3500W與6000W高等開VT關電源的分解(1)

摘要：分解了直流輸出48V/70A與350V/10A兩種3500W和48V/112A與350V/17A兩種6000W高等開關電源的電路設計與元器件應用特點，并提出了有待繼承闡明的問題。

要害詞：功率因數校正；Buck?Boost調動器；分段式節制

引言

在2001年7月，有位電源技能喜好者送來了兩種據稱是“軍用絕密級”的高等電源各2臺，但愿我能作專題剖解，深入闡明，以消化接收其先進技能。

圖8

該電源鐵殼上的銘牌標明，是IBM公司的“Bulk”大型艦船專用電源。

一種是直流輸出48V/70A的長型通信電源，

長寬高=70cm22cm12cm，重量約14kg。

電網輸入三相380～415V（電流13A），也可低落輸入200～240V（電流24A），頻率50～60Hz。這種電源裝有電電扇強迫風冷，還在外殼上安裝了一只三相高壓大開關。電網輸入先經大屏蔽盒濾波。

另一種是直流輸出350V/10A的短型特種電源，長寬高=40cm30cm8cm，重約10kg，無強迫風冷，散熱器也較短。其鐵殼上銘牌標明為電網三相輸入，有三種輸入范疇：200～240V、380～415V、460～480V。低電壓時IIN=25A(MAX)；其輸出直流為350V/12.5A(MAX)。電網頻率50～60Hz。

2 3500W電源剖解

剖解事情第一步是拆焊兩種（兩臺）電源主板上的大功率元器件，共有三類：

1）最重的大號磁性組件主功率變壓器和Boost儲能電感器，鐵粉芯磁環電感5只；

2）大號MOSFET、IGBT功率開關管模塊，和兩只電網整流器模塊P425等；

3）大號高壓鋁電解電容器940μF/450V4只，

220μF/450V2只，以及多個CBB高頻、高壓、無感、無極性聚丙烯大電容器，都是優質的突波接收元件。

圖2

2.1 IR公司的功率器件

首先，讓我意外新奇的是：均為IR公司商標的MOSFET、IGBT大模塊，其產物型號標志居然都被假代號替換，它們在IR公司厚本產物手冊上均查不到。

1）側壁貼出一個IGBT內接一只二極管的模塊，標號為“F530（9604）”、“F826（9615）”、“F1670（9726）”、“F4702（9845）”等。

2）從電路判定是一個MOSFET內含一只二極管的模塊，標號為“M4005（6315）”、“M4427（9624）”、“M3422（9611）”等。

3）從電路判定是二只MOSFET（半橋雙管）的模塊，標號為“M5220（9708）”、“M5662（9726）”、“M3419（9603）”、“M6768（9814）”等。

在市場上從未見過這種非凡外殼，每只重近100g的MOSFET大模塊。每臺電源用4只，其散熱頂層的銅塊厚達6mm，長寬=9.2cm2cm。48V電源有炸裂。

4）PFC節制板上的主芯片標志為“53H1747”，4臺電源均同，本應是UC3854。我先把拆焊下來的IR公司產物MOSFET和IGBT共8～9只，帶到IR深圳分公司找技能員詢問和判斷，答復是“軍用絕密級”產物， VT鋁電解電容，非家產民品，故手冊上無。按3500W電源闡明，該MOSFET反向耐壓應在500V～600V，事情電流在30A～40A。由于IR署理商確認了這兩種大功率電源主板上利用的大號高頻開關管，是為軍用裝備特制的高等產物，為了保密才改用假代號。因此，值得下工夫當真細致地對兩種3500W電源作深入剖解、全面丈量、專題闡明。隨后我又屢次在供貨商處查察多臺開蓋電源主板上的MOSFET、IGBT模塊側壁商標，并具體記錄主要標記，才發明IR公司設在墨西哥（MADEINMEXICO）廠地的特制MOSFET，潛伏了下述重要標志：

――每每在最基層標上“82?5039＋”者，豈論假代號怎么變，均為半橋雙管MOSFET，如“M7471（9846）”、“M3937（9613）”、“M3438（9602）”、“M5706（9732）”、“M3467（9602）”；

――每每最基層標志為“82?6252＋”者，豈論假代號如何換， 33UF 10V，均為單管MOSFET加一只二極管，如“M7453（9845）”、“M4045（9616）”、“M3721（9609）”、“M5394（9714）”、“M3161（9547）”、“M3453（9602）”等。

2.2 EC公司的電容器

電源上利用的EC公司CCB高壓無極性電容器，其工藝之精美，市場上難見到。

1）每臺電源用3只大號長園柱形CBB－2.5μF/DC850V，HD=6cm2.4cm；

2）用2只橢園形CBB－8μF/DC500V，LWT=4.7cm3.9cm2.6cm；

3）每臺用2只CBB－1.0μF/DC850V（扁平形、4引腳），上述三種電容器用在三相輸入濾波與Boost電路；

4）48V/70A通信電源輸出濾波電容器CBB－50μF/DC100V，是最粗胖的，無極性；

5）350V/10A特種電源輸出濾波電容器CBB－3.3μF/DC500V，均用半透明硅膠封裝。

2.3 磁性元件

對兩種3500W高等電源主板上實用的大型磁件組合拆開細看，其非凡的設計布局和選材，讓我大開眼界，并悟到多項能力。

2.3.1 主功率變壓器漆包線繞組和絕緣膠帶

拆解之后發明，兩種3500W電源均是用兩塊大號磁環疊合而成。每塊磁環的外徑達?73mm，磁環厚（高）12mm，其繞組線的寬度為18mm。選用磁環在100kHz開關高頻時不存在漏感問題；而兩塊扁平面磁環疊合在一起，再緊繞制主變壓器的原邊繞組和副邊繞組、加多層絕緣膠帶等。在兩塊金屬鐵粉芯磁環平面之間，實際上仍然存在很多小的天然氣隙（雖已壓緊靠攏），這使得主功率變壓器在重負載高頻大電流事情時，抗飽和本領大增。這與大號功率鐵氧體磁芯的截斷面被細磨拋光“鏡亮”的狀況大不溝通。