3500W与6000W高等开VT关电源的分解(1)

摘要：分解了直流输出48V/70A与350V/10A两种3500W和48V/112A与350V/17A两种6000W高等开关电源的电路设计与元器件应用特点，并提出了有待继承阐明的问题。

要害词：功率因数校正；Buck?Boost调动器；分段式节制

引言

在2001年7月，有位电源技能喜好者送来了两种据称是“军用绝密级”的高等电源各2台，但愿我能作专题剖解，深入阐明，以消化接收其先进技能。

图8

该电源铁壳上的铭牌标明，是IBM公司的“Bulk”大型舰船专用电源。

一种是直流输出48V/70A的长型通信电源，

长宽高=70cm22cm12cm，重量约14kg。

电网输入三相380～415V（电流13A），也可低落输入200～240V（电流24A），频率50～60Hz。这种电源装有电电扇强迫风冷，还在外壳上安装了一只三相高压大开关。电网输入先经大屏蔽盒滤波。

另一种是直流输出350V/10A的短型特种电源，长宽高=40cm30cm8cm，重约10kg，无强迫风冷，散热器也较短。其铁壳上铭牌标明为电网三相输入，有三种输入范畴：200～240V、380～415V、460～480V。低电压时IIN=25A(MAX)；其输出直流为350V/12.5A(MAX)。电网频率50～60Hz。

2 3500W电源剖解

剖解事情第一步是拆焊两种（两台）电源主板上的大功率元器件，共有三类：

1）最重的大号磁性组件主功率变压器和Boost储能电感器，铁粉芯磁环电感5只；

2）大号MOSFET、IGBT功率开关管模块，和两只电网整流器模块P425等；

3）大号高压铝电解电容器940μF/450V4只，

220μF/450V2只，以及多个CBB高频、高压、无感、无极性聚丙烯大电容器，都是优质的突波接收元件。

图2

2.1 IR公司的功率器件

首先，让我意外新奇的是：均为IR公司商标的MOSFET、IGBT大模块，其产物型号标志居然都被假代号替换，它们在IR公司厚本产物手册上均查不到。

1）侧壁贴出一个IGBT内接一只二极管的模块，标号为“F530（9604）”、“F826（9615）”、“F1670（9726）”、“F4702（9845）”等。

2）从电路判定是一个MOSFET内含一只二极管的模块，标号为“M4005（6315）”、“M4427（9624）”、“M3422（9611）”等。

3）从电路判定是二只MOSFET（半桥双管）的模块，标号为“M5220（9708）”、“M5662（9726）”、“M3419（9603）”、“M6768（9814）”等。

在市场上从未见过这种非凡外壳，每只重近100g的MOSFET大模块。每台电源用4只，其散热顶层的铜块厚达6mm，长宽=9.2cm2cm。48V电源有炸裂。

4）PFC节制板上的主芯片标志为“53H1747”，4台电源均同，本应是UC3854。我先把拆焊下来的IR公司产物MOSFET和IGBT共8～9只，带到IR深圳分公司找技能员询问和判断，答复是“军用绝密级”产物， VT铝电解电容，非家产民品，故手册上无。按3500W电源阐明，该MOSFET反向耐压应在500V～600V，事情电流在30A～40A。由于IR署理商确认了这两种大功率电源主板上利用的大号高频开关管，是为军用装备特制的高等产物，为了保密才改用假代号。因此，值得下工夫当真细致地对两种3500W电源作深入剖解、全面丈量、专题阐明。随后我又屡次在供货商处查察多台开盖电源主板上的MOSFET、IGBT模块侧壁商标，并具体记录主要标记，才发明IR公司设在墨西哥（MADEINMEXICO）厂地的特制MOSFET，潜伏了下述重要标志：

――每每在最基层标上“82?5039＋”者，岂论假代号怎么变，均为半桥双管MOSFET，如“M7471（9846）”、“M3937（9613）”、“M3438（9602）”、“M5706（9732）”、“M3467（9602）”；

――每每最基层标志为“82?6252＋”者，岂论假代号如何换， 33UF 10V，均为单管MOSFET加一只二极管，如“M7453（9845）”、“M4045（9616）”、“M3721（9609）”、“M5394（9714）”、“M3161（9547）”、“M3453（9602）”等。

2.2 EC公司的电容器

电源上利用的EC公司CCB高压无极性电容器，其工艺之精美，市场上难见到。

1）每台电源用3只大号长园柱形CBB－2.5μF/DC850V，HD=6cm2.4cm；

2）用2只椭园形CBB－8μF/DC500V，LWT=4.7cm3.9cm2.6cm；

3）每台用2只CBB－1.0μF/DC850V（扁平形、4引脚），上述三种电容器用在三相输入滤波与Boost电路；

4）48V/70A通信电源输出滤波电容器CBB－50μF/DC100V，是最粗胖的，无极性；

5）350V/10A特种电源输出滤波电容器CBB－3.3μF/DC500V，均用半透明硅胶封装。

2.3 磁性元件

对两种3500W高等电源主板上实用的大型磁件组合拆开细看，其非凡的设计布局和选材，让我大开眼界，并悟到多项能力。

2.3.1 主功率变压器漆包线绕组和绝缘胶带

拆解之后发明，两种3500W电源均是用两块大号磁环叠合而成。每块磁环的外径达?73mm，磁环厚（高）12mm，其绕组线的宽度为18mm。选用磁环在100kHz开关高频时不存在漏感问题；而两块扁平面磁环叠合在一起，再紧绕制主变压器的原边绕组和副边绕组、加多层绝缘胶带等。在两块金属铁粉芯磁环平面之间，实际上仍然存在很多小的天然气隙（虽已压紧靠拢），这使得主功率变压器在重负载高频大电流事情时，抗饱和本领大增。这与大号功率铁氧体磁芯的截断面被细磨抛光“镜亮”的状况大不沟通。