服務(wù)器主機專用冗余電源是保障服務(wù)器持續(xù)穩(wěn)定運行的重要組件,通過使用多個獨立的電源模塊,即使其中一個出現(xiàn)故障,其他仍可提供電源,提高了系統(tǒng)可靠性和可用性。
今天選擇的這款電源產(chǎn)品也是極具代表性,它具有冗余電源所擁有的高效率、低紋波、低噪聲、拆卸方便等特點。讓我們通過拆解的方式看看這款冗余電源有什么特別的吧。
開盒
冗余電源使用硬質(zhì)紙盒包裝,打開紙盒,可以看到電源主機使用泡棉固定,主機外部是一個防靜電袋。
從外觀上看,電源機身呈長方體,外部是銀白色鐵殼。正面貼有產(chǎn)品規(guī)格說明和序列號,一端是高壓交流電三端插入接口和一個散熱風(fēng)扇,同時還有便于安裝、拆卸使用的拉手和按扣。
另外一端則是電源供電輸出以及與服務(wù)器通訊的接口。機身上下還有用于固定防震的金屬彈片。
拆解
冗余電源設(shè)結(jié)構(gòu)設(shè)計非常緊湊,多以螺絲固定,使用十字螺絲刀拆下機身上部和側(cè)面的螺絲后,將上殼向一側(cè)滑動可以拆下頂部上蓋。這時可以看到電源的內(nèi)部電路,電路板周圍使用了塑料片進行了隔離,防止短路。
散熱風(fēng)扇使用4顆螺絲與外殼固定,拆卸下螺絲然后取下與電路板之間的接口就可以取下風(fēng)扇。外殼上還有一個用于顯示電源狀態(tài)的LED燈,它與電路板之間使用插線連接,拔下插線即可分離。
交流電輸入插口卡扣在外殼上,向上可以將其抽離出來。接著取下固定電路板底部用于固定的3顆螺絲后就可以將電路板和機身完全分離。
電路分析
我們先來看看電源的整體結(jié)構(gòu),交流電通過連接器插座接入,隨后進入濾波電路,濾波后的交流電進入整流電路,整流后的交流電變?yōu)?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/1534453.html">直流電,為了提高電源的功率因數(shù),整流電路后端跟隨一個功率因數(shù)校正電路(PFC)。經(jīng)過功率因數(shù)校正后,直流電通過半橋降壓電路將直流電電壓降到12V,最終通過金手指端口輸出。其中,PFC電路和半橋降壓電路通過控制電路53D1出PWM波控制,進行工作??刂齐娐愤€管理風(fēng)扇和電源指示燈。
電源電路結(jié)構(gòu)圖
先看下交流輸入電路,100-240V交流電通過IEC 60320 C13連接器輸入。連接器的上的接地端子與電源外殼和電路板接地端相連,保護用戶免受漏電傷害。交流導(dǎo)線穿過磁環(huán),消耗高頻噪聲。隨后串聯(lián)一個熔斷器FS001進行過電流保護。然后在交流零線火線之間接入壓敏電阻RV001,進行過壓保護。
防護電路之后是濾波電路,差模濾波電容C001、C002濾除差模噪聲,共模電感L001、L003濾除共模噪聲。噪聲基本上可以在此階段濾除,保障輸入到整流電路的電能質(zhì)量。
經(jīng)過濾波后的交流電,通過整流橋BD001整流成直流電,整流橋后端接兩顆電容C012、C014,進行緩沖。整流電路直流端連接繼電器RE010,繼電器后端接電容C004。為了防止繼電器接通時的沖擊電流,繼電器RE010并聯(lián)電阻R023,作為后續(xù)電路的上電電阻,在繼電器接通前為電容C004供電,使繼電器兩端的電容保持一致,然后再接通繼電器主電路。
整流橋BD001型號為GBJ2506,由二極管構(gòu)成,為了防止電流波形畸變,后續(xù)增加了有源PFC電路。在有源PFC電路中,2顆NMOS Q102、Q103(東芝K16A60W5)并聯(lián)使用,通過開通或關(guān)斷,決定PFC電路的工作狀態(tài)。MOS管開通時,電感L100儲存能量,MOS管截止時,電感L100將導(dǎo)通時儲存的能量通過升壓二極管D100向電容C102充電。此外還有兩顆保護二極管,防止工作中電感L100和和二極管D100受到浪涌沖擊。
PFC電路后接半橋隔離電路。電容C200、C201與MOS管Q201、Q202(6R190P6)、變壓器T600構(gòu)成半橋隔離電路。主要作用是將交流整流出的電壓降為輸出電壓12VDC。變壓器T600起到隔離和變壓的作用,MOS管通過開關(guān)滿足不同的功率需求。隔離電路原邊側(cè)還串入電流互感器CT200,采集電路中的電流值,傳給控制電路用于控制使用。變壓器副邊側(cè)電感L210和電容C614對輸出電壓進行濾波。輸出電壓經(jīng)過金手指對外輸出。
控制電路以TI的UCD3138A和UCD3138A64 2顆控制器為核心。UCD3138A 通過驅(qū)動芯片UCC27424DR向PFC電路中的MOS管Q102、Q103發(fā)PWM波,控制其開通與關(guān)斷。除此,控制電路還管理電源的散熱風(fēng)扇,電源指示燈等輔助設(shè)備。
小結(jié)
通過對服務(wù)器專用冗余電源的拆解我們可以看到其不論是結(jié)構(gòu)還是電路板設(shè)計都非常緊湊,元器件的用料非常扎實,功能的設(shè)計和元器件的部局十分得合理,不得不說這是一款優(yōu)秀電源該有的樣子。
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