前言
充电头网拿到了迈源电气推出的一款新能源汽车车载充电模块,这款模块支持220VAC输入,输出电压为250-500V,输出电流为10A。充电模块输入输出均为螺丝接线柱连接,在铝合金散热壳体内部设有PCBA模块。
在铝合金散热壳体内部设有PFC电感,移相全桥变压器和滤波电感,功率器件固定在铝合金散热壳体侧面。铝合金壳体背面设有风道,利用散热风扇进行散热。下面就带来迈源电气新能源汽车车载充电机的拆解,一起看看内部的方案和用料。
迈源电气新能源汽车车载充电机外观
迈源电气新能源汽车车载充电机为铝合金壳体,上方设有PCBA模块,通过螺丝和铜柱固定。
PCBA模块设有接线柱用于连接电源和通信,铝合金壳体侧面设有固定螺丝,通过压板固定功率器件散热。
充电机来自深圳市迈源电气有限公司
最大功率:3500W
输入电压:220VAC ±20%
输出电压:250-500VDC
输出电流0-10A
在充电机铝合金壳体另一侧也设有固定螺丝。
壳体侧面设有三个散热风扇。
另一侧为壳体组成的散热风道。
发热元件使用压板固定在铝合金壳体上,便于组装。
壳体背面散热风扇与壳体结构组成散热风道,为开关管,PFC电感,变压器和滤波电感散热。
测得充电机重量约为3.8kg。
迈源电气新能源汽车车载充电机拆解
看完了这款充电机的外观展示,下面就进行拆解,一起看看内部的方案和用料。
在铝合金壳体上固定散热风扇。
散热风扇通过插接件连接供电。
散热风扇使用金属板固定。
散热风扇来自东睿,型号DD4020B12H,规格为12V0.3A。
散热风扇导线通过连接器连接。
PCBA模块通过螺丝固定。
铝合金壳体固定热敏电阻用于检测温度。
热敏电阻通过插接件连接。
拧下固定螺丝,从壳体中取出PCBA模块。
铝合金壳体与PCBA模块之间设有黑色绝缘片,对应发热元件设有绿色导热垫。
铝合金壳体侧面粘贴导热垫为功率器件散热。
另一面也粘贴导热垫。
在铝合金壳体内部设有PFC升压电感和移相全桥变压器。
两片导热垫为辅助电源开关管和辅助电源整流管散热。
PCBA模块正面一览,左下角设有交流输入端子,向上依次设有保险丝,压敏电阻,安规X2电容和共模电感。左上角设有整流桥。在整流桥下方设有NTC浪涌抑制电阻和继电器,整流桥右侧设有PFC开关管和整流管。
在继电器下方设有辅助电源整流桥,高压滤波电容和变压器。PCBA模块中间位置设有高压滤波电容和连接排针。下方设有控制小板。在顶部设有用于移相全桥的开关管,右侧设有钳位二极管,底部右侧设有整流管和防倒灌二极管,并设有保险丝,继电器,滤波电感和滤波电容。
PCBA模块背面一览,右侧下方设有辅助电源开关管和整流管,左侧上方设有两颗隔离半桥驱动芯片,左侧下方设有隔离电压采样芯片,隔离通信芯片和电流采样芯片。
交流输入接线柱特写。
保险丝外套热缩管绝缘。
用于过压保护的压敏电阻来自瑞隆源,型号KOV14D-275G,内部集成气体放电管,为复合型器件,具备低漏电和长寿命优势。
压敏电阻后方凸起为放电管。
蓝色Y电容来自捷威电子。
共模电感采用漆包线绕制,磁芯缠绕高温胶带绝缘,并打胶加固。
安规X2电容来自捷威电子,规格为1μF。
X电容放电芯片来自芯朋,型号PN8200,是一款双端子的X电容专用放电芯片,内部集成1000V耐压MOS管,芯片为自偏置,当断开交流电源后,芯片通过放电电阻为X电容放电,采用SOP8封装。
芯朋 PN8200 资料信息。
继电器来自高登,型号GO-1A-12DHS,内置一组常开触点,触点容量为17A,线圈电压为12V,用于软启动控制。
热敏电阻丝印NTC 16D-20,用于抑制上电的浪涌电流。
两颗蓝色Y电容来自捷威电子。
整流桥来自乐山希尔,型号HD60SB100,规格为1000V 60A,采用HDSB封装。
整流桥正极通过红色导线连接到PFC电感。
在PCBA模块中间位置设有连接控制板的排针。
控制板正面设有移相全桥控制器和PFC控制器,上方设有稳压芯片和滤波电容,左侧设有NTC热敏电阻插座。
背面设有连接主板的连接器和通信插座。
PFC控制器来自慧能泰半导体,型号HP1011,是一颗数字双相交错PFC控制器,芯片支持使用电流互感器或电阻检测电流,芯片能够根据负载情况,实现自动开通或者关闭其中一相。HP1011支持CCM和DCM运行模式,支持真有效值功率测量,集成继电器控制,快速过电压保护,并具备图形界面编程,采用QFN24L封装。
慧能泰半导体 HP1011 资料信息。
移相全桥控制器来自德州仪器,型号TMS320F280049C,为实时微控制器,芯片内部集成100MHz主频32位 C28x CPU,集成256KB FLASH和100KB RAM,芯片内部集成12位ADC,具备先进的控制外设和业界通用的通信端口,采用LQFP100封装。
稳压芯片来自达尔,型号AS7805A,支持25V输入电压,输出电压为5V,输出电流1A,采用TO-252封装。
输出滤波电容来自科尼盛,为RST系列贴片电解电容,规格为100μF 10V。
另一颗稳压芯片来自意法半导体,型号LD1117-3.3,输入电压15V,输出电压为3.3V,输出电流800mA,采用DPAK封装。
另一颗滤波电容规格为100μF 10V。
用于指示工作状态的LED灯特写。
连接NTC热敏电阻的连接器特写。
用于与外部设备通信的连接器特写。
用于驱动PFC开关管的驱动器来自慧能泰半导体,型号HP3000,是一颗低侧双通道高速栅极驱动器,芯片具备5A峰值电流能力,支持30V供电电压,支持MOS管、IGBT、碳化硅和氮化镓器件驱动。芯片内部集成两个独立的驱动通道,具有快速传播延迟,支持并联应用,采用SOP-8L封装。
慧能泰半导体 HP3000 资料信息。
PFC开关管来自功成半导体,型号CPW65R040FT4,NMOS,耐压650V,导阻33mΩ,采用TO247封装。
另一颗PFC开关管型号相同,两颗为交错工作方式。
PFC电感固定在铝合金壳体内部,焊接连接到PCB板。PCB板通过螺丝固定,并设有连接器。
PFC整流管来自扬杰科技,型号YJD106540NCTQG2,为碳化硅二极管,规格为650V,正向电流为52A,采用TO-247AB封装。
三颗高压滤波电容来自创慧电子,为CD294系列,规格为330μF450V。
此外还设有5颗薄膜滤波电容。
薄膜滤波电容来自捷威电子,规格为1μF630V。
高压滤波电容泄放电阻特写。
用于驱动移相全桥开关管的驱动器来自慧能泰半导体,型号HP3600,为双通道隔离驱动器,具备4A灌电流和6A拉电流,具备高共模瞬变抗扰度和低传播延迟。芯片驱动器支持33V输入,供电支持18V输入,支持MOS,碳化硅和氮化镓器件驱动,采用SOP-16封装。
慧能泰半导体 HP3600 资料信息。
另一颗驱动器型号相同,两颗用于移相全桥开关管驱动。
移相全桥四颗开关管特写。
移相全桥开关管丝印UMA075A030T4,采用TO247-4封装。
钳位二极管来自格力,丝印GCS065J015A,采用TO-220封装。
移相全桥变压器,谐振电感和滤波电感通过铝合金壳体散热。
移相全桥变压器特写。
三颗15mΩ取样电阻并联,共两组分别检测PFC开关管电流和移相全桥开关管电流。
两颗单运放来自聚洵,型号GS8051,为高速单运放,支持5.5V供电电压,支持轨对轨输出,采用SOT23-5封装。
电流互感器来自普思,型号PE-67100NL,用于移相全桥变压器初级电流检测。
四颗整流二极管特写。
整流管来自泰科天润,型号G5S12010A,为第五代碳化硅肖特基二极管,规格为1200V 10A,采用TO-220AC封装。
用于防止输出倒灌的二极管来自力特,型号DSI45-12A,规格为1200V 45A,采用TO-247封装。
电流采样芯片丝印TJ9203,用于输出电流检测。
两颗隔离电压检测芯片来自德州仪器,型号AMC1311,针对隔离式电压检测优化,具备强抗电磁干扰能力,隔离栅可提供5KV RMS的增强型电隔离,支持1500V RMS工作电压,采用SOIC8封装。
两颗运放来自亚德诺,丝印H1W,型号ADA4891-1,支持5.5V供电电压,支持单电源供电,支持轨对轨输出,采用SOT23-5封装。
隔离通信芯片来自川土微,型号CA-IS3720LG,是一颗高速双通道数字隔离器,支持DC-150Mbps传输速率,支持2.5-5.5V工作电压范围,支持-40~125℃温度范围,支持5KV RMS隔离电压,具备高CMTI能力,采用SOIC8封装。
川土微 CA-IS3720LG 资料信息。
慧能泰HP3000低侧驱动器用于驱动控制输出继电器的三极管。
薄膜滤波电容来自捷威电子,规格为1μF630V。
输出滤波电容来自创慧电子,规格为550V 68μF。
滤波电感采用磁环绕制,底部设有电木板绝缘。
用于输出放电的MOS管来自圣美浩,型号HCD80R1K4,NMOS,耐压850V,导阻1.4Ω,采用D-PAK封装。
8颗串联的2KΩ放电电阻特写。
用于输出控制的继电器来自高登,型号GO-1A-12DHS,与软启动继电器型号相同。
保险丝用于输出过流保护,外套热缩管绝缘。
薄膜滤波电容来自捷威电子,规格为0.1μF630V。
直流充电输出端子特写。
辅助电源整流桥来自沃尔德,型号GBU1010,规格为10A 1000V,采用GBU封装。
高压滤波电容来自创慧电子。
规格为120μF450V。
辅助电源主控芯片来自友顺,型号UC2844,是一颗高性能电流模式PWM控制器,采用SOP-8封装。
为主控芯片供电的滤波电容来自创慧电子。
规格为47μF35V。
三颗串联的启动电阻特写。
辅助电源开关管来自希力微电子,丝印90R380ME,采用TO-263-2L封装。
用于RCD钳位电路的吸收电阻特写。
开关变压器特写。
亿光 EL817光耦用于输出电压反馈。
整流二极管丝印ST10100TB-S,三颗并联,采用TO252封装。
电压基准来自安森美,型号NCP431B,采用SOIC-8封装。
在PCBA模块设有连接到上方PCBA模块的排针。
另一侧连接排针特写。
顶层的PCB设有隔离CAN总线收发器芯片和数字隔离芯片,并设有稳压芯片。
另一面设有隔离电压采样芯片,滤波电容,稳压芯片和通信小板。
CAN总线收发器来自川土微,型号CA-IS3050G,复合ISO11898-2物理层技术规范,能够承受5000V RMS隔离电压。芯片支持2.5-5.5V供电电压,搭配外部隔离电源即可组成完整的隔离CAN端口,支持1Mbps传输速率,采用SOIC8封装。
川土微 CA-IS3050G 资料信息。
贴片共模电感特写。
为隔离芯片供电的稳压芯片来自思瑞浦,丝印L5K,型号TPL820F50,支持42V输入电压,输出电压5V,输出电流180mA,采用SOT89-3封装。
隔离通信芯片来自川土微,型号CA-IS3722LG,为高速双通道数字隔离器,采用SOIC8封装。
隔离通信芯片来自川土微,型号CA-IS3720LG,为高速双通道数字隔离器,采用SOIC8封装。
稳压芯片来自思瑞浦,丝印L5J,型号为TPL820F33,支持42V输出电压,输出电压为3.3V,输出电流180mA,采用SOT89-3封装。
LM317稳压芯片来自友台半导体。
稳压芯片来自达尔,型号AS7805A,支持25V输入电压,输出电压为5V,输出电流1A,采用TO-252封装。
思瑞浦TPL820F33稳压芯片特写。
达尔AS7805A稳压芯片特写。
友顺LM393双路电压比较器特写。
两颗二极管丝印ST10100TB-S。
另一面设有德州仪器AMC1311B隔离电压采样芯片。
亚德诺ADA4891-1单运放用于信号放大。
连接到PCBA模块的插座特写。
滤波电容打胶加固。
三颗滤波电容来自创慧电子,规格为220μF35V。
另一个连接插座特写。
LM317稳压芯片和滤波电容特写。
四颗滤波电容来自创慧电子,规格为220μF35V。
连接散热风扇的插座特写。
用于低压供电的输出端子和CC连接端子特写。
CAN总线通信接口特写。
焊接连接的通信小板特写。
小板上设有一颗MCU,来自雅特力科技,型号AT32F403ACGT7,芯片内部集成32位Cortex-M4F CPU,主频高达240MHz,并集成FPU和DSP。内部集成1MB FLASH和224KB SRAM,集成ADC和DAC,并具备I2C、SPI、CAN等通信接口,采用LQFP48封装。
8.000MHz时钟晶振特写。
CAN总线收发器来自芯力特,型号SIT65HVD230,符合ISO11898-2标准,支持1Mbps数据速率,具备短路保护和过热保护,采用SOP8封装。
另一颗CAN总线收发器型号相同。
全部拆解一览,来张全家福。
充电头网拆解总结
最后附上迈源电气3500W新能源汽车车载充电机核心器件清单,方便大家查阅。
迈源电气新能源汽车车载充电机支持3500W输出功率,为220V交流输入,输出电压范围为250-500V,最大输出电流为10A,充电机采用铝合金散热壳体与PCBA模块组装而成,在铝合金散热壳体上设有散热风扇,输入输出通过螺丝接线柱连接,并设有连接器用于通讯功能。
充电头网通过拆解了解到,迈源电气3500W充电机采用交错PFC+移相全桥拓扑,交错PFC控制器采用慧能泰HP1011,搭配使用HP3000低侧驱动器。移相全桥控制器采用德州仪器TMS320F280049C,搭配使用两颗HP3600双通道隔离驱动器。
PFC开关管使用两颗功成半导体CPW65R040FT4,PFC整流管使用扬杰科技YJD106540NCTQG2,移相全桥整流管采用泰科天润G5S12010A。滤波电解电容来自创慧,薄膜滤波电容和安规电容来自捷威电子。PCBA模块涂有三防漆,元件之间打胶加固,做工与用料扎实可靠。