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(guān)電源的電路設(shè)計(jì)與元器件應(yīng)用特點(diǎn)，并提出了有待繼承闡明的問題。

要害詞：功率因數(shù)校正；Buck?Boost調(diào)動(dòng)器；分段式節(jié)制

引言

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

圖8

該電源鐵殼上的銘牌標(biāo)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(wǎng)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(qiáng)迫風(fēng)冷，還在外殼上安裝了一只三相高壓大開關(guān)。電網(wǎng)輸入先經(jīng)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(qiáng)迫風(fēng)冷，散熱器也較短。其鐵殼上銘牌標(biāo)明為電網(wǎng)三相輸入，有三種輸入范疇：200～240V、380～415V、460～480V。低電壓時(shí)IIN=25A(MAX)；其輸出直流為350V/12.5A(MAX)。電網(wǎng)頻率50～60Hz。

2 3500W電源剖解

剖解事情第一步是拆焊兩種（兩臺(tái)）電源主板上的大功率元器件，共有三類：

1）最重的大號(hào)磁性組件主功率變壓器和Boost儲(chǔ)能電感器，鐵粉芯磁環(huán)電感5只；

2）大號(hào)MOSFET、IGBT功率開關(guān)管模塊，和兩只電網(wǎng)整流器模塊P425等；

3）大號(hào)高壓鋁電解電容器940μF/450V4只，

220μF/450V2只，以及多個(gè)CBB高頻、高壓、無感、無極性聚丙烯大電容器，都是優(yōu)質(zhì)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(biāo)的MOSFET、IGBT大模塊，其產(chǎn)物型號(hào)標(biāo)志居然都被假代號(hào)替換，它們?cè)贗R公司厚本產(chǎn)物手冊(cè)上均查不到。

1）側(cè)壁貼出一個(gè)IGBT內(nèi)接一只二極管的模塊，標(biāo)號(hào)為“F530（9604）”、“F826（9615）”、“F1670（9726）”、“F4702（9845）”等。

2）從電路判定是一個(gè)MOSFET內(nèi)含一只二極管的模塊，標(biāo)號(hào)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(biāo)號(hào)為“M5220（9708）”、“M5662（9726）”、“M3419（9603）”、“M6768（9814）”等。

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

4）PFC節(jié)制板上的主芯片標(biāo)志為“53H1747”，4臺(tái)電源均同，本應(yīng)是UC3854。我先把拆焊下來的IR公司產(chǎn)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(fù)是“軍用絕密級(jí)”產(chǎn)物， VT鋁電解電容，非家產(chǎn)民品，故手冊(cè)上無。按3500W電源闡明，該MOSFET反向耐壓應(yīng)在500V～600V，事情電流在30A～40A。由于IR署理商確認(rèn)了這兩種大功率電源主板上利用的大號(hào)高頻開關(guān)管，是為軍用裝備特制的高等產(chǎn)物，為了保密才改用假代號(hào)。因此，值得下工夫當(dāng)真細(xì)致地對(duì)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(tái)開蓋電源主板上的MOSFET、IGBT模塊側(cè)壁商標(biāo)，并具體記錄主要標(biāo)記，才發(fā)明IR公司設(shè)在墨西哥（MADEINMEXICO）廠地的特制MOSFET，潛伏了下述重要標(biāo)志：

――每每在最基層標(biāo)上“82?5039＋”者，豈論假代號(hào)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(biāo)志為“82?6252＋”者，豈論假代號(hào)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(chǎng)上難見到。

1）每臺(tái)電源用3只大號(hào)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(tái)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(duì)兩種3500W高等電源主板上實(shí)用的大型磁件組合拆開細(xì)看，其非凡的設(shè)計(jì)布局和選材，讓我大開眼界，并悟到多項(xiàng)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(fā)明，兩種3500W電源均是用兩塊大號(hào)磁環(huán)疊合而成。每塊磁環(huán)的外徑達(dá)?73mm，磁環(huán)厚（高）12mm，其繞組線的寬度為18mm。選用磁環(huán)在100kHz開關(guān)高頻時(shí)不存在漏感問題；而兩塊扁平面磁環(huán)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(huán)平面之間，實(shí)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(fù)載高頻大電流事情時(shí)，抗飽和本領(lǐng)大增。這與大號(hào)功率鐵氧體磁芯的截?cái)嗝姹患?xì)磨拋光“鏡亮”的狀況大不溝通。