前言
充電頭網拿到了邁源電氣推出的一款新能源汽車車載充電模塊,這款模塊支持220VAC輸入,輸出電壓為250-500V,輸出電流為10A。充電模塊輸入輸出均為螺絲接線柱連接,在鋁合金散熱殼體內部設有PCBA模塊。
在鋁合金散熱殼體內部設有PFC電感,移相全橋變壓器和濾波電感,功率器件固定在鋁合金散熱殼體側面。鋁合金殼體背面設有風道,利用散熱風扇進行散熱。下面就帶來邁源電氣新能源汽車車載充電機的拆解,一起看看內部的方案和用料。
邁源電氣新能源汽車車載充電機外觀
邁源電氣新能源汽車車載充電機為鋁合金殼體,上方設有PCBA模塊,通過螺絲和銅柱固定。
PCBA模塊設有接線柱用于連接電源和通信,鋁合金殼體側面設有固定螺絲,通過壓板固定功率器件散熱。
充電機來自深圳市邁源電氣有限公司
最大功率:3500W
輸入電壓:220VAC ±20%
輸出電壓:250-500VDC
輸出電流0-10A
在充電機鋁合金殼體另一側也設有固定螺絲。
殼體側面設有三個散熱風扇。
另一側為殼體組成的散熱風道。
發熱元件使用壓板固定在鋁合金殼體上,便于組裝。
殼體背面散熱風扇與殼體結構組成散熱風道,為開關管,PFC電感,變壓器和濾波電感散熱。
測得充電機重量約為3.8kg。
邁源電氣新能源汽車車載充電機拆解
看完了這款充電機的外觀展示,下面就進行拆解,一起看看內部的方案和用料。
在鋁合金殼體上固定散熱風扇。
散熱風扇通過插接件連接供電。
散熱風扇使用金屬板固定。
散熱風扇來自東睿,型號DD4020B12H,規格為12V0.3A。
散熱風扇導線通過連接器連接。
PCBA模塊通過螺絲固定。
鋁合金殼體固定熱敏電阻用于檢測溫度。
熱敏電阻通過插接件連接。
擰下固定螺絲,從殼體中取出PCBA模塊。
鋁合金殼體與PCBA模塊之間設有黑色絕緣片,對應發熱元件設有綠色導熱墊。
鋁合金殼體側面粘貼導熱墊為功率器件散熱。
另一面也粘貼導熱墊。
在鋁合金殼體內部設有PFC升壓電感和移相全橋變壓器。
兩片導熱墊為輔助電源開關管和輔助電源整流管散熱。
PCBA模塊正面一覽,左下角設有交流輸入端子,向上依次設有保險絲,壓敏電阻,安規X2電容和共模電感。左上角設有整流橋。在整流橋下方設有NTC浪涌抑制電阻和繼電器,整流橋右側設有PFC開關管和整流管。
在繼電器下方設有輔助電源整流橋,高壓濾波電容和變壓器。PCBA模塊中間位置設有高壓濾波電容和連接排針。下方設有控制小板。在頂部設有用于移相全橋的開關管,右側設有鉗位二極管,底部右側設有整流管和防倒灌二極管,并設有保險絲,繼電器,濾波電感和濾波電容。
PCBA模塊背面一覽,右側下方設有輔助電源開關管和整流管,左側上方設有兩顆隔離半橋驅動芯片,左側下方設有隔離電壓采樣芯片,隔離通信芯片和電流采樣芯片。
交流輸入接線柱特寫。
保險絲外套熱縮管絕緣。
用于過壓保護的壓敏電阻來自瑞隆源,型號KOV14D-275G,內部集成氣體放電管,為復合型器件,具備低漏電和長壽命優勢。
壓敏電阻后方凸起為放電管。
藍色Y電容來自捷威電子。
共模電感采用漆包線繞制,磁芯纏繞高溫膠帶絕緣,并打膠加固。
安規X2電容來自捷威電子,規格為1μF。
X電容放電芯片來自芯朋,型號PN8200,是一款雙端子的X電容專用放電芯片,內部集成1000V耐壓MOS管,芯片為自偏置,當斷開交流電源后,芯片通過放電電阻為X電容放電,采用SOP8封裝。
芯朋 PN8200 資料信息。
繼電器來自高登,型號GO-1A-12DHS,內置一組常開觸點,觸點容量為17A,線圈電壓為12V,用于軟啟動控制。
熱敏電阻絲印NTC 16D-20,用于抑制上電的浪涌電流。
兩顆藍色Y電容來自捷威電子。
整流橋來自樂山希爾,型號HD60SB100,規格為1000V 60A,采用HDSB封裝。
整流橋正極通過紅色導線連接到PFC電感。
在PCBA模塊中間位置設有連接控制板的排針。
控制板正面設有移相全橋控制器和PFC控制器,上方設有穩壓芯片和濾波電容,左側設有NTC熱敏電阻插座。
背面設有連接主板的連接器和通信插座。
PFC控制器來自慧能泰半導體,型號HP1011,是一顆數字雙相交錯PFC控制器,芯片支持使用電流互感器或電阻檢測電流,芯片能夠根據負載情況,實現自動開通或者關閉其中一相。HP1011支持CCM和DCM運行模式,支持真有效值功率測量,集成繼電器控制,快速過電壓保護,并具備圖形界面編程,采用QFN24L封裝。
慧能泰半導體 HP1011 資料信息。
移相全橋控制器來自德州儀器,型號TMS320F280049C,為實時微控制器,芯片內部集成100MHz主頻32位 C28x CPU,集成256KB FLASH和100KB RAM,芯片內部集成12位ADC,具備先進的控制外設和業界通用的通信端口,采用LQFP100封裝。
穩壓芯片來自達爾,型號AS7805A,支持25V輸入電壓,輸出電壓為5V,輸出電流1A,采用TO-252封裝。
輸出濾波電容來自科尼盛,為RST系列貼片電解電容,規格為100μF 10V。
另一顆穩壓芯片來自意法半導體,型號LD1117-3.3,輸入電壓15V,輸出電壓為3.3V,輸出電流800mA,采用DPAK封裝。
另一顆濾波電容規格為100μF 10V。
用于指示工作狀態的LED燈特寫。
連接NTC熱敏電阻的連接器特寫。
用于與外部設備通信的連接器特寫。
用于驅動PFC開關管的驅動器來自慧能泰半導體,型號HP3000,是一顆低側雙通道高速柵極驅動器,芯片具備5A峰值電流能力,支持30V供電電壓,支持MOS管、IGBT、碳化硅和氮化鎵器件驅動。芯片內部集成兩個獨立的驅動通道,具有快速傳播延遲,支持并聯應用,采用SOP-8L封裝。
慧能泰半導體 HP3000 資料信息。
PFC開關管來自功成半導體,型號CPW65R040FT4,NMOS,耐壓650V,導阻33mΩ,采用TO247封裝。
另一顆PFC開關管型號相同,兩顆為交錯工作方式。
PFC電感固定在鋁合金殼體內部,焊接連接到PCB板。PCB板通過螺絲固定,并設有連接器。
PFC整流管來自揚杰科技,型號YJD106540NCTQG2,為碳化硅二極管,規格為650V,正向電流為52A,采用TO-247AB封裝。
三顆高壓濾波電容來自創慧電子,為CD294系列,規格為330μF450V。
此外還設有5顆薄膜濾波電容。
薄膜濾波電容來自捷威電子,規格為1μF630V。
高壓濾波電容泄放電阻特寫。
用于驅動移相全橋開關管的驅動器來自慧能泰半導體,型號HP3600,為雙通道隔離驅動器,具備4A灌電流和6A拉電流,具備高共模瞬變抗擾度和低傳播延遲。芯片驅動器支持33V輸入,供電支持18V輸入,支持MOS,碳化硅和氮化鎵器件驅動,采用SOP-16封裝。
慧能泰半導體 HP3600 資料信息。
另一顆驅動器型號相同,兩顆用于移相全橋開關管驅動。
移相全橋四顆開關管特寫。
移相全橋開關管絲印UMA075A030T4,采用TO247-4封裝。
鉗位二極管來自格力,絲印GCS065J015A,采用TO-220封裝。
移相全橋變壓器,諧振電感和濾波電感通過鋁合金殼體散熱。
移相全橋變壓器特寫。
三顆15mΩ取樣電阻并聯,共兩組分別檢測PFC開關管電流和移相全橋開關管電流。
兩顆單運放來自聚洵,型號GS8051,為高速單運放,支持5.5V供電電壓,支持軌對軌輸出,采用SOT23-5封裝。
電流互感器來自普思,型號PE-67100NL,用于移相全橋變壓器初級電流檢測。
四顆整流二極管特寫。
整流管來自泰科天潤,型號G5S12010A,為第五代碳化硅肖特基二極管,規格為1200V 10A,采用TO-220AC封裝。
用于防止輸出倒灌的二極管來自力特,型號DSI45-12A,規格為1200V 45A,采用TO-247封裝。
電流采樣芯片絲印TJ9203,用于輸出電流檢測。
兩顆隔離電壓檢測芯片來自德州儀器,型號AMC1311,針對隔離式電壓檢測優化,具備強抗電磁干擾能力,隔離柵可提供5KV RMS的增強型電隔離,支持1500V RMS工作電壓,采用SOIC8封裝。
兩顆運放來自亞德諾,絲印H1W,型號ADA4891-1,支持5.5V供電電壓,支持單電源供電,支持軌對軌輸出,采用SOT23-5封裝。
隔離通信芯片來自川土微,型號CA-IS3720LG,是一顆高速雙通道數字隔離器,支持DC-150Mbps傳輸速率,支持2.5-5.5V工作電壓范圍,支持-40~125℃溫度范圍,支持5KV RMS隔離電壓,具備高CMTI能力,采用SOIC8封裝。
川土微 CA-IS3720LG 資料信息。
慧能泰HP3000低側驅動器用于驅動控制輸出繼電器的三極管。
薄膜濾波電容來自捷威電子,規格為1μF630V。
輸出濾波電容來自創慧電子,規格為550V 68μF。
濾波電感采用磁環繞制,底部設有電木板絕緣。
用于輸出放電的MOS管來自圣美浩,型號HCD80R1K4,NMOS,耐壓850V,導阻1.4Ω,采用D-PAK封裝。
8顆串聯的2KΩ放電電阻特寫。
用于輸出控制的繼電器來自高登,型號GO-1A-12DHS,與軟啟動繼電器型號相同。
保險絲用于輸出過流保護,外套熱縮管絕緣。
薄膜濾波電容來自捷威電子,規格為0.1μF630V。
直流充電輸出端子特寫。
輔助電源整流橋來自沃爾德,型號GBU1010,規格為10A 1000V,采用GBU封裝。
高壓濾波電容來自創慧電子。
規格為120μF450V。
輔助電源主控芯片來自友順,型號UC2844,是一顆高性能電流模式PWM控制器,采用SOP-8封裝。
為主控芯片供電的濾波電容來自創慧電子。
規格為47μF35V。
三顆串聯的啟動電阻特寫。
輔助電源開關管來自希力微電子,絲印90R380ME,采用TO-263-2L封裝。
用于RCD鉗位電路的吸收電阻特寫。
開關變壓器特寫。
億光 EL817光耦用于輸出電壓反饋。
整流二極管絲印ST10100TB-S,三顆并聯,采用TO252封裝。
電壓基準來自安森美,型號NCP431B,采用SOIC-8封裝。
在PCBA模塊設有連接到上方PCBA模塊的排針。
另一側連接排針特寫。
頂層的PCB設有隔離CAN總線收發器芯片和數字隔離芯片,并設有穩壓芯片。
另一面設有隔離電壓采樣芯片,濾波電容,穩壓芯片和通信小板。
CAN總線收發器來自川土微,型號CA-IS3050G,復合ISO11898-2物理層技術規范,能夠承受5000V RMS隔離電壓。芯片支持2.5-5.5V供電電壓,搭配外部隔離電源即可組成完整的隔離CAN端口,支持1Mbps傳輸速率,采用SOIC8封裝。
川土微 CA-IS3050G 資料信息。
貼片共模電感特寫。
為隔離芯片供電的穩壓芯片來自思瑞浦,絲印L5K,型號TPL820F50,支持42V輸入電壓,輸出電壓5V,輸出電流180mA,采用SOT89-3封裝。
隔離通信芯片來自川土微,型號CA-IS3722LG,為高速雙通道數字隔離器,采用SOIC8封裝。
隔離通信芯片來自川土微,型號CA-IS3720LG,為高速雙通道數字隔離器,采用SOIC8封裝。
穩壓芯片來自思瑞浦,絲印L5J,型號為TPL820F33,支持42V輸出電壓,輸出電壓為3.3V,輸出電流180mA,采用SOT89-3封裝。
LM317穩壓芯片來自友臺半導體。
穩壓芯片來自達爾,型號AS7805A,支持25V輸入電壓,輸出電壓為5V,輸出電流1A,采用TO-252封裝。
思瑞浦TPL820F33穩壓芯片特寫。
達爾AS7805A穩壓芯片特寫。
友順LM393雙路電壓比較器特寫。
兩顆二極管絲印ST10100TB-S。
另一面設有德州儀器AMC1311B隔離電壓采樣芯片。
亞德諾ADA4891-1單運放用于信號放大。
連接到PCBA模塊的插座特寫。
濾波電容打膠加固。
三顆濾波電容來自創慧電子,規格為220μF35V。
另一個連接插座特寫。
LM317穩壓芯片和濾波電容特寫。
四顆濾波電容來自創慧電子,規格為220μF35V。
連接散熱風扇的插座特寫。
用于低壓供電的輸出端子和CC連接端子特寫。
CAN總線通信接口特寫。
焊接連接的通信小板特寫。
小板上設有一顆MCU,來自雅特力科技,型號AT32F403ACGT7,芯片內部集成32位Cortex-M4F CPU,主頻高達240MHz,并集成FPU和DSP。內部集成1MB FLASH和224KB SRAM,集成ADC和DAC,并具備I2C、SPI、CAN等通信接口,采用LQFP48封裝。
8.000MHz時鐘晶振特寫。
CAN總線收發器來自芯力特,型號SIT65HVD230,符合ISO11898-2標準,支持1Mbps數據速率,具備短路保護和過熱保護,采用SOP8封裝。
另一顆CAN總線收發器型號相同。
全部拆解一覽,來張全家福。
充電頭網拆解總結
最后附上邁源電氣3500W新能源汽車車載充電機核心器件清單,方便大家查閱。
邁源電氣新能源汽車車載充電機支持3500W輸出功率,為220V交流輸入,輸出電壓范圍為250-500V,最大輸出電流為10A,充電機采用鋁合金散熱殼體與PCBA模塊組裝而成,在鋁合金散熱殼體上設有散熱風扇,輸入輸出通過螺絲接線柱連接,并設有連接器用于通訊功能。
充電頭網通過拆解了解到,邁源電氣3500W充電機采用交錯PFC+移相全橋拓撲,交錯PFC控制器采用慧能泰HP1011,搭配使用HP3000低側驅動器。移相全橋控制器采用德州儀器TMS320F280049C,搭配使用兩顆HP3600雙通道隔離驅動器。
PFC開關管使用兩顆功成半導體CPW65R040FT4,PFC整流管使用揚杰科技YJD106540NCTQG2,移相全橋整流管采用泰科天潤G5S12010A。濾波電解電容來自創慧,薄膜濾波電容和安規電容來自捷威電子。PCBA模塊涂有三防漆,元件之間打膠加固,做工與用料扎實可靠。
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