PFC+LLC高效拓?fù)湓O(shè)計，高斯寶電氣15kW新能源汽車充電模塊拆解

前言

充電頭網(wǎng)淘到了高斯寶電氣GC75020-T-HI新能源充電模塊，這款模塊采用電鍍金屬外殼，通過螺絲組裝，并粘貼信息標(biāo)簽。模塊采用三相380V交流輸入，額定輸出電壓為750V，額定輸出電流為20A，輸出功率為15kW。

充電模塊為熱插拔設(shè)計，面板一側(cè)設(shè)有固定螺絲，內(nèi)部設(shè)有散熱風(fēng)扇，并設(shè)有指示燈和撥碼開關(guān)。模塊背面設(shè)有交流輸入和直流輸出連接器。下面就帶來高斯寶電氣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。

高斯寶電氣GC75020-T-HI充電模塊外觀

高斯寶電氣GC75050-T-HI充電模塊采用金屬外殼。

充電模塊機身標(biāo)簽特寫：

交流輸入：380V~；323-437V~ 90A MAX

直流輸出：750V?20A MAX

輸出功率：15kW MAX

深圳高斯寶電氣技術(shù)有限公司 中國制造

充電模塊前面板設(shè)有指示燈，撥碼開關(guān)和散熱風(fēng)扇。

指示燈用于運行狀態(tài)指示。

撥碼開關(guān)用于模塊地址設(shè)定。

網(wǎng)孔內(nèi)部設(shè)有散熱風(fēng)扇。

模塊背面設(shè)有交流輸入端子和直流輸出端子。

三相交流輸入端子特寫。

直流輸出端子特寫。

測得充電模塊機身長度約為449mm。

充電模塊機身寬度約為220mm。

充電模塊機身厚度約為84mm。

測得充電模塊機身重量約為10.2kg。

高斯寶電氣GC75020-T-HI充電模塊拆解

看完了高斯寶電氣這款充電模塊的外觀，下面就進(jìn)行拆解，一起看看內(nèi)部的設(shè)計和用料。

首先擰開固定螺絲，拆開充電模塊外殼，充電模塊內(nèi)部分為PFC模塊和LLC模塊。

左側(cè)PFC模塊通過螺絲固定在殼體內(nèi)部。

PCBA模塊正面一覽，左上角為交流輸入端，設(shè)有保險絲，壓敏電阻，下方設(shè)有安規(guī)X2電容和共模電感。在共模電感右側(cè)設(shè)有軟啟動繼電器和啟動電阻，上方設(shè)有輔助電源。中間位置設(shè)有PFC電感，右側(cè)設(shè)有PFC開關(guān)管和整流管，并設(shè)有濾波電容。在中間上方設(shè)有控制小板。

PCBA模塊背面設(shè)有隔離驅(qū)動器和輔助電源芯片。

焊接拆下PCBA模塊的小板和功率管等器件，繼續(xù)進(jìn)行拆解。

輸入端設(shè)有保險絲，壓敏電阻，Y電容。

保險絲為兩顆并聯(lián)，外套熱縮管絕緣。

保險絲之間設(shè)有壓敏電阻。

壓敏電阻來自君耀，型號102KD20。

Y電容來自松田電子，型號CD472M。

兩顆Y電容來自松田電子。

氣體放電管外套熱縮管絕緣。

安規(guī)X2電容來自華容電子，規(guī)格為2.2μF。

共模電感采用漆包線繞制。

繼電器來自漢格電子，型號HATF901ASDC12-1，內(nèi)置一組常開觸點，觸點容量為30A，線圈電壓12V。

另一顆繼電器型號相同。

軟啟動電阻規(guī)格為5W75Ω，兩顆串聯(lián)。

另一組軟啟動電阻特寫。

六顆PFC電感特寫，采用漆包線繞制，底部設(shè)有電木板絕緣。

散熱片之間還設(shè)有高壓濾波電容和薄膜濾波電容。

拆下散熱片，在散熱片上固定整流橋，PFC開關(guān)管和PFC整流管。

整流橋來自威世，型號PB5010，規(guī)格為45A 1000V，采用PB封裝。

PFC開關(guān)管來自力特，型號IXFH46N65X2，NMOS，耐壓650V，導(dǎo)阻69mΩ，采用TO-247封裝。

PFC整流管來自微芯科技，型號APT60DQ120BG，為超快軟恢復(fù)二極管，規(guī)格為1200V 60A，采用TO-247封裝。

高壓濾波電容來自豐賓，規(guī)格為220μF450V。

薄膜濾波電容來自華容，規(guī)格為1.2μF630V。

隔離驅(qū)動器來自思佳迅，型號Si8235BD，芯片具備4A驅(qū)動能力，支持24V供電電壓，符合UL1577認(rèn)證，具備5kVrms隔離能力，采用SOIC-16WB封裝。

共使用三顆隔離驅(qū)動器對應(yīng)6顆PFC開關(guān)管。

第三顆隔離驅(qū)動器特寫。

輔助電源芯片來自安森美，型號UC2843B，是一顆高性能PWM控制器，用于開關(guān)電源和DC-DC轉(zhuǎn)換器應(yīng)用，采用SOIC-8封裝。

濾波電容來自紅寶石，規(guī)格為25V470μF。

另一顆濾波電容規(guī)格為25V220μF。

驅(qū)動三極管來自安森美，型號MJE172G，為PNP型三極管，規(guī)格為100V 3A，采用TO-225封裝。

另一顆型號MJE182G，為NPN型三極管，規(guī)格為100V 3A，采用TO-225封裝。

三極管來自安森美，型號TIP41C，為NPN型三極管，規(guī)格為100V 6A，采用TO-220封裝。

另一顆輔助電源芯片為安森美UC2842B，采用SOIC-8封裝。

兩顆濾波電容來自尼吉康，規(guī)格為10μF450V。

藍(lán)色Y電容來自松田電子。

電流互感器特寫。

初級開關(guān)管來自意法半導(dǎo)體，型號STF5NK100Z，NMOS，耐壓1000V，導(dǎo)阻2.7Ω，采用TO-220FP封裝。

輔助電源變壓器磁芯纏繞膠帶絕緣。

藍(lán)色Y電容來自松田電子。

變壓器輸出側(cè)設(shè)有整流二極管。

整流管來自安森美，型號RHRP8120，為超快恢復(fù)二極管，規(guī)格為8A 1200V，采用TO-220AC-2L封裝。

濾波電容來自紅寶石，規(guī)格為250V22μF。

整流管來自瑞能，型號BYQ28E-200，為快恢復(fù)整流管，規(guī)格為200V 10A，采用TO-220AB封裝。

兩顆濾波電容規(guī)格為25V470μF。

三端穩(wěn)壓芯片來自意法半導(dǎo)體，型號L7805ACV，支持35V輸入電壓，輸出電壓5V，輸出電流1.5A，采用TO-220封裝。

兩顆濾波電容來自紅寶石，規(guī)格為16V1000μF。

濾波電容來自紅寶石，規(guī)格為25V220μF。

穩(wěn)壓芯片來自意法半導(dǎo)體，型號L79L05，采用TO-92封裝。

濾波電容來自紅寶石，規(guī)格為25V220μF。

另一顆濾波電容規(guī)格相同。

變壓器用于為隔離驅(qū)動器供電。

濾波電容規(guī)格為25V470μF。

另一顆濾波電容規(guī)格相同。

兩顆濾波電容規(guī)格相同。

PFC控制板內(nèi)側(cè)設(shè)有PFC控制器，右側(cè)設(shè)有與門和運放，左側(cè)設(shè)有隔離光耦，穩(wěn)壓芯片，與門和存儲器。

外側(cè)設(shè)有運放和復(fù)位芯片。

PFC控制器來自德州儀器，為C2000系列實時微控制器，型號TMS320F2806，芯片內(nèi)置32位CPU內(nèi)核，主頻100MHz，支持連動運算，快速中斷響應(yīng)和處理，內(nèi)置64KB閃存，具備16個PWM輸出，支持SPI，UART，CAN和I2C通信接口，內(nèi)部集成12位ADC，采用LQFP100封裝。

20.000MHz有源時鐘晶振特寫。

存儲器來自微芯科技，型號AT24C128C，容量為16KB，支持1.7-5.5V工作電壓，采用SOIC-8封裝。

復(fù)位芯片來自亞德諾半導(dǎo)體，型號ADM706S，是一顆高精度電壓監(jiān)控芯片，并提供獨立的看門狗監(jiān)控電路，采用SOIC8封裝。

穩(wěn)壓芯片來自上海貝嶺，型號BL1117，芯片輸入耐壓12V，輸出電流1A，分別為3.3V和1.8V輸出，采用TO-252封裝。

兩顆與門來自德州儀器，絲印HC08，型號SN74HC08，為四路2輸入與門，采用SOP14封裝。

另一顆與門芯片型號相同。

運放來自安森美，型號LM2904，是一顆單電源供電的雙運放，采用SOIC8封裝。

小板背面還設(shè)有一顆同型號的運放。

高速光耦來自光寶，型號6N137，為單通道高速光耦，采用貼片封裝。

光寶LTV-817光耦特寫。

光耦來自瑞薩，型號PS2701。

另一顆同型號的光耦特寫。

小板一面焊接一顆電壓比較器和三顆運放。

另一面也焊接一顆電壓比較器和三顆運放。

安森美LM2903雙路電壓比較器用于過電流檢測，采用SOIC-8封裝。

三顆安森美LM2904運放特寫。

另一面設(shè)有安森美LM2903電壓比較器。

三顆安森美LM2904運放特寫。

瑞薩 PS2701 光耦用于隔離通信。

兩顆隔離放大器來自東芝，型號TLP7920，用于交流輸入電流檢測，中間設(shè)有隔離變壓器，并打膠加固。

隔離變壓器磁芯纏繞膠帶絕緣。

LLC模塊通過螺絲固定在殼體內(nèi)部。

PCBA模塊正面一覽，右側(cè)設(shè)有驅(qū)動變壓器，全橋LLC開關(guān)管，散熱片，濾波電容，濾波電感和諧振電容。中間位置設(shè)有變壓器和諧振電感。左側(cè)設(shè)有整流管，濾波電感和濾波電容。

背面設(shè)有隔離芯片，驅(qū)動器和輔助電源芯片。

焊接拆下PCBA模塊的小板和功率管等器件，繼續(xù)進(jìn)行拆解。

PFC模塊升壓輸出通過連接器連接到LLC模塊。

濾波電感采用漆包線繞制。

輸入濾波電容共計12顆。

濾波電容來自豐賓，規(guī)格為100μF450V。

四顆薄膜濾波電容來自華容，規(guī)格為0.33μF630V。

拆下散熱片，散熱片固定LLC開關(guān)管和快恢復(fù)二極管。

LLC開關(guān)管來自英飛凌，絲印65F6041，型號IPW65R041CFD，NMOS，耐壓650V，導(dǎo)阻41mΩ，采用TO-247封裝。

快恢復(fù)二極管來自華微電子，型號30F60W，規(guī)格為600V 30A，采用TO-247-2L封裝。

隔離驅(qū)動器來自思佳迅，型號Si8235BD，共四顆對應(yīng)全橋LLC應(yīng)用。

對應(yīng)每顆開關(guān)管都設(shè)有一顆驅(qū)動器。

驅(qū)動器來自力特，型號IXDN604SIA，為雙路4A超快驅(qū)動器，支持4.5-35V供電范圍，支持125℃工作溫度，采用SOIC8封裝。

為驅(qū)動器供電的隔離變壓器特寫，共設(shè)有兩組對應(yīng)兩路全橋LLC。

輸出設(shè)有四顆濾波電容。

濾波電容規(guī)格均為25V220μF。

濾波電容來自紅寶石，規(guī)格為25V1000μF。

藍(lán)色Y電容來自松田電子。

諧振電容和快恢復(fù)二極管特寫。

諧振電容為六顆并聯(lián)。

諧振電容來自華容，規(guī)格為0.022μF1000V。

快恢復(fù)二極管來自力特，型號DSEI30-12A，為快恢復(fù)二極管，規(guī)格為1200V 30A，采用TO-247封裝。

其中一組諧振電感和變壓器一覽，右側(cè)兩顆為諧振電感，左側(cè)和中間位置為變壓器，均為串聯(lián)連接。

輸出端設(shè)有整流二極管和濾波電容。

整流二極管和溫度傳感器固定在散熱片上。

整流管采用華微電子30F60W，四片散熱片共設(shè)有16顆。

溫度傳感器來自德州儀器，型號LM35DT，為高精度攝氏溫度傳感器，支持4-30V工作電壓，支持-55~150℃應(yīng)用，采用TO-220封裝。

薄膜濾波電容來自華容，規(guī)格為1.2μF630V。

濾波電容來自豐賓，規(guī)格為100μF450V。

磁環(huán)電感采用漆包線繞制。

散熱片設(shè)有輔助電源開關(guān)管和整流橋。

整流橋來自揚杰科技，型號GBJ3510，規(guī)格為1000V 35A，采用6KBJ封裝。

輸出端也設(shè)有濾波電感。

保險絲外套熱縮管絕緣，用于輸出過流保護(hù)。

薄膜濾波電容規(guī)格為0.022μF1000V。

直流輸出端插座特寫。

放電開關(guān)管來自意法半導(dǎo)體，型號STD2NK90ZT4，NMOS，耐壓900V，導(dǎo)阻6.5Ω，采用DPAK封裝。

輔助電源芯片采用安森美UC2843B。

開關(guān)管來自英飛凌，型號IRF630N，NMOS，耐壓200V，導(dǎo)阻300mΩ，采用TO-220封裝。

輔助電源芯片采用安森美UC2844B。

濾波電容來自尼吉康，規(guī)格為10μF450V。

初級開關(guān)管來自意法半導(dǎo)體，型號STF5NK100Z。

電流互感器特寫。

輔助電源變壓器特寫。

整流管來自瑞能，型號BYQ28E-200，為超快恢復(fù)二極管，規(guī)格為200V 10A，采用TO220封裝。

濾波電容規(guī)格為25V1000μF。

穩(wěn)壓芯片來自意法半導(dǎo)體，型號L7805ACV。

另一顆濾波電容規(guī)格為10μF450V。

變壓器旁設(shè)有濾波電感。

藍(lán)色Y電容來自松田電子。

三顆濾波電容來自紅寶石，規(guī)格為25V220μF。

控制小板外側(cè)設(shè)有與門和復(fù)位芯片。

內(nèi)側(cè)設(shè)有控制器，晶振，存儲器，與門。左側(cè)設(shè)有CAN收發(fā)器，隔離芯片，運放和電壓比較器。

LLC控制器采用德州儀器TMS320F2806。

芯片外置20.000MHz時鐘晶振。

存儲器來自微芯科技，型號AT24C128C。

兩顆穩(wěn)壓芯片來自上海貝嶺，型號BL1117。

與門來自德州儀器，型號SN74HC08。

另一顆與門芯片型號相同。

運放來自亞德諾半導(dǎo)體，型號AD8066，為高性能FastFET運算放大器，支持5-24V寬電源電壓范圍，帶寬為145MHz，通過汽車應(yīng)用認(rèn)證，采用SOIC-8封裝。

電壓比較器采用安森美LM2903。

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。

隔離芯片來自思佳迅，型號Si8621BD，為低功耗雙通道數(shù)字隔離器，支持150Mbps速率，支持工業(yè)和汽車應(yīng)用，具備5kV隔離能力，采用WB SOIC-16封裝。

CAN收發(fā)器來自恩智浦，型號PCA82C241，兼容ISO 11898-24V標(biāo)準(zhǔn)，具備低電流待機模式，具備熱保護(hù)功能，采用SO8封裝。

控制板另一面設(shè)有復(fù)位芯片，來自亞德諾半導(dǎo)體，型號ADM706S。

與門來自德州儀器，型號SN74HC08。

散熱風(fēng)扇固定在內(nèi)部支架上。

散熱風(fēng)扇來自富士康，型號PVA080K12R，規(guī)格為12V 1.35A。

指示燈小板正面設(shè)有紅黃綠三顆LED。

全部拆解一覽，來張全家福。

充電頭網(wǎng)拆解總結(jié)

最后附上高斯寶電氣GC75020-T-HI充電模塊的核心器件清單，方便大家查閱。

高斯寶電氣GC75020-T-HI充電模塊支持三相交流380V輸入，支持750V輸出電壓，輸出電流為20A，輸出功率為15kW。充電模塊為熱插拔設(shè)計，面板設(shè)有固定螺絲，指示燈和散熱風(fēng)扇。模塊尾部設(shè)有連接端子，便于安裝維護(hù)。

充電頭網(wǎng)通過拆解了解到，高斯寶電氣GC75020-T-HI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)道進(jìn)行散熱。殼體分為上下兩片，內(nèi)部分別固定PFC模塊和LLC模塊，之間通過導(dǎo)線和插接件連接。

PFC和LLC控制器均采用德州儀器TMS320F2806，使用東芝TLP7920進(jìn)行隔離電流檢測，通過思佳迅Si8235BD隔離驅(qū)動器驅(qū)動PFC開關(guān)管，PFC開關(guān)管采用力特IXFH46N65X2，搭配使用微芯科技APT60DQ120BG整流管。

LLC使用思佳迅Si8235BD隔離驅(qū)動器搭配力特IXDN604SIA驅(qū)動器，開關(guān)管采用英飛凌IPW65R041CFD，整流管采用華微電子30F60W。充電模塊內(nèi)部電解電容為豐賓，尼吉康和紅寶石品牌，元器件打膠加固，PCBA模塊涂有三防漆絕緣保護(hù)，做工用料扎實。