NPS-1100BB 介绍

本电源采用了主动PFC + 移相全桥ZVS + DC-DC 的设计,效率和性能都不错。

 

首先看PFC电路:

PFC电路总体比较传统,因为成本所限,元件规格一般,在107V以下的输入电压,要降容使用。

铭牌上也标明:90V - 107V , 1000W

PFC晶体管为35N60C3,两只并联,对于1100W电源来说,略显紧张。

PFC 控制IC 为比较常见的 ICE2PCS01 

要说特殊,也有点,就是这张图上左边的红色薄膜电容和黄环滤波电感。

通常的PFC电路,整流桥过后,只经过一个薄膜电容,便是升压电感。

但这里,增加了一级LC滤波器,然后再进入蓝色磁芯的升压电感。

 

高压侧 PWM 电路:

本电源的PWM电路设计新颖,是介绍的重点部分。

首先看一下这部分的示意图:

高压侧主电路采用 移相全桥ZVS ,由4只15N60CFD,两只驱动变压器,驱动IC等组成。

上面一排两只小变压器即为驱动变压器,右边电感为桥路电流检测互感器。

中间较大的便是N1100的主开关变压器,由3次级并联,2初级串联,交错组成。

次级线圈由三片两部分串联中间抽头的铜片并联组成,可见开关频率之高。

同时,此变压器的漏感,还要充当ZVS电路的谐振电感,非常重要。

这个角度看互感器更清晰,同时可以看到散热片上的感温探头。

场效应管在散热器正面和背面各2只,型号为 15N60CFD

 

同步整流电路 

接下来便是本电源较为复杂的部分,12V 输出侧同步整流电路。

这里以图示说明,请注意示意图上的 A B C ,和照片上的 A B C ,它们是一一对应的。

场效应管的GDS极也在照片上标出,方便分析。同步整流工作原理简介如下:

MOSFET 并未硬性规定其电流必须从 D 流向 S
当G和B(衬底,通常和S连接)之间加足够的电压,建立导电沟道以后,其电流方向是任意的。

只是因为通常的MOSFET把B和S直接相连,这种反向电流应用会造成管子无法截止(体二极管的存在)
从而无法工作,所以我们的思维定势认为电流只能从D流向S

但在同步整流中,因为变压器的极性变换,体二极管可以正确截止。
图上的结构,也就可以正确工作了;其电流方向,是从S到D。
这样的电路,驱动简单,因为S直接接地,只需改变G极电压即可。

驱动电路要做的,就是在正确的时序(极性),让MOSFET导通,并联在体二极管上。
MOSFET正向导通电阻很小,可以明显减少由二极管正向导通压降引起的电力损耗,提高效率。

    

A B C 在电源实体中是三根导电排,正面图片如下:(虽然排表面没有绝缘,但不与任何其他元件接触)

上图中,也可以看到,同步整流管与散热器是绝缘的,同一散热器上的三只管子,其实分属不同的极性。

两个同步整流的散热片上都装有热敏电阻,用于检测温度。

同步整流输出,12V直流滤波电路,如下: (请注意图上的黑色文字)

下面是输出电感的正面照片。

大电感是储能电感,红色圈中的小电感是12V滤波电感。

左边的两只3300uF 16V电容为一级滤波,右边的一只3300uF 16V电容是二级滤波。

 

DC-DC 电路

接下来,是生成5V和3.3V的DC-DC变换电路。

DC-DC电路由输入滤波电容,场效应管,储能电感,输出滤波电容,输出滤波电感等组成。

虽然复杂,但自成体系,不易受其他因素干扰,可以提高5V 3.3V的电压稳定性。

正面照片: 上方两片薄散热片上焊接有场效应管,实际工作中,这些散热片都是带电的。

背面

红色框内为DC-DC储能电感,蓝色框内为输出滤波电感。(可以对照上方的正面照片观察)

需要特别说明的是,SG1577控制IC,具有5V 3.3V输入上管交错导通功能,可以明显降低12V输入侧电流波动。

因此DC-DC输入侧仅需要两只小容量固态电容,和一个单匝滤波电感。

 

上图红框中为DC-DC输入滤波电感,直接穿在导流排上,等效为一匝。

下图为DC-DC输入滤波固态电容,日本化工 330uF 16V,右边上还有一颗。

DC-DC 输出滤波电容使用了红宝石电容,其实这里用固态电容性能更好,使用液态电容应该是成本所限。

5V 3.3V 各两只 2200uF 10V ,共4只。与滤波电感组成CLC复合滤波器,效果不错。

 

输出电路

最后便是输出电路,负责过电流检测,由多只分流电阻组成。

12V 6只分流电阻,对应6路12V的过流检测,每路12V输出还额外加有滤波电容。

3.3V一只分流电阻,5V的分流电阻在左边不远处,这张照片上没有,可到上方DC-DC电路部分查看。

 

5V standby 电路

待机电源部分使用了一颗 TNY280PN 集成电路,效率非常高,5Vsb的电压稳定性和纹波都不错。

 

补充:

-12V 的生成方式:
直接在5V DC-DC的电感上漆包线绕了几圈,二极管整流,7912稳压,非常简单。
这也可以看出现在的主机对-12V的需求非常少。

另外有一点特别的,除去 5Vsb 部分。
N1100 其他电路里面没有开放磁路的小磁棒电感。
这个应该是出于降低电磁干扰的考虑。

N1100的主滤波电容是两只 470uF 450V 并联,可以满足保持时间和滤波的需要。

两只电容,一只在PFC板上,一只在PWM板上。PWM板上的电容如图:(PFC板请翻到页面顶端看)

 

总结:

性能总体还不错,效率基本达到80Plus银牌,纹波在主流水平,动态性能很好。

但是受转接电源线拖累,电压稳定性比较糟糕。
估计是改装转接线的过程中没有接入5V 3.3V 的远端电压检测线,
导致电流越大,电压越低,并且掉压幅度非常大。

DC-DC 设计使得偏负载对于这个电源来说是异常轻松的事情。

最终,因为电压的问题,扣分很多,176分,算是个普通电源。

 

 

 

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