滿足800V平臺新能源汽車快速充電，優(yōu)優(yōu)綠能20kW充電模塊拆解

前言

新型新能源汽車相比傳統(tǒng)新能源汽車，使用800V平臺代替?zhèn)鹘y(tǒng)的400V平臺，不僅減小了導(dǎo)線截面積，降低車輛重量，還可以提供更高的驅(qū)動功率和充電功率，顯著縮短充電時間。充電頭網(wǎng)拿到了優(yōu)優(yōu)綠能推出的20kW充電模塊UR100020-SW，這款充電模塊支持1000V輸出電壓，可以滿足800V平臺新能源汽車的快速充電。

優(yōu)優(yōu)綠能UR100020-SW充電模塊支持交流380V輸入，具備超寬輸出電壓，適用于不同電壓平臺新能源汽車充電，模塊具備多重保護(hù)功能，包括輸入輸出過壓欠壓，過流和短路保護(hù)。模塊采用DSP控制，設(shè)有LED屏幕顯示信息，具備CAN通信接口。下面就帶來優(yōu)優(yōu)綠能這款新能源汽車充電模塊的拆解，一起看看內(nèi)部的設(shè)計和用料。

優(yōu)優(yōu)綠能UR100020-SW充電模塊外觀

優(yōu)優(yōu)綠能UR100020-SW充電模塊采用金屬外殼，尾部粘貼信息標(biāo)簽。

充電模塊機身標(biāo)簽特寫：

交流輸入：

380V~ 33A 50/60Hz

直流輸出：

額定功率：20kW

電壓范圍：50~1000V

電流范圍：0~66.7A

前面板兩側(cè)設(shè)有固定螺絲，左側(cè)設(shè)有LED顯示屏，指示燈和按鍵，中間位置設(shè)有提手和散熱風(fēng)扇。

左側(cè)LED顯示屏，指示燈和按鍵特寫。

面板提手輔助模塊安裝。

充電模塊背面設(shè)有交流輸入連接器和直流輸出連接器。

交流輸入連接器為四針設(shè)計，并具有防反接設(shè)計。

直流輸出連接器和CAN通信接口特寫。

殼體側(cè)面通過螺絲固定。

殼體正面設(shè)有接地螺絲。

測得充電模塊長度約為480mm。

測得充電模塊寬度約為217mm。

測得充電模塊高度約為83mm。

測得充電模塊重量約為10.3kg。

優(yōu)優(yōu)綠能UR100020-SW充電模塊拆解

看完了優(yōu)優(yōu)綠能這款新能源汽車充電模塊的外觀展示，下面就進(jìn)行拆解，一起看看內(nèi)部的設(shè)計和用料。

首先拆下模塊前面板的固定螺絲，小板通過排線連接。

殼體內(nèi)部設(shè)有連接器。

擰開固定螺絲，拆開充電模塊外殼。上方殼體內(nèi)部為LLC模塊，下方殼體內(nèi)部為PFC模塊。

擰下固定螺絲，取出PFC模塊。

殼體內(nèi)部設(shè)有麥拉片絕緣。

PCBA模塊采用灌膠工藝，密封防潮，提升可靠性。

PFC模塊一覽，右下角為交流輸入端，設(shè)有連接器，保險絲，壓敏電阻，氣體放電管，安規(guī)X2電容，共模電感和薄膜Y電容。右側(cè)上方設(shè)有繼電器和啟動電阻。中間位置設(shè)有PFC升壓電感，左側(cè)上方設(shè)有控制小板，下方設(shè)有散熱片，為PFC開關(guān)管和整流管散熱，左下方和底部設(shè)有高壓濾波電容和連接器。

PFC模塊背面設(shè)有電源主控芯片，電流取樣電阻，穩(wěn)壓芯片，運放，柵極驅(qū)動器和隔離光耦。

拆下控制小板和一組散熱片，繼續(xù)進(jìn)行拆解。

輸入端保險絲規(guī)格為30A 500VAC，每相輸入使用兩顆并聯(lián)，外套熱縮管絕緣。

三顆壓敏電阻來自瑞隆源，型號20D621KJ，用于吸收過壓浪涌。

氣體放電管外套熱縮管絕緣。

三顆壓敏電阻來自TDK，絲印S14K625，用于吸收過壓浪涌。

安規(guī)X2電容來自廈門法拉電子，規(guī)格為3.3μF，共計12顆。

共模電感使用漆包線繞制。

三顆薄膜Y電容特寫。

輸出端設(shè)有三顆壓敏電阻用于吸收過壓浪涌。

軟啟動繼電器來自塞特勒，型號AZ2150 1A-12DEF，內(nèi)置一組常開觸點，觸點容量為40A，線圈電壓為12V，具備F級絕緣。

軟啟動電阻來自永星電子，為RX911型線繞電阻器，規(guī)格為5W75Ω，兩顆串聯(lián)。

PFC電感采用磁環(huán)繞制，底部設(shè)有電木板絕緣。

PFC電感采用雙線并繞。

兩顆5mΩ取樣電阻并聯(lián)，用于檢測輸入電流。

穩(wěn)壓芯片來自友順，型號UTC78L05G，芯片支持30V輸入電壓，輸出電壓為5V，輸出電流100mA，SOP-8封裝。

隔離放大器來自納芯微，型號NSi1200，是一顆隔離電流采樣運放，支持5000Vrms絕緣電壓，采用SOW8封裝。

另一組電流取樣電阻規(guī)格相同。

穩(wěn)壓芯片采用友順UTC78L05G。

隔離放大器采用納芯微NSi1200。

散熱片上固定PFC開關(guān)管和整流管。

PFC開關(guān)管來自士蘭微電子，型號SGTP75V65FDB1P7，為高速IGBT，規(guī)格為650V 75A，采用TO-247-3L封裝。

PFC整流管來自揚杰科技，型號YJD112020NGG2，為1200V耐壓的碳化硅二極管，電流33A，采用TO-247AC封裝。

散熱片側(cè)面設(shè)有熱敏電阻檢測溫升。

驅(qū)動PFC開關(guān)管的驅(qū)動器來自瞻芯科技，型號IVCR2403，為雙通道低側(cè)高速柵極驅(qū)動器，支持MOSFET和IGBT應(yīng)用，支持24V寬范圍供電，支持-40~125℃的工作溫度范圍，采用SOIC-8封裝。

另一顆驅(qū)動器型號相同，共6顆驅(qū)動器對應(yīng)6顆PFC開關(guān)管。

控制信號通過光耦隔離，光耦來自光寶，型號LTV-0601，為單通道隔離光耦，支持3.3/5V工作電壓，采用SOP-8封裝。

高壓濾波電容來自艾華，為LM系列小體積長壽命電解電容，規(guī)格為450V270μF。

共10顆電容，5并2串連接，等效規(guī)格900V675μF。

電源主控芯片來自德州儀器，型號UCC28C45，是一顆低功耗電流模式控制器，支持1MHz開關(guān)頻率，采用SOIC-8封裝。

兩顆三極管來自固得沃克，型號MJE172，為PNP型三極管，耐壓-80V，集電極電流3A，采用TO-126封裝。

另一顆型號MJE182，為NPN三極管，耐壓80V，集電極電流3A，采用TO-126封裝。

兩顆濾波電容來自艾華。

規(guī)格為25V470μF。

為驅(qū)動器供電的隔離變壓器特寫。

22μH合金電感特寫。

MOS管絲印Q4409。

運放來自思瑞浦，型號TP2582，具備低失調(diào)，低功耗和穩(wěn)定的高頻響應(yīng)，采用SOP8封裝。

PFC控制小板正面設(shè)有PFC控制器和兩顆穩(wěn)壓芯片。

小板背面設(shè)有穩(wěn)壓芯片，電壓比較器，運放和與門芯片。

PFC控制器來自德州儀器，型號TMS320F28027PT，芯片內(nèi)置高效32位CPU，主頻為60MHz，芯片內(nèi)置64KB FLASH和12KB SARAM，具備8通道PWM型號輸出，具備I2C，SPI和UART通信接口，采用LQFP48封裝。

穩(wěn)壓芯片來自達(dá)爾，型號AZ1117D-5.0TRE1，支持20V輸入電壓，輸出電壓5V，輸出電流1A，采用TO252-2封裝。

另一顆穩(wěn)壓芯片型號為AZ1117D-3.3TRE1，輸出電壓為3.3V。

存儲器來自微芯科技，型號24LC128I，容量為16KB，支持2.5-5.5V工作電壓，采用SOIC8封裝。

運放來自圣邦，型號SGM8274，為高壓軌到軌輸出四通道運算放大器，提供高壓擺率、低失調(diào)電壓、低漂移電壓和低偏置電流，采用TSSOP-14封裝。

穩(wěn)壓芯片絲印79L05G，采用SOT89封裝。

電壓比較器來自德州儀器，絲印MAP，型號LM2903，為通用雙路電壓比較器，采用VSSOP8封裝。

另一顆電壓比較器型號相同。

與門芯片來自安世半導(dǎo)體，型號74HC08D，是一顆四路二輸入與門，采用SO14封裝。

兩顆貼片LED特寫。

LLC模塊固定在殼體內(nèi)部。

擰下固定螺絲，取出LLC模塊。

PCBA模塊采用灌膠工藝，密封防潮，提升可靠性。

LLC模塊一覽，左側(cè)設(shè)有高壓濾波電容和開關(guān)管，依次設(shè)有諧振電容，諧振電感。中間位置上下設(shè)有LLC變壓器，中間位置設(shè)有整流管，右側(cè)上方設(shè)有高壓濾波電容和繼電器，下方設(shè)有防反灌二極管和輸出連接器，底部設(shè)有控制小板和輔助電源小板。

LLC模塊背面設(shè)有阻容元件和二極管，并設(shè)有取樣電阻和光耦。

焊接拆下控制小板，輔助電源小板，LLC開關(guān)管，整流管和防反灌二極管，繼續(xù)進(jìn)行拆解。

高壓濾波電容來自艾華，為LM系列小體積長壽命電解電容，規(guī)格為450V330μF。

一組使用三顆電容并聯(lián)。

另一組電容規(guī)格相同。

一組使用三顆電容并聯(lián)。

散熱片上固定全橋LLC開關(guān)管。

散熱片背面設(shè)有格柵，增大散熱面積。

LLC開關(guān)管來自尚陽通，型號SRC60R025FBS，NMOS，耐壓600V，采用TO-247封裝。

驅(qū)動開關(guān)管的隔離變壓器纏繞高溫膠帶絕緣，底部設(shè)有塑料底座，共4顆變壓器對應(yīng)八顆開關(guān)管。

驅(qū)動器來自瞻芯科技，型號IVCR2404，為雙通道低側(cè)高速柵極驅(qū)動器，使用4顆對應(yīng)4顆隔離變壓器。

諧振電感采用利茲線繞制。

諧振電容來自廈門法拉電子，規(guī)格為0.018μF1600V，兩組共計12顆。

用于檢測初級電流的電流互感器特寫，底部設(shè)有電木板絕緣。

變壓器采用利茲線繞制，磁芯底部打膠加固。

散熱片固定整流二極管。

散熱片背面設(shè)有格柵，增大散熱面積。

整流管來自揚杰科技，型號MUR7560PL，為超快恢復(fù)二極管，規(guī)格為600V 75A，采用TO-247AC封裝。

散熱片側(cè)面設(shè)有熱敏電阻，用于檢測溫度。

兩顆輸出濾波電容來自艾華，規(guī)格為550V150μF。

用于輸出控制的繼電器來自宏發(fā)，型號HFE10-1/12ZST-L2，為磁保持繼電器，采用雙線圈磁保持，線圈電壓為12V，內(nèi)置一組轉(zhuǎn)換觸點。

兩顆1mΩ電阻并聯(lián)檢測輸出電流。

濾波電感采用漆包線繞制。

薄膜濾波電容來自廈門法拉電子，規(guī)格為4μF1200V。

散熱片固定防反灌二極管。

散熱片背面設(shè)有格柵，增大散熱面積。

二極管來自捷捷微電，型號GP6016SL，規(guī)格為1600V 60A，采用TO-247J-2L封裝。

防反灌二極管背面阻容吸收電路特寫。

輸出放電管來自華微電子，型號JCS3AN150FA，NMOS,耐壓1500V，導(dǎo)阻8Ω，采用TO-220MF封裝。

放電電阻來自永星電子，為RX911型線繞電阻器，規(guī)格為5W200Ω。

濾波電容規(guī)格為100V22μF。

PCBA模塊側(cè)面焊接控制小板。

控制小板正面焊接LLC控制器，存儲器，運放，穩(wěn)壓芯片和與門芯片。

小板背面設(shè)有運放，電壓比較器和與門芯片。

LLC控制器來自TI德州儀器，為C2000系列實時微控制器，型號為TMS320F28034PNT，芯片內(nèi)置32位CPU內(nèi)核，主頻60MHz，支持連動運算，快速中斷響應(yīng)和處理，內(nèi)置128KB閃存。可用于空調(diào)外機，DC-DC，逆變器和電機控制，OBC，充電樁，BLDC電機驅(qū)動等用途，采用LQFP80封裝。

20.000MHz時鐘晶振特寫。

穩(wěn)壓芯片來自達(dá)爾，型號為AZ1117D-3.3TRE1，輸出電壓為3.3V。

存儲器來自上海貝嶺，型號BL24C128A，容量為16KB，支持1.7-5.5V工作電壓，采用SOP8封裝。

兩顆運放來自德州儀器，型號OPA2171，為雙路低功耗運算放大器，支持36V供電電壓，采用SOIC8封裝。

與門芯片來自安世半導(dǎo)體，型號74HC08D。

繼電器驅(qū)動芯片來自明達(dá)微，型號MD7620A，為雙向磁保持繼電器驅(qū)動，最大驅(qū)動電流800mA，內(nèi)部集成續(xù)流二極管，采用SOT23-6封裝。

貼片LED指示燈特寫。

小板背面設(shè)有德州儀器OPA2171雙運放。

小板背面設(shè)有明達(dá)微MD7620A驅(qū)動芯片。

運放來自德州儀器，型號LMV324，為四通道運算放大器，采用TSSOP14封裝。

電壓比較器來自德州儀器，絲印MAP，型號LM2903。

與門芯片來自安世半導(dǎo)體，型號74HC08D。

輔助電源和隔離通信小板焊接在PCBA模塊側(cè)面。

小板內(nèi)側(cè)一覽，中間位置設(shè)有變壓器，左右兩側(cè)均設(shè)有穩(wěn)壓芯片。

另一側(cè)設(shè)有電源主控芯片，初級開關(guān)管和隔離芯片。

電源主控芯片來自德州儀器，型號UCC28C45。

開關(guān)管來自英飛凌，型號IRFR220N，NMOS，耐壓200V，導(dǎo)阻600mΩ，采用D-PAK封裝。

變壓器線圈纏繞高溫膠帶絕緣。

整流二極管和穩(wěn)壓管特寫。

穩(wěn)壓芯片來自友順，型號UTC78L05G.

兩顆整流二極管特寫。

穩(wěn)壓芯片來自達(dá)爾，型號AZ1117D-5.0TRE1。

隔離通信芯片來自德州儀器，型號ISO1050，是一顆隔離CAN總線收發(fā)器，芯片符合ISO11898-2要求，支持3.3V和5V IO電壓，采用SOIC16封裝。

電源主控芯片來自德州儀器，型號UCC28C45。

開關(guān)管來自英飛凌，型號IRFR220N。

變壓器磁芯纏繞膠帶絕緣。

兩顆開關(guān)管來自佳恩半導(dǎo)體，型號JFFM7N90C，NMOS，耐壓900V，導(dǎo)阻1.65Ω，采用TO-220F封裝。

另一顆變壓器磁芯纏繞膠帶絕緣。

兩顆濾波電容規(guī)格為35V220μF。

濾波電容規(guī)格為25V47μF。

光寶LTV-1004光耦特寫。

濾波電容規(guī)格為35V220μF。

濾波電容規(guī)格為25V47μF。

輸出插座附近設(shè)有MLCC濾波電容，通過膠水覆蓋保護(hù)。

小板通過螺絲固定。

殼體內(nèi)部設(shè)有透光窗口。

小板正面設(shè)有三顆LED數(shù)碼管，三顆LED指示燈，兩顆按鍵和一顆移位寄存器。

小板背面焊接三顆移位寄存器。

三顆LED數(shù)碼管特寫。

下方設(shè)有三顆貼片LED。

移位寄存器來自圣邦，型號74AHC595，是一個帶有輸出鎖存器的8位串行輸入 / 串行輸出或并行輸出移位寄存器，采用TSSOP16封裝。

小板背面三顆移位寄存器型號相同。

散熱風(fēng)扇來自廣泰永立，型號MGT8012UB-R38，規(guī)格為12V2.6A，具備IP55防護(hù)能力。

全部拆解一覽，來張全家福。

充電頭網(wǎng)拆解總結(jié)

最后附上優(yōu)優(yōu)綠能UR100020-SW充電模塊的核心器件清單，方便大家查閱。

優(yōu)優(yōu)綠能UR100020-SW充電模塊支持三相交流380V輸入，支持1000V輸出電壓，適用于不同電壓平臺新能源汽車充電。充電模塊面板設(shè)有兩個散熱風(fēng)扇，吸入空氣，熱空氣從后方吹出。充電模塊尾部設(shè)有連接端子，便于安裝維護(hù)。模塊具備多重保護(hù)功能，包括輸入輸出過壓欠壓，過流和短路保護(hù)。模塊內(nèi)部采用DSP控制，面板設(shè)有數(shù)碼管顯示信息，并具備CAN通信接口。

充電頭網(wǎng)通過拆解了解到，優(yōu)優(yōu)綠能UR100020-SW充電模塊采用金屬外殼，前面板內(nèi)部設(shè)有散熱風(fēng)扇，與外殼組成風(fēng)道用于散熱。殼體內(nèi)部設(shè)有兩塊PCBA模塊，分別為PFC和LLC部分，通過小板和導(dǎo)線連接。

PFC控制器采用德州儀器TMS320F28027PT控制器，通過納芯微NSi1200隔離放大器進(jìn)行電流采樣，由瞻芯電子IVCR2403進(jìn)行驅(qū)動。PFC開關(guān)管采用士蘭微電子SGTP75V65FDB1P7 IGBT，搭配使用揚杰科技YJD112020NGG2碳化硅二極管整流。

LLC控制器采用德州儀器TMS320F28034PNT控制器，開關(guān)管采用尚陽通SRC60R025FBS，搭配使用揚杰科技MUR7560PL超快恢復(fù)二極管整流。充電模塊中電解電容為艾華品牌，薄膜電容為法拉電子品牌。PCBA模塊采用灌封工藝，背面涂有三防漆，有效提升產(chǎn)品可靠性，保障用戶使用體驗。