华为CloudEngine 16800交换机电源被拆解,百万台设备的供电不简单

小夏 科技 更新 2024-03-02

充电头网找到了华为CloudEngine 16800系列开关电源模块PAH-3000WA,采用长条形和金属外壳,设计为冗余电源。 电源模块前端有一个散热风扇和一个手柄,输出端有一个连接器。 该模块没有外接电源线,输入、输出、通讯引脚均通过尾部金手指连接,干净整洁。

电源模块输出功率为3000W,支持交流和直流输入。 功率输出规格为535v 56.如图1a所示,计算出的输出功率为3000W,根据输入电压的降低降低输出功率,在110VAC输入下输出功率降额至1500W。 下面我们就来看看PAH-3000WA电源模块的拆解,看一下内部材料和设计。

华为3000W开关电源PAH-3000WA采用金属外壳,采用经典拼接方式用螺丝包装固定,两侧均提供定位滑轨。 电源的第一印象很长,同时也很有分量。

开关电源的前端外壳喷上了黑色油漆,其实也是金属材质的,左下角有一个PAH-3000WA型号。

前壳体格栅专为空气流通而设计。

在左上角,有输入、输出和警告指示灯。

正面还有一个塑料手柄,里面有一个黄绿色的释放按钮。

机身侧面有一把锁,按下黄绿色跳闸按钮即可实现,可以取出华为3000W开关电源PAH-3000WA。

机身顶部有开关电源铭牌,铭牌上的厂家信息被故意损坏。

开关电源铭牌特写。

型号: PAH-3000WA

交流输入:200-240V; 50/60hz;16a or

直流输入:240-380V; 14a

直流输出:535v;56.1a max

总直流输出功率:最大3000W

交流输入:100-130V; 50/60hz;16a

直流输出:535v;28.1a max

总直流输出功率:最大1500W

开关电源已通过CCP、CE、TUV认证。

机身底部两侧还有定位滑轨。

开关电源的输入和输出插座位于同一端,左侧为直流输出插座和电源控制插座,右侧为电源输入端,上下层结构。

华为3000W开关电源PAH-3000WA的实测长度约为44cm。

机身宽度约为103cm。

厚度约4cm。

此外,测得功率模块的重量约为2788g。

看完华为电源模组的外观展示,我们再拆开,看看内部材料和设计。

首先,拧下金属外壳上的所有固定螺丝,拆下电源模块面板和盖板。

盖板的内部用黑色聚酯薄膜绝缘。

聚酯薄膜板也粘贴在盖板的侧面。

功率模块前部手柄结构特写,格栅用于空气流通。

工作指示器的导光结构特写。

内置弹簧复位的电源模块锁定机构特写。

PCBA模块通过螺钉固定在外壳内。

取出PCBA模块,并在外壳内用聚酯薄膜进行绝缘。

冷却风扇通过连接器连接。

散热风扇来自台达,型号FFB0412EN-00,规格为12V 21a,中国制造。

PCBA模块正面一目了然,左下角是电源输入端子、焊接保险丝、压敏电阻、继电器、共模电感、安全X2电容。 高压滤波电容器焊接在右下角。 高压滤波电容器上方的散热片上设有开关管和两个整流桥。 焊接PFC升压电感、谐振电感、谐振电容小板、顶部焊接开关管、PFC开关管和PFC整流管上方散热片。

左上侧设有电源主控板,下部辅助电源板采用塑料盖绝缘,右侧焊接两块辅助电源板。 中间的小散热片是用于散热的同步整流管,输出滤波电容和变压器在下面。 变压器铁芯顶部配有导热垫,通过模块盖加强散热,降低温升。

PCBA模块背面装有MCU和VBUS开关管等元器件,初级级用虚线区分。

电源模块的输入输出端子一目了然,左边的垂直端子是电源的正负输出,右边是电源输入端子。

电源输入端子的特写,专为上层和下层设计。

输入端保险丝的特写,用热缩管绝缘,并用胶水固定。

保险丝下方是安全 x2 电容器,来自厦门法拉电子,规格为 22μf。

蓝色安全Y电容来自华新科。

另一端三个蓝色 Y 电容器的特写。

六个黄色压敏电阻用于浪涌吸收,并用热缩管绝缘。

压敏电阻型号TVR20751R。

两个气体放电管用热缩管绝缘。

继电器来自宏发,为HF180F系列磁性保持继电器,线圈电压12V,内置两组常开+常闭触点,触点容量为25A 290VAC。

共模电感器被磁环绕,PCB由电木板绝缘。

灰色安全电容器的特写。

蓝色 Y 电容器的特写。

另一个共模电感器也由磁环绕制成,底部用胶木板绝缘。

两个热敏电阻用于在电源通电时抑制浪涌电流。

用于开关热敏电阻的继电器来自欧姆龙,型号为G2RL-14-E-CF,线圈电压12V,触点容量16A 250V。

两个整流桥来自乐山无线电,型号D25SB80,规格为25A 800V,两个半桥连接共享热量。

此外,还有一个整流桥,来自乐山无线电,型号GBU15K,规格15A 800V

整流桥的前端配有NTC热敏电阻。

薄膜滤波电容器来自厦门法拉电子,为CL21X系列,规格为15μf450v。

电源主控MCU芯片来自意法半导体,型号STM32F334C8T7,芯片内置32位CPU和FPU,主频高达72MHz,内置64K Flash和12K SRAM,支持奇偶校验。 它还集成了两个快速 12 位 ADC、超快速比较器等,并支持 6 通道 PWM 信号输出。

片晶振频率为12000mhz。

在PFC升压电感的一侧,有一个PFC开关和一个整流管。

PFC开关来自东芝,型号TK31N60W,NMOS,耐压600V,导通电阻73M,TO247封装。

两个PFC升压电感器用利兹线缠绕。

PFC 整流器是京瓷的 600V30A 整流器,采用 TO-247-2PIN 封装。

用于检测PFC级电流的变压器特写,胶合和加固。

高压滤波电容器来自爱普科斯 (EPCOS),额定电压为1000 F450V。

另一个高压滤波电容器来自 Chemi-Con,额定温度为 450V470 F。

STMicroelectronics 的 MCU(型号 STM32F334R8T7)是一款混合信号 MCU,内置 DSP 和 FPU,内置 Cortex-M4 CPU,主频为 72MHz,具有 64KB 闪存和 16KB SRAM。

PFC开关管的散热器上有两个开关。

该开关来自东芝,型号TK28N65W5,NMOS,耐压650V,导通电阻110M,采用TO-247封装。

还有两个开关管固定在整流桥的散热器上。

开关管的型号也是TK28N65W5的,四种型号是一样的。

片式电流互感器用于电流检测。

谐振电感、磁芯编码和注释信息的特写。 谐振电容器板焊接在右侧。

谐振电容器采用MLCC,焊接在小垂直板上,节省空间。

变压器用利兹线缠绕,在铁芯上粘贴导热垫,与模块盖板连接,以增强散热。

输出端的六个同步整流管固定在散热器上。

同步整流管来自英飞凌,型号IPP075N15N3,NMOS,耐压150V,导通电阻72M,采用PG-TO220-3封装。

输出端的五个滤波电容器用胶水固定。

输出滤波电容规格为63V680 F,总计3400 F。

MLCC采用2220封装,用于输出滤波。

输出滤波电感为磁环绕,中间和底部用胶木板绝缘。

输出滤波电容来自Nichicon,额定电压为470 F63V。

三个 1m 采样电阻用于检测输出电流。

输出VBUS开关来自onsemi,型号FDMS86150A,NMOS,耐压100V,导通电阻485 米,采用 Power 56 封装。

PCBA模块的正面焊接有三个同型号的Vbus开关。

1.5SMC75CA TVS 用于输出浪涌保护。

电源模块直流输出插座特写。

输出插座右侧是电源控制插座,共30针。

PCBA模块的输入端和输出端有许多小板。

其中一块小板用黑色塑料盖绝缘。

拆下绝缘塑料盖,里面是辅助电源板。

拆卸三块小板,使用PCBA模块外部的电源主控板。

下面的三块小板分别是辅助电源板、整流滤波板和隔离驱动板。

整流滤波板正面焊接有共模电感器、薄膜电容器、下方热缩管用两个电阻护套,右侧两个电解电容器也用热缩管护套。

背面焊接8个贴片二极管,镂空电解电容对应的位置,减小厚度。

两个SMD共模电感器丝网印刷LF9H516P。

薄膜的电容为00047 F,共四个。

两个电解电容器用热缩管绝缘并胶合。

两个滤波电容器来自 Chemi-Con,额定温度为 450V68 F。

辅助电源板一目了然,高压侧在虚线右侧,低压侧在左侧,专为两个独立的电源而设计。

整流二极管和滤波电容焊接在辅助电源板的背面,还焊接了反馈光耦合器。

英飞凌的辅助电源芯片,型号ICE2QR2280G,是一款集成开关管的电源芯片,内置800V CoolMOS管,在85-265VAC输入下支持30W输出功率。 该芯片具有内置逐周期电流限制和折返校正功能,并支持数字软启动和有源突发模式。

两个 1 电阻并联以检测初级电流。

电力变压器用多层绝缘线缠绕,铁芯也用胶带绝缘。

亿光EL1018光耦用于输出电压反馈。

整流二极管来自 STMicroelectronics,丝网印刷 R4S。

6个并联的MLCC滤波电容特写。

一个滤波电容为 47 F80V。

电源的主要控制芯片是意法半导体的UC2843B,这是一款工业级芯片。

开关管采用安森美FDMS86200、NMOS,耐压150V,导通电阻18m,Power56封装。

变压器护套带金属屏蔽壳。

辅助电源板右侧还设有两块辅助电源板。

辅助电源芯片来自英飞凌,型号为ICE2QR2280G。

平面变压器铁芯特写。

EL3H7 光耦合器用于输出电压反馈。

隔离驱动板的特写,正面焊接驱动变压器和隔离放大器。

背面焊接了两个驱动芯片。

PM8834M是一款具有 4A 输出的双路低侧驱动器,采用 MSOP 8L-EP 封装。

另一个驱动器是同一型号的。

两个隔离变压器用于开关驱动器。

一功率芯片丝网印刷04=7a。

一起使用的降压电感器的特写。

光隔离放大器来自东芝,型号TLP7820,适用于电机电流收集和逆变器电压和电流收集。

另一个光隔离放大器是同一型号。

SGM8270双通道运算放大器用于信号放大。

Infineon 的隔离式驱动器 IC 型号 2EDS8265H 是一款具有增强型 I/O 隔离的快速双通道隔离式 MOS 管驱动器 IC。

5 个 EL1018 光耦合器用于初级级之间的通信。

两个来自恩智浦的高速CAN收发器(型号TJA1051)焊接在侧面的一块小垂直板上,用于电源模块与主机通信。

两个纳芯微 NSI8121 双通道数字隔离器用于通信隔离。

两个 EL1018 光耦合器用于隔离通信。

二次控制芯片来自海思半导体,丝印SD5000。

芯片外部 25000MHz时钟晶体振荡器。

SMD LED指示灯特写。

一个 1 片式电阻器焊接在芯片的左侧。

外部存储器来自 STMicroelectronics,型号 24C64WP

主板上的电解电容来自立隆。

规格为470 F100V。

电解电容器也来自利隆。

规格为100 F100V。

用于连接冷却风扇的插座特写。

三个工作指标的特写。

所有拆卸的清单和一张全家福。

华为PAH-3000WA电源模块采用模块化设计,前端有散热风扇和指示灯,模块端有输入输出插座和通信连接器,更换方便。 模块输出规格为535v 56.1a,计算输出功率为3000W。

通过对充电头网络的拆解了解到,华为的电源模块在交流输入端装有用于过流保护的保险丝,以及用于浪涌保护的压敏电阻和气体放电管。 该模块由意法半导体MCU控制,PFC开关和主开关来自东芝,PFC整流器来自京瓷,同步整流器和辅助电源IC来自英飞凌。

电源模块内部有多块小板,用于辅助电源和功能控制,节省空间和占用。 内部主电容来自爱普科斯(EPCOS)和Chemi-Con,输出滤波电容来自Nichcon,内部元件采用胶合和加固。 整体材料均为知名品牌,内部做工扎实可靠。

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