新春之际拆个华为3kw氮化镓电源TMN1APSU

trex000 · 发表于 2022-2-1 03:16:32

逛海鲜市场看到华为出了一款黑科技：华为PAC3000S12-T1
窄1U体积，3000W单路12V输出，半载时最高效率96%，80PLUS白金牌认证！但是价格非常感人，便宜的750不包邮，贵的上千。b站有拆解视频，里面是无桥PFC+LLC架构，PFC和LLC功率管均为GaN Systems的氮化镓器件

这次的主角当然不是这个啊虽然买来不亏但是心疼钱包

然后逛着逛着看到一个这

华为针对新一代通信设备、数据中心等设计的54V母线电源，型号TMN1APSU，参数在截图里都有，也是3kw功率，95%效率，按理说也达到80PLUS白金标准了，但是没有认证。按照体积粗略算了下，功率密度3.064W/m^3，碾压民用领域的绝大多数垃圾氮化镓头了
相比之下价格非常便宜，180包邮，按照型号搜索，找那个标100元的汕头好再来科技就是了
收到快递的时候是一个挺大的纸箱子装着，以为电源体积也挺大的，没想到：

很小巧，比手掌大一圈，不是很重，掂着感觉1kg多点，推测里面没有大块散热器
！！！由于输入功率3kw，最大电流达到16A，超过了普通C14电源口（电饭煲线）的额定电流，因此这款电源是C19接口，方形外框插脚是三横那种！！！

内部是双层PCB倒扣起来，所以比较厚，整体像个小方块，怪可爱的

铭牌标注很详细了，220V AC/DC输入时输出功率3001.35W，110V低压输入时，输出功率限制在12.3075W

拆的时候惊叹于华为工程师的设计功底（和发量），没怎么拍照，以后想起来的话补上吧
可以看出内部塞得满满当当，只有左上角变压器后部预留来通风的一小块空位，也许以后有大佬琢磨出改装方法了可以在这里塞个电压电流表啥的
带金手指的是高压DC-DC板，带安规电容和卧式大电感的是PFC板

PFC电感是扁铜线绕制，对骨架空间利用率更高，非常适合这种超高功率密度的电源
如此大的功率，输出端只有2个680u的电解电容滤波，而且耐压63V只比53.5V的额定输出多17%，这个电源纹波和电压精度一定控制的很好。输出滤波上还套了个塑料绝缘罩，作用①防止PFC带高压的元件碰到电容金属壳体，②防止电容爆浆时电解液喷到PFC板上造成更严重的损坏

两块大板之间用FPC软排线连接，FPC挺厚的，估计是2oz铜厚
非常有意思的是，没有发现整流桥或者分立整流管，交/直流输入经过一级EMI滤波后直接接入PFC电路，这是无桥PFC没跑了。PFC电感有两个，开关管电路看起来也是对称的，可能不但无桥还交错吧，华为的工业级产品真的很顶鬼知道华为还藏了什么好东西
无桥PFC说简单就是利用低导阻的MOSFET代替二极管，降低传统二极管整流桥2个二极管串联带来的能量损失和发热，变相提高效率。感兴趣的话可以看看电源网的这篇文章

EMI电感旁边小板上的即是PFC部分的氮化镓开关管，英飞凌CoolGaN系列 ↓

型号IGT60R070D1，600V，60A，70mΩ，性能很强 datasheet ↓

这款管子18年才推出，说明这款电源出现也没几年 ↓

继续看看

PFC控制器是STM32F334C8T7，工业级片子，说明控制算法是华为自主研发的

高压DC-DC板，黑色长条是主电容，也有塑料保护罩。电容下方应该是辅助电源小板，辅助电源变压器以铜箔形式集成于多层PCB内（平面变压器），这也是通信设备上老早就在用的技术之一。电容右侧竖立的小板是给风扇供电的DC-DC模块，右下角两个45°放置的就是风扇接口
电容上面一大块高温胶带包起来的就是主变压器，也采用了平面变压器技术，只不过为了能过大电流，次级用的是铜板而非PCB。看变压器的形状，左边还有两个小块磁芯里不知道藏了什么，可能做了磁集成设计。
变压器上方是开关管小板，管子在内侧，离变压器非常近，用电筒照了一下里面是跟PFC一样的IGT60R070D1开关管。值得一提的是，这款电源里没有一片散热片，更没有大块的散热块，但是很巧妙地通过厚铜和SMD在功率管背面的镀金小铜块来增大散热面积，即不会增大太多体积，也说明效率真的很高，发热量不大也可能是暴力风扇比较猛

高压DC-DC板背面，太复杂了看不懂，只知道肯定是数控电源，输出是同步整流的。所有板子都涂了三防漆，所以芯片和元件型号看不太清楚。初次级之间通过ADI的磁耦通信，磁耦既耐操又容易设计外围电路，抗干扰能力也很强，可以说是高可靠设备上代替光耦的理想产品

摆一起看一眼，然后就装回去了

54V电源，电压比较特殊，大家有什么除了充电动车以外的点子把它利用起来吗

trex000 · 发表于 2022-2-1 13:45:12

本帖最后由 trex000 于 2022-2-1 13:48 编辑

edit009 发表于 2022-2-1 13:03
750？少个零都不买。
这种服务器电源流出来的便宜得很，我买了个DELL的起码95新 30还包邮 ...

你说的那种都是好几年甚至十几年前的服务器电源，服务器都早淘汰了，旧电源量大当然便宜

trex000 · 发表于 2022-2-1 13:50:21

cheng13 发表于 2022-2-1 07:43
华为那4850 通信电源没用氮化镓都能到98%这个用上氮化镓了效率怎么还低了

这个用氮化镓应该只是缩小了体积，而且看起来电路结构比4850有变化

trex000 · 发表于 2022-2-2 00:48:09

NoOne996 发表于 2022-2-1 11:48
它有自己的电源工厂吗❓❓电源这些东东几乎全是找ＯＤＭ代工生产的。我拆的那个华为５Ｇ CPE Win H312-37 ...

可能分产品线的吧，普通民用或者中低端产品找代工，工业级和通信设备和高端产品自己造，因为看过好多华为的通信电源内部的板材、用料几乎都一致的，而且没有代工厂信息

trex000 · 发表于 2022-2-2 00:50:44

beluga98 发表于 2022-2-1 20:37
这技术绝了，前些天还和同事商量这种GaN服务器电源，没想到直接就有了，这么大功率还这么小的体积和重量， ...

现在有卖的几款氮化镓电源基本都是上市没几年还在服役的设备上的，可能过几年氮化镓电源普及了，或者这些设备退役了，价格就会便宜

trex000 · 发表于 2022-2-2 16:54:13

wangbin4316 发表于 2022-2-2 15:51
只是小了体积，以前大mos，100安，600v，13毫欧内阻，其实现在电源，发热变压器反而更大，20n60管，llc带1 ...

降低变压器发热很重要的一点是降低铜损，开关频率高了变压器感量可以减小，线圈匝数也就少了，不严谨的说，内阻随之减小，铜损也就小了，变压器也能做得更小，于是为了适配更高的开关频率而采用了氮化镓，这样一来顺便还缩小了体积，但散热面积又缩小了，又得解决散热问题
且认为，类似这样的很多因素都会互相制约，也是提高效率的瓶颈吧