3500W与6000W高档开关电源的剖析(1)

发布时间:2008/5/26 0:00:00 访问次数:573

作者]:刘胜利

摘要：剖析了直流输出48v/70a与350v/10a两种3500w和48v/112a与350v/17a两种6000w高档开关电源的电路设计与元器件应用特点，并提出了有待继续分析的问题。

关键词：功率因数校正；buckboost变换器；分段式控制

1 引言

在2001年7月，有位电源技术爱好者送来了两种据称是“军用绝密级”的高档电源各2台，希望我能作专题解剖，深入分析，以消化吸收其先进技术。

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=70cm×22cm×12cm，重量约14kg。电网输入三相380～415v（电流13a），也可降低输入200～240v（电流24a），频率50～60hz。这种电源装有电风扇强迫风冷，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=40cm×30cm×8cm，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，有三种输入范围：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电源解剖

解剖工作第一步是拆焊两种（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，都是优质的突波吸收元件。

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，其产品型号标记居然都被假代号替换，它们在ir公司厚本产品手册上均查不到。

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）从电路判断是一个mosfet内含一只二极管的模块，标号为“m4005（6315）”、“m4427（9624）”、“m3422（9611）”等。

3）从电路判断是二只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特殊外壳，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=9.2cm×2cm。48v电源有炸裂。

4）pfc控制板上的主芯片标记为“53h1747”，4台电源均同，本应是uc3854。

我先把拆焊下来的ir公司产品mosfet和igbt共8～9只，带到ir深圳分公司找技术员询问和鉴定，回答是“军用绝密级”产品，非工业民品，故手册上无。按3500w电源分析，该mosfet反向耐压应在500v～600v，工作电流在30a～40a。由于ir代理商确认了这两种大功率电源主板上使用的大号高频开关管，是为军用装备特制的高档产品，为了保密才改用假代号。因此，值得下功夫认真细致地对两种3500w电源作深入解剖、全面测量、专题分析。随后我又几次在供货商处查看多台开盖电源主板上的mosfet、igbt模块侧壁商标，并详细记录主要符号，才发现ir公司设在墨西哥（madeinmexico）厂地的特制mosfet，暗藏了下述重要标记：

——凡是在最下层标上“82-5039＋”者，不论假代号怎么变，均为半桥双管mosfet，如“m7471（9846）”、“m3937（9613）”、“m3438（9602）”、“m5706（9732）”、“m3467（9602）”；

——凡是最下层标记为“82-6252＋”者，不论假代号如何换，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

电源上使用的ec公司ccb高压无极性电容器，其工艺之精致，市场上难见到。

1）每台电源用3只大号长园柱形cbb－2.5μf/dc850v，h×d=6cm×2.4cm；