬件和嵌入式详细分支太多了，每个分支的发展都不一样。个人感觉还是要看你就业的城市。软硬都做只能去小微公司，一般软硬都做的公司产品不会太复杂的