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拆解报告：台达HVP系列高压直流电源DPR240/50A整流模块

2024-10-21 充电头网 阅读：
台达DPR240/50A整流模块为三相交流输入，额定输入电压为AC380V，支持260~530V输入电压，额定输出电压为270Vdc，支持204~290Vdc调节，额定输出电流为50A···

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前言
充电头网采购了台达DPR240/50A整流模块，这款整流模块用于台达HVP系列240V直流供电系统中，模块额定输入电压为AC380V，支持260~530V输入电压，额定输出电压为270Vdc，支持204~290Vdc调节，额定输出电流为50A。
整流模块为长方形金属外壳，在面板设有散热风扇和运行指示灯，交流输入和直流输出通过插接件连接，支持带电热拔插。模块具备输入过压、欠压保护，输出过压保护，过流短路保护和过热保护。下面就带来台达DPR240/50A整流模块的拆解，一起看看内部的用料和设计。

 

台达DPR240/50A整流模块外观
台达DPR240/50A整流模块采用经典板砖造型，为金属材质外壳。
在模块侧面粘贴信息标签。

整流模块机身标签特写1W1ednc

模块型号：DPR240/50A1W1ednc

模块名称：ESR-270/50A A1W1ednc

固件版本：V2.01B34/S1.10B141W1ednc

输入：380Vac/30A MAX 50/60Hz1W1ednc

输出：270Vdc/50A1W1ednc

整流模块前端盖板一览，在上下设有散热风扇，中间位置设有指示灯和提手。
散热风扇设有格栅防止异物进入模块。
模块中间位置设有工作指示灯。
模块底部的固定螺丝特写。
测得整流模块深度约为405mm。
整流模块宽度约为85mm。
整流模块高度约为227mm。
整流模块尾部设有连接器。
整流模块尾部连接器特写，左侧为交流输入端子，右侧为直流输出端子。
测得整流模块整机重量约为9.6kg。

 

台达DPR240/50A整流模块拆解
看完台达这款整流模块的外观展示，下面就进行拆解，一起来看看内部的设计和用料。
首先拧开外壳固定螺丝，拆开整流模块外壳，壳体内部设有麦拉片绝缘。
模块内部PCBA模块通过螺丝与外壳固定，并设有电木板定位。
散热风扇连接端子特写。
两片PCBA模块使用电木板定位固定。
变压器线圈通过接线柱连接。
内部PCBA模块使用螺丝固定。
供电输入通过接线柱连接。
PCBA模块通过螺丝固定在外壳内部。
拆下整流模块前端盖板。
盖板内部设有两个散热风扇。
散热风扇来自台达，型号QFR0812UHE，规格为12V 1.7A。
模块内部PCBA模块通过金属柱子固定。
供电输入导线通过接线柱连接。
用于固定PCBA模块的金属柱特写，外套热缩管绝缘。
拧下固定螺丝，取下可以拆解的PCBA模块。
PCBA模块一览，在左侧上方为PFC升压电感，下方散热片为PFC开关管和整流管。在下方小板为高压滤波电容和PFC控制器。底部散热片为两路移相全桥开关管，右侧散热片为整流管。下方设有两路变压器。在变压器右侧为输出滤波电容。
在PCBA模块背面设有隔离驱动器和隔离通信芯片，对应大电流走线焊接铜块增强载流。
整流模块尾部连接器特写，左侧为直流输出端子和通信端子，右侧为交流输入端子。
拆下侧面的小板，焊接安规电容和软启动继电器和整流管。
导线焊接连接到PFC电路。
交流输入端焊接保险丝，保险丝规格为20A 500V，两颗并联，外套热缩管绝缘。
在连接线上套磁环抑制高频干扰，并外套热缩管绝缘。
压敏电阻外套热缩管绝缘，并打胶固定。
压敏电阻型号TVT20821。
气体放电管用于过压防护，外套热缩管绝缘。
安规X2电容通过小板垂直焊接，充分利用空间。
安规X2电容来自优普电子，规格为2.2μF。
供电输入通过导线和接线柱连接到另一块小板。在小板上焊接共模电感和差模电感，安规X2电容，压敏电阻和气体放电管。
小板背面大电流走线露铜加锡。
安规X2电容来自优普电子，规格为2.2μF。
两颗共模电感内部设有绝缘支架。
三颗滤波电感特写，电感底部均设有电木板绝缘。
三颗压敏电阻外套热缩管绝缘，并打胶加固。
气体放电管外套热缩管绝缘。
供电输入通过滤波小板后来到软启动小板，小板焊接安规X2电容，继电器，限流电阻，还焊接三颗整流管。
小板背面焊接泄放电阻。
安规X2电容来自优普电子，规格为2.2μF，两颗并联，共六颗对应三相输入。
蓝色安规电容来自EPCOS爱普科斯，规格为1μF。
两颗继电器用于整流模块软启动。
继电器来自宏发，型号HF161-W/12-HT，内置一组常开触点，触点容量31A，线圈电压为12V。
用于软启动的限流电阻两颗串联为一组，共两组电阻对应两颗继电器。
电阻规格为33Ω10W。
输出端焊接三颗二极管用于整流。
二极管来自IXYS，型号DSP45-12A，规格为1200V45A，内部为半桥连接，采用TO-247封装。
4颗5mΩ取样电阻并联，用于检测PFC输入电流。
另一组并联的5mΩ取样电阻特写。
共三组取样电阻，用于检测三相输入电流。
三颗隔离放大器来自BROADCOM博通，型号ACPL-C790，为精密微型隔离放大器，用于输入电流采样，采用SO-8封装。
运放芯片来自onsemi安森美，型号MC33274A，为单电源，高压摆率四运放，采用SOIC-14封装，用于电流信号放大。
另一颗运放型号相同，用于三相电压采集。
ST意法半导体LD1117S50TR稳压芯片用于为主控芯片稳压供电，输出电压为5V，采用SOT-223封装。
变压器用于为隔离放大器供电。
三颗LD1117S50TR稳压芯片稳压芯片分别对应三路隔离放大器。
三颗PFC升压电感特写。
PFC升压电感线圈为串联连接。
PFC开关管来自TOSHIBA东芝，型号TK62N60W，NMOS，耐压600V，导阻33mΩ，采用TO-247封装。每一相使用两颗，三相共使用六颗。
PFC整流管来自ST意法半导体，型号STTH1506DPI，为串联超高速升压二极管，规格为600V 15A，采用DOP3I绝缘封装。两颗并联，每一相使用四颗，共计使用12颗。
三片散热片对应三相PFC开关管和整流管。
PFC开关管和整流管一览，固定在散热片上。
散热片另一侧设有整流桥，通过PCB焊接连接。
薄膜滤波电容来自厦门法拉电子，规格为0.33μF450V，共计六颗，外套热缩管绝缘。
切割取下垂直小板，左侧焊接12颗高压滤波电容，电容之间打胶加固，右侧焊接PFC控制芯片。
小板背面固定青稞纸绝缘。
小板背面焊接电压比较器。
PFC控制器来自TI德州仪器，为C2000系列32位微控制器，型号TMS320F28069PZT，芯片内部集成32位CPU，主频为90MHz，集成FPU和CLA。芯片内部集成128KB FLASH和50KB SARAM，采用LQFP100封装。
贴片晶振频率为20.000MHz。
ST意法半导体LD1117S18TR稳压芯片用于为主控芯片稳压供电，输出电压为1.8V，采用SOT-223封装。
ST意法半导体LM239四路低功耗电压比较器特写，为工业级器件，支持-40~105℃工作温度，采用SO14封装。
TI德州仪器LM293双路低功耗电压比较器特写，为工业级器件，支持-40~105℃工作温度，采用SOIC8封装。
运放芯片来自onsemi安森美，型号MC33274A，为单电源，高压摆率四运放，采用SOIC-14封装。
降压转换器来自TI德州仪器，型号TPS5410，支持36V输入电压，输出电流为1A，内部集成开关管，采用SOIC-8封装。
降压电感特写。
输出使用四颗MLCC电容并联滤波。
1μH合金电感特写。
三颗指示灯用于指示模块运行状态。
共12颗电解电容用于PFC升压滤波。
高压滤波电容来自红宝石，为MXH系列，规格为450V300μF，其中6颗并联组成一组，两组串联，等效规格为900V900μF。
两颗电解电容规格为25V560μF。
用于驱动PFC开关管的隔离驱动器来自SKYWORKS思佳讯，型号Si8261，具备5kV隔离能力，驱动电流高达4A，采用SDIP6封装。
在PCBA模块背面共焊接五颗隔离驱动器。
PCBA模块正面焊接一颗，共计六颗对应六颗开关管。
两颗保险丝用于PFC输出到移相全桥电路的过流保护。
在散热片之间还焊接薄膜滤波电容小板。
小板背面设有麦拉片绝缘。
薄膜滤波电容来自优普，规格为2.2μF450V，其中4颗并联组成一组，两组串联。
小板左侧焊接两颗移相全桥控制器和一颗谐振控制器，右侧焊接一颗MCU。
小板背面固定麦拉片绝缘。
小板背面运放芯片一览。
主控MCU来自ST意法半导体，型号STM32F103RBT6，内置Cortex-M3 CPU内核，主频为72MHz，内置128KB FLASH和20KB SRAM，具备I2C，CAN和USB2.0接口，采用LQFP64封装。
8.000MHz时钟晶振特写。
移相全桥控制器来自TI德州仪器，型号UCC2895DW，支持恒定频率脉宽调制和谐振零电压开关，支持电压模式和电流模式控制，工作频率高达1MHz，采用SOIC20封装，支持-40~85℃工作温度。
另一颗移相全桥控制器型号相同，共使用两组移相全桥电源用于输出。
另一颗控制器来自安森美，型号MC33067DW，是一颗高性能谐振控制器，用于辅助电源供电。芯片采用零电压开关，具备高电流图腾柱输出，内置可编程的软启动，采用SOIC-16W封装。
TI德州仪器TPS5410用于为MCU和控制器降压供电。
两颗双运放来自安森美，型号LM258，为工业级器件，工作温度范围为-25~85℃，采用SOIC-8封装。
双运放来自onsemi安森美，型号MC33272A，是一颗高压摆率双运放，采用SOIC-8封装。
运放芯片来自onsemi安森美，型号MC33274A，为单电源，高压摆率四运放，采用SOIC-14封装。
触发器芯片来自onsemi安森美，型号HC74AG，采用SOIC-14封装。
用于两组移相全桥开关管的四个驱动器特写。
驱动器芯片来自TI德州仪器，型号UCC27322，是一颗具备使能功能的单通道低侧驱动器，具备9A输出电流，采用SOIC8封装。
四颗隔离变压器用于移相全桥开关管驱动。
在散热片正反面分别固定两组开关管。
另一面四颗开关管特写。
开关管来自英飞凌，丝印65F6041，型号为IPW65R041CFD，NMOS，耐压700V，导阻41mΩ，采用PG-TO 247封装。
谐振电感和谐振电容焊接在单独的小板上。
谐振电感和谐振电容通过过孔焊接。
在小板侧面焊接接线柱，用于连接变压器初级绕组，并起到固定用途。
谐振电容来自KEMET基美，为R74-MKP，规格为0.01μF500V。
谐振电容12颗为一组并联，规格为0.12μF，两组共24颗。
两颗变压器特写，采用利兹线绕制，降低高频损耗。
用于检测变压器次级电流的互感器特写。
另一颗电流互感器特写。
在变压器后方的散热片上设有整流管。
在散热片的两侧均设有4颗整流管。
整流管来自ST意法半导体，型号STTH60R04W，为超快恢复二极管，规格为60A 400V，采用DO-247封装。
六颗输出滤波电容特写。
输出滤波电容来自红宝石，为CXW系列，规格为400V150μF，总容量为900μF。
输出滤波电感特写。
磁环滤波电感特写。
三颗整流桥用于防止输出倒灌。
整流桥来自新电元，型号D25XB80，规格为800V 25A，采用5S封装。
用于输出泄放的电阻阻值为75Ω。
泄放开关管来自英飞凌，丝印6R385P，型号为IPD60R385CP，NMOS，耐压650V，导阻385mΩ，采用PG-TO252封装。
输出端焊接一块小板，小板上设有麦拉片绝缘。
小板焊接滤波电容和压敏电阻。
三颗薄膜滤波电容和压敏电阻特写。
薄膜电容来自爱普科斯，规格为2.2μF450V。
压敏电阻包裹热缩管绝缘，
压敏电阻型号TVT14361。
Y电容来自优普，规格为0.22μF，两颗串联提升耐压等级。
输出端焊接四颗保险丝用于过流保护。
用于PFC和移相全桥控制板之间通信的隔离芯片来自TI德州仪器，型号ISO7231C，为高速三通道数字隔离器，具备两个正向通道和一个反向通道，支持25Mbps传输速率，采用SOIC16封装。
三颗隔离光耦来自亿光，型号EL1019，用于隔离通信。
辅助电源芯片来自onsemi安森美，型号UC2844B，是一颗高性能电流模式控制器，采用SOIC-8封装。
变压器用于驱动开关管。
辅助电源开关管来自ST意法半导体，型号STP3NK90ZFP，NMOS，耐压900V，导阻3.6Ω，采用TO-220FP封装。
电流互感器用于初级电流检测。
滤波电容规格分别为25V100μF和50v47μF。
辅助电源变压器特写。
变压器输出线通过端子焊接连接。
整流二极管来自onsemi安森美，型号MBRFB20200CTG，规格为20A 200V，采用TO-220封装。
贴片保险丝规格为1A，用于输出过流保护。
另一颗贴片保险丝规格相同。
辅助电源芯片来自onsemi安森美，型号UC2845B，是一颗高性能电流模式控制器，采用SOIC-8封装。
两颗驱动器来自TI德州仪器，型号UCC27424，是一颗双路低侧驱动器，具备4A输出电流，采用SOIC8封装。
驱动器来自微芯科技，型号MIC4428，是一颗双路低侧驱动器，输出电流1.5A，采用SOIC-8封装。
另一颗驱动器型号相同。
四颗隔离变压器用于为隔离驱动器供电。
用于CAN总线的隔离芯片来自TI德州仪器，型号ISO7231C。
CAN总线收发器来自TI德州仪器，型号SN65HVD1050，进行了EMC优化，具备高电磁抗扰度和低电磁辐射，达到ISO 11898-2要求，具备总线故障保护，采用SOIC8封装。
贴片共模滤波器来自爱普科斯，型号B82793S513N。
全部拆解一览，来张全家福。

 

充电头网拆解总结
最后附上台达DPR240/50A整流模块核心器件清单，方便大家查阅。
台达DPR240/50A整流模块为三相交流输入，额定输入电压为AC380V，支持260~530V输入电压，额定输出电压为270Vdc，支持204~290Vdc调节，额定输出电流为50A。整流模块面板设有指示灯用于指示工作状态，并设有散热风扇为整流模块散热。整流模块尾部设有热拔插端子，便于替换。
充电头网通过拆解了解到，台达DPR240/50A整流模块采用金属外壳，在面板内部设有散热风扇，与外壳组成风道。整流模块内部由多块PCBA模块组成，充分利用空间。PFC采用德州仪器控制器搭配思佳讯隔离驱动器，使用东芝开关管搭配意法半导体整流管，三相输入电流采用博通隔离放大器进行采集。
整流模块内部使用两路移相全桥电路，使用德州仪器移相全桥控制器搭配低侧驱动器，使用变压器进行隔离驱动。移相全桥开关管来自英飞凌，并使用意法半导体整流管，对应谐振电容和谐振电感外接。CAN总线收发器和隔离通信芯片均来自德州仪器，整流模块内部采用红宝石电解电容滤波，薄膜电容来自优普电子和爱普科斯。
整流模块输入端和输出端均配有保险丝用于过流保护，还使用压敏电阻进行过压保护，设有继电器用于整流模块软启动功能。PCBA模块整体涂有三防漆，对贴片元件进行保护，防止潮气侵蚀。模块内部电容和变压器等元件打胶加固，磁环电感底部设有电木板与PCB绝缘，内部设计工整，用料扎实可靠。
 
责编：Ricardo
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