前言
當前各類高性能電子設備對電源的可靠性與效率提出了更高要求。尤其是在數(shù)據中心、游戲電腦、工業(yè)控制系統(tǒng)等應用場景中,大功率開關電源不僅要滿足數(shù)百瓦甚至千瓦級的輸出能力,還需兼顧體積、散熱、EMI 抑制及成本優(yōu)化等多重指標。在這種競爭環(huán)境下,采用高效諧振拓撲的 LLC 控制器憑借其獨特的輕載高效與動態(tài)響應優(yōu)勢,正逐步成為大功率電源設計的主流選擇。
為深入了解市場上主流大功率開關電源在實際應用中的核心方案,充電頭網對十余款大功率的電源產品進行了全面拆解與對比。通過對航嘉、鑫谷、美商艾湃、比特大陸、先馬等品牌十款產品的內部架構和關鍵元器件選型進行剖析,發(fā)現(xiàn)虹冠電子的LLC控制器芯片廣受歡迎,接下來充電頭網將從實際拆解案例出發(fā),簡述虹冠電子LLC控制器芯片的功能特點與典型應用,讓大家有個更好的了解。
CHAMPION虹冠電子LLC芯片應用案例
充電頭網根據過往拆解數(shù)據庫,將多款采用虹冠電子LLC芯片的產品以及芯片相關信息匯總成上表所示,可以看出虹冠電子LLC芯片多運用在PC電源與服務器電源上,接下來充電頭網將介紹一下這些被廣泛應用的虹冠電子LLC芯片與相關產品,并會在產品末尾附上對應的拆解報告,讓各位有個更好的了解。
虹冠CM6901
虹冠CM6901是一顆次級側的LLC+同步整流二合一控制器,通過隔離變壓器來驅動初級開關管,并具備同步整流控制信號輸出,芯片支持從頻率調制模式無縫切換至脈寬調制模式,在輕載工況下能夠優(yōu)化持久時間與效率的平衡,其工作頻率可跨越諧振頻率 fr1,具備優(yōu)異的輕載調節(jié)性能與動態(tài)響應能力 。
CM6901 內置兩個環(huán)路:固定 2.5?V 的電壓反饋環(huán)路和 1?V 的電流限流環(huán)路,使輸出電壓調節(jié)精度和過流保護更為可靠,支持在滿載或中載時采用頻率調制控制諧振段,而在輕載或低頻工況時通過 PWM 控制同步整流段,保證了不同負載下的高效率表現(xiàn)。同時,軟啟動與自動重啟功能可有效抑制啟動浪涌電流和過流故障時的反復打嗝 。
CM6901 為主側和同步 MOSFET 各提供一對高電平與低電平驅動端口,典型峰值驅動電流可達 120?mA,支持 10?V–20?V 寬電壓供電。其內部還集成了高增益 GM 型誤差放大器、精密基準電壓源以及片內 UVLO(欠壓鎖定)電路,可有效簡化外部元件選型,縮短設計周期。
CM6901支持SOP16/PDIP16兩種封裝,適用于開關電源、服務器電源、工業(yè)電源等多種離線 DC–DC 場景,能夠搭配較小體積的變壓器與電感,實現(xiàn)高功率密度與高效率。
應用案例
航嘉1000W金牌全模電源MVP K1000
航嘉MVP K1000擁有大尺寸機身同時采用紅黑配色,看上去很硬核霸氣,1000W大能量可讓廣大用戶更好的搭配高端板卡。電源附帶自主研發(fā)設計的AC單手插拔電源線以及全模組定制線材,組裝走線插拔都十分方便。
此外MVP K1000支持雙4+4CPU供電,最高支持4卡互聯(lián)。配有智能啟停風扇,負載350W以下不轉動,超過則會啟動智能溫控模式,讓用戶擁有十分十分安靜的游戲體驗,是一款有顏又能打的產品,實用性非常強。
充電頭網通過拆解發(fā)現(xiàn),電源采用PFC+LLC+DC-DC架構設計,核心方案是虹冠CM6500UN+CM6901,PFC升壓開關管、LLC開關電源初次級MOS管來自東芝。DC-DC降壓控制器采用茂達APW7159C,安森美NTMFS4C022N MOS降壓輸出。其它一些器件來自意法、德州儀器、PI等大廠。電容也是采用金山、萬裕、三信和紅寶石這些知名品牌,還采用了日系固態(tài)電容濾波,整體的用料也很足。
1、拆解報告:航嘉1000W金牌全模電源MVP K1000
美商艾湃電競750W白金牌全模組SFX電源
Apexgaming美商艾湃電競推出的SFX-750M SFX電源具有80PLUS白金認證,全模組設計和全日系電容賣點,確保電源在高效轉換的同時,穩(wěn)定耐用。搭配全模組定制線材,裝機的過程更為簡單,并且也更加清爽。
充電頭網通過拆解了解到,這款電源采用PFC+LLC+DC-DC的架構設計,這也是主流高效率電源的經典架構。電源內部全系使用英飛凌開關管,并采用CREE碳化硅二極管,確保電源長時間工作的穩(wěn)定性和可靠性。電源內部使用虹冠CM6502+CM6901開關電源方案,搭配芯科SI8233隔離驅動器,實現(xiàn)了帶同步整流的PFC+LLC電源設計。
電源內部采用多塊PCB組合焊接而成,內部緊湊,空間利用率高。并且采用鋁制外殼搭配導熱墊,為電路板上的器件散熱,在小型化的設計上,進一步提升散熱效果。電源全部使用日系固態(tài)電容濾波,用料及方案成熟可靠。
1、拆解報告:美商艾湃電競750W白金牌全模組SFX電源
鑫谷昆侖650W金牌全模SFX電源
鑫谷昆侖KL-M650G SFX電源除有80PLUS金牌認證、全模組、日系電容等賣點,小巧機身也是吸引很多人購買的一個點,充電頭網實測機身三維僅為125*100*63.5mm,側面看去僅有一聽可樂大小,不與主板顯卡搶空間,是一款專為ITX機箱設計的電源。不僅體積小,電源在效率、波紋方面的表現(xiàn)也很亮眼,650W額定功率輕松應對中高階系統(tǒng)需求。
充電頭網通過拆解發(fā)現(xiàn),電源采用PFC+LLC+DC-DC架構設計,核心方案是虹冠CM6502UHHX+CM6901X,羅姆SCS210AG碳化硅二極管進行PFC升壓整流,PFC升壓開關管、LLC開關電源初次級MOS管、DC-DC降壓MOS管來自英飛凌、安森美、東芝三大知名廠商,茂達APW7159C降壓用于電源3.3V、5V輸出。濾波電解電容以及固態(tài)電容主要來自日本化工,電源整體用料非常扎實。
1、置羅姆碳化硅二極管,拆解鑫谷昆侖650W金牌全模SFX電源
鑫谷750W昆侖MU-750G冰山版ATX3.0金牌全模組電源
鑫谷昆侖MU-750G電源為標準ATX尺寸,外殼帶有電源開關和風扇開關。其中風扇開關可以調節(jié)風扇運行策略,智能啟停降低噪聲。充電頭網本次拿到的是白色配色,為冰山版,電源本體和模組線均為白色,適配海景房等透視機箱使用,更加美觀。電源具備80Plus金牌能效,并自帶16Pin 12HPWR接口,支持PCIe 5.0顯卡。
充電頭網通過拆解了解到,鑫谷昆侖MU-750G電源采用PFC+LLC+DC-DC架構設計,采用虹冠CM6500+CM6901芯片方案。PFC開關管采用英飛凌IPW60R060P7,PFC整流管采用科銳C6D10065A碳化硅二極管,LLC開關管采用東微OSG60R108HZF,同步整流管采用安森美NTMFS5C430NL。
DC-DC降壓電路用于3.3V和5V降壓輸出,使用兩路茂達APW7073,并使用美浦森SLM80N03T進行同步降壓。輔助電源芯片來自杰力,型號EM8569。電源內部采用日系貴彌功KMZ電解電容作為主電容,輸出濾波電容為貴彌功和尼吉康固態(tài)電容。電源輸入端設有繼電器和NTC熱敏電阻,用料和方案成熟可靠。
1、拆解報告:鑫谷750W昆侖MU-750G冰山版ATX3.0金牌全模組電源
鑫谷數(shù)智DM-850G 850W ATX3.1雙金牌全模組數(shù)字電源
鑫谷數(shù)智DM-850G電源采用黑色配色,采用全模組設計,搭配黑色壓紋排線,滿足絕大多數(shù)主機使用。電源符合ATX3.1標準,通過80PLUS金牌認證。電源內置MCU,并設有USB接口,可以連接電腦通過軟件讀取參數(shù),控制風扇轉速,并在配套的水冷屏幕上顯示電源數(shù)據。
充電頭網通過拆解了解到,鑫谷數(shù)智DM-850G電源采用主動式PFC+半橋LLC+同步整流+DCDC高效架構,PFC控制器和LLC控制器均來自虹冠電子。PFC開關管采用超致半導體SSW60R070S2E,碳化硅整流管采用長飛先進Y3D010N065T2J,LLC開關管采用東微OSG55R160FZF。
鑫谷數(shù)智DM-850G電源使用杰力科技EM8569C,搭配使用東科半導體DK5V45R25S同步整流芯片組成待機電源。內部高壓濾波電容、固態(tài)濾波電容、濾波電解電容均來自日系知名品牌貴彌功。電源內置雙MCU用于數(shù)字監(jiān)測功能,配合靈眸數(shù)控軟件聯(lián)動,并支持風扇控制,使得用戶能夠實時了解電源的運行狀態(tài),掌握平臺功耗情況。
1、拆解報告:鑫谷數(shù)智DM-850G 850W ATX3.1雙金牌全模組數(shù)字電源
鑫谷1000W昆侖MU-1000G酷黑版ATX3.0金牌全模組電源
鑫谷昆侖MU-1000G電源為標準ATX尺寸,外殼配有電源開關和風扇開關。其中風扇開關可以調節(jié)風扇運行策略,智能啟停降低噪聲。充電頭網本次拿到的是黑色配色,為酷黑版,電源本體和模組線均為黑色,美觀大方。電源具備80Plus金牌能效,并自帶兩個16Pin 12HPWR接口,支持PCIe 5.0雙顯卡應用。
充電頭網通過拆解了解到,鑫谷昆侖MU-1000G電源采用PFC+LLC+DC-DC架構設計,采用虹冠CM6500+CM6901芯片方案。PFC開關管采用維安WMJ28N50C4,兩顆并聯(lián),PFC整流管絲印15R06,LLC開關管采用維安WMJ36N60F2,同步整流管采用安森美NTMFS5C430NL,三顆并聯(lián)。
內置兩路DC-DC降壓小板用于3.3V和5V降壓輸出,使用茂達APW7073,并使用美浦森SLM80N03T進行同步降壓。輔助電源芯片來自杰力,型號EM8564A。主電容采用日系貴彌功KMZ系列電解電容,輸出濾波電容為貴彌功和尼吉康固態(tài)電容。電源輸入端設有繼電器和NTC熱敏電阻,減小上電的沖擊電流,電源用料和方案成熟可靠。
1、拆解報告:鑫谷1000W昆侖MU-1000G酷黑版ATX3.0金牌全模組電源
鑫谷1250W昆侖KL-1250G ATX3.0金牌全模電源
鑫谷昆侖KL-1250G電源采用全模組設計,配備標配12V HPWR 16pin接口,滿足40系顯卡供電需求。電源通過了80Plus金牌認證,效率有保障。內置14CM大尺寸雙滾珠軸承風扇,并支持自動啟停,具有良好的散熱效果。全模組設計,方便裝機,也更加清爽。
充電頭網通過拆解了解到,電源采用PFC+LLC+DC-DC架構設計,核心方案是虹冠CM6500UNX+CM6901,內部使用上海芯珉微碳化硅二極管進行PFC整流。5V和3.3V輸出采用獨立的降壓小板,DC-DC降壓電路采用茂達APW7073,搭配美浦森MOS管。
昆侖KL1250G電源內部采用日系電解電容搭配固態(tài)電容濾波,品牌來自紅寶石,日本化工和尼吉康,并采用銅條焊接連接,降低大電流輸出的損耗。輸出小板與主板采用銅條連接,小板上也焊接固態(tài)電容進行濾波,整體做工和用料扎實。
1、拆解報告:鑫谷1250W昆侖KL-1250G ATX3.0金牌全模電源
比特大陸1600W算力電源
比特大陸APW3++算力電源支持200-240V輸入電壓,設有品字電源插座,電源輸出規(guī)格為12V 133A,輸出功率為1600W。電源輸出端設有接線柱,并設有連接線。電源內部設有散熱風扇,從交流輸入端吸入空氣,從輸出端吹出散熱。
充電頭網通過拆解了解到,比特大陸這款1600W算力電源采用PFC+LLC架構,PFC控制器采用安森美NCP1654,搭配使用英飛凌IPW60R41P6開關管和羅姆SCS210AM碳化硅二極管。LLC控制器采用虹冠電子CM6901,通過力特IX4424N驅動器搭配隔離變壓器驅動LLC開關管。
LLC開關管來自東芝,型號TK39N60W,同步整流管采用安森美NVMFS5C404N。高壓濾波電容來自紅寶石,總容量為940μF,輸出濾波電容采用基美固態(tài)電容,總容量為12000μF。電源元件打膠加固,PCBA模塊涂有三防漆絕緣保護,整體做工用料扎實可靠。
1、拆解報告:比特大陸1600W算力電源
虹冠CM6901T6X
內置的全橋LLC控制器采用虹冠CM6901T6X,芯片內置次級同步整流驅動輸出。
應用案例
先馬黑鉆750W金牌全模組電腦電源
先馬黑鉆750W金牌電源采用標準ATX尺寸,外殼帶有電源開關和風扇開關,方便在夜間徹底關閉電腦,消除光污染的同時節(jié)省電能。風扇開關可控制風扇策略,適應低噪聲平臺應用。電源采用全模組設計,針對不同使用場景,簡化走線,安裝方便。
充電頭網通過拆解了解到,先馬黑鉆750W金牌電源內置新鵬洋FDB軸承風扇,壽命更長噪聲更低,支持智能啟停。電源使用PFC+全橋LLC+同步整流+同步降壓的架構設計,同步整流管使用導熱墊連接到外殼散熱,提升散熱效果。
電源內部采用多塊小板焊接,提高空間利用率。電源內部采用虹冠CM6500 PFC控制器,CM6901 全橋LLC控制器,PFC和LLC開關管均來自東微,PFC升壓整流管來自泰科天潤。同步整流管來自尚陽通,3.3V和5V降壓使用茂達APW7159,內置管控IC用于電源輸出監(jiān)測。電源內部使用日系nichicon電容配合固態(tài)電容,用料扎實。
1、內置碳化硅PFC芯片,先馬黑鉆750W金牌全模組電腦電源拆解
充電頭網總結
虹冠 CM6901 系列控制器在服務器電源、工業(yè)電源、算力電源等多場景的成熟應用,不僅為下游廠商提供了高性價比的解決方案,更推動了整個電源行業(yè)向高功率密度、低能耗方向升級。
隨著服務器電源、游戲主機、高性能算力設備等領域對高功率密度與低功耗需求的不斷攀升,集成度更高、保護機制更完善、動態(tài)響應更迅速的LLC控制芯片,必將成為各大電源設計團隊的首選方案。虹冠電子憑借其成熟的工藝和不斷優(yōu)化的產品特性,在推動行業(yè)效率升級、縮短研發(fā)周期、降低系統(tǒng)成本方面,發(fā)揮了不可忽視的作用。
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