硬核拆解华为无散热片3000W服务器电源，功率密度高达6.114Wmm3

电子发烧友网报道（文/李诚）随着产业的数字化转型，通信基站、数据中心逐渐增多，能源压力愈发紧张。据相关资料显示，预计至2025年通信站点数量将增至7000万个，年耗电量超过6700亿度；数据中心将增至2400万机架，年耗电量超过9500亿度。数以亿计的用电量让人陷入了沉思，在“双碳”的大背景下，节能减排已成为全人类的共同目标，也掀起了各行业的能源革命。

以通信业务起家的华为，在通信基站、服务器领域均有布局，秉承着“极简、绿色、智能、安全”的理念，推出了多款应用于服务器的电源产品。

图源：华为

近日，B站博主@机魂发布了一条关于电源拆解的视频深深吸引了我。拆解的是一款来自华为的钛金级3000W氮化镓服务器电源。据博主介绍，该电源型号为PAC3000S12-T1，是华为几年前的一款产品，电源功率密度极高，系统转换效率更是高达96%。

背面参数 图源：@机魂

通过查阅相关资料发现，华为有用多款服务器电源产品，输出电压均为12V，输出功率涵盖了900W至3000W不等，封装尺寸均为68mm x 183mm x 40.5mm，183mm的身长与业界平均水平265mm相比缩短了不少，体积控制到了490.62 mm3 ，以至于功率密度高达6.114W/mm3。而常规的消费类氮化镓电源的功率密度只有1.1W/ mm3 ，即使与专用的服务器电源相比，这款电源的功率密度也提升了50%以上。同时支持90~264V交流电压和180V~300V直流电压输入，12.3V/243.9A输出。

左：三款不同输出功率的电源内部对比 右：电源输出端 图源：@机魂

PAC3000S12-T1是如何实现功率密度高达6.114W/mm3的呢？通过以上三款华为服务器电源内部对比发现，这三款底面PCB的大小是一致的，900W和1200W的电源内部空间看起来比较宽裕，并且都接入了较大的铝基散热板，增强电源系统的散热性能。而3000W的电源内部取消了散热板的设计，采用了PCB横、竖拼接的方式，将有限的空间利用率提至最高，并且塞满元器件，在电源输出侧还采用了MLCC电容叠焊的设计，从整体来看这款电源非常紧凑。

俯视面图 图源：@机魂

由于这款电源的内部空间有限，设计师尽可能地为其他元件预留充足的空间，将两个PFC电感设计为一个整体，共用一组磁芯，合封在一起。这也是功率高密度的一个体现。

从这款电源的外观、元器件布局来看，虽然很紧凑，但是一点不乱，这也体现了华为PCB设计工程师水平之高，既要考虑元器件布局时的电磁兼容问题，又要考虑如何布局才能使电源体积更小，仅在这一部分就花费了不少的心血。

在系统电路方面，这款3000W服务器电源采用了PFC+LLC的电源架构。这款电源采用的PFC拓扑为交错式图腾柱PFC，图腾柱PFC是一种新的PFC形式，是目前已知的电路拓扑中使用组件最少的，与传统PFC拓扑相比，导通损耗更低、转换效率更高。

图源：@机魂

在图腾柱PFC部分共采用了12颗MOSFET，其中高频桥臂使用了8颗氮化镓MOSFET，据博主推测这8颗氮化镓MOSFET为GaN Systems的GS66516T 650V增强型氮化镓MOSFET，采用了低电感的GaNPX 封装，导通电阻仅为25mΩ。低频桥臂使用了导通电阻为28mΩ的4颗硅基MOSFET，型号为英飞凌的IPT60R028G7 最大导通电压为650V，这些MOSFET都是通过两两并联，互相交错连接的。PFC主控芯片为ST专门针对数字电源转换应用的STM32F334。

图源：@机魂

LLC电路采用的是LLC谐振半桥结构，使用了4颗与PFC电路同型号的氮化镓MOSFET。辅助电源使用的是英飞凌的准谐振反激 PWM 控制器ICE2QR2280G，这款控制器具备了数字频率降低功能，能够在负载减小时保证运行的稳定性，同时在转换效率和抗电磁干扰方面均有不错的表现。12V输出使用的是东芝的N沟道MOSFET，导通电阻仅为0.41mΩ。

通过拆解发现，华为的这款电源用料十足，共堆了12颗氮化镓MOSFET，GS66516T在元器件交易平台的售价显示为275元每颗，仅仅12颗氮化镓MOSFET总价值就达到了3300元，华为的堆料能力真的是把我给折服了，严重怀疑设计师在设计这款电源时没有考虑成本。

电源在工作时会持续发热，随着温度的升高，电源的性能也会受到影响，电源组件寿命也会缩短，最终可能导致系统故障。因此电源的热管理十分关键。

图源：@机魂

通过电源拆解发现，电源内部竟没有安装散热片，散热全靠电源输入端旁的12V/4A的风扇完成，该风扇在满转速的情况下可达4W转，毕竟这款电源输出功率高达3000W，产生的热量不可小觑。但是不足之处就是在大转速下，风扇的声音也会很大。

下“重本”的电源效率为何仅有96%呢？由于散热采用的是12V/4A的风扇，在运行状态下风扇的损耗是很大的。以及由于输出电流高达243.9A，因此在同步整流环节的导通损耗非常高，同时，当243.9A大电流经过变压器时也会产生很高的铜损。这三个方面的损耗是这款电源的效率提不上去的主要原因。

虽说这是一款几年前的产品，但在大功率、高密度、高效率方面都能够满足现在服务器电源的发展需求，再加上错落有致的元器件布局，可以看出华为的研发团队还是相当有实力的。

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满载转换效率超过了95％，灵刻微360W氮化镓服务器电源拆解

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2022年4月9日17:20充电头网官方账号

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前言

对于DC-ATX和外接显卡坞的朋友来说，12V外接电源一定不陌生。因为电脑里面的配件基本上最高也就是用到12V，并且12V也是ATX电源的最高输出电压。深圳市芯斐科技有限公司携手东莞市灵刻微电气有限公司推出了一款360W的氮化镓电源，内置双6Pin输出接口，能够同时为显卡和主板供电，满足电脑的供电需求。

据悉，这款电源使用了氮化镓开关管配合LLC架构，满载转换效率超过了95%，这对于无风扇的电源来说非常重要，可以显著降低被动散热电源的发热，降低温升。电源内置能华耗尽型氮化镓开关管，简化驱动且降低损耗，有效提升了电源的转换效率，可以使用被动散热。

灵刻微360W氮化镓服务器电源外观

这款电源由于是工业应用，接口都属于机箱内部的6Pin接口，不面向消费者销售，所以也没有必要纠结外观了。

电源自带两个6Pin接口，按照16AWG导线12A的安全载流量来计算，单个6P端子即可承载电源全部功率。

电源四角采用四根螺丝固定，底部外壳中间贴有信息贴纸，标注输入为100-265Vac 宽电压输入，输出为12V直流电压，输出电流30A。电源通过了CE、UKCA、IC及FCC认证。

电源制造商为东莞市灵刻微电气有限公司，中国制造。

电源输入为电脑电源上通用的品字接口。

电源输出为两组输出线，每组输出线内是6根16AWG线芯，分别对应6P端子，3正3负。

电源输出线特写，16AWG线芯。

输出6Pin端子特写，3正3负。

输出线长度为40CM。

相比传统的台式机电源，这款电源扁平很多，也更加节省空间。被动散热的设计，无风扇噪声，无灰尘，可以说是免维护，不会因为风扇运行灰尘积累过热造成性能下降。

使用游标卡尺测得电源长度约为190mm。

宽度约为110mm。

电源厚度为40.6mm。

测得电源输出线直径为8.63mm。

测得重量为905g。

灵刻微360W氮化镓服务器电源拆解

对灵刻微这款360W氮化镓服务器的外观，大小尺寸以及重量有了初步了解后，下面继续对其进行拆解，看看内部做工用料如何。

拧开固定外壳的四根螺丝，即可轻易的把电源拆开。电源外壳内部是冲压铝板，贴合电源外壳。正面变压器贴有导热垫将热量传导到外壳上。电路板背面外壳内

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