三相交流输入,英飞源40kW新能源汽车碳化硅充电模块拆解

前言

充电头网采购到了英飞源REG1K0135A2新能源汽车充电模块,这款模块采用金属外壳,通过螺丝组装,机身正面粘贴信息标签。充电模块采用三相交流输入,支持260~530V输入电压,支持150-1000V直流输出,输出电流为133A,额定输出功率40kW,适配800V平台的新能源汽车充电。

英飞源这款充电模块采用全新拓扑和全碳化硅设计,综合转换效率>96%,峰值转换效率>97%,模块内部采用专利的功率管散热器一体化设计,并进行灌胶处理,可靠性远高于传统风冷散热产品。下面充电头网就带来英飞源这款新能源汽车充电模块的拆解,一起看看内部的设计和用料。

英飞源新能源汽车碳化硅充电模块外观

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英飞源REG1K0135A2充电模块采用金属外壳,内部PCBA模块通过螺丝柱固定在壳体上。

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充电模块机身标签特写:

型号:REG1K0135A2

交流输入:260~530V/76A

直流输出:150-1000V/0-133A

额定功率:40kW

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机身背面也设有螺丝柱,固定内部PCBA模块。

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机身前面板两侧设有固定螺丝,左侧设有LED指示灯和拨码开关,中间位置设有提手和散热风扇。

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LED指示灯和拨码开关一览。

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中间位置设有安装提手。

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壳体侧面通过螺丝固定,并粘贴封机标签。

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壳体另一侧也通过螺丝固定。

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充电模块背面设有交流输入连接器和直流输出连接器。

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交流输入连接器为四针设计,并具有防反接设计。

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直流输出连接器和CAN通信接口特写。

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测得充电模块机身长度约为403mm。

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机身宽度约为298mm。

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机身厚度约为84.1mm。

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测得充电模块重量约为15.5kg。

英飞源新能源汽车碳化硅充电模块拆解

看完了英飞源这款新能源汽车充电模块的外观展示,下面就进行拆解,一起看看内部的设计和用料。

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首先拧开前面板的固定螺丝和机身侧面的固定螺丝,内部PCBA模块通过导线连接。

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前面板内部指示灯和拨码开关小板通过排线连接。

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排线通过连接器连接,并粘贴高温胶带加强绝缘。

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PFC模块正面一览,左上角为交流输入端,设有保险丝,压敏电阻,下方设有安规X2电容,共模电感。右侧设有继电器和启动电阻,中间位置为PFC升压电感。右侧上方为辅助电源,下方散热片为PFC开关管和整流管散热,右侧下方设有高压滤波电容。贴片元件涂有灰色胶水密封覆盖。

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PFC模块背面设有PFC控制器,运放,稳压芯片,隔离芯片和驱动器。对应过孔焊点和电压取样电阻位置打胶密封。

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输入端三颗保险丝规格为100A 500VAC。

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压敏电阻来自TDK,丝印S20K425。

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压敏电阻来自TDK,丝印S20K460K1。

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气体放电管外套热缩管绝缘。

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蓝色Y电容来自南方宏明。

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共模电感采用漆包线绕制,底部设有电木板绝缘。

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另一颗共模电感也是同样的设计。

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蓝色Y电容来自南方宏明。

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薄膜Y电容来自厦门法拉电子。

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安规X2电容来自中星,规格为4.7μF。

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共9颗安规X2电容规格相同。

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4颗软启动继电器和6颗软启动电阻特写。

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软启动继电器来自高登,型号GK-A-1A-12DHCFT,内置一组常开触点,触点容量40A 250V,线圈电压12V。

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软启动电阻来自永星电子,规格为5W75Ω,三颗串联。

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另一组启动电阻规格相同。

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两颗电阻来自永星电子,为RMG10功率型塑封电阻,规格为15Ω,采用TO220封装。

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三颗PFC升压电感特写。

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PFC升压电感采用扁铜线绕制,磁芯缠绕胶带绝缘。左侧散热片设有热敏电阻用于检测温度。

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PFC升压电感侧面设有薄膜电容。

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4颗3mΩ取样电阻用于电感电流检测。

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另一组取样电阻特写。

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用于电流采样的隔离芯片来自德州仪器,型号AMC1200B,为高精度隔离放大器,采用SOIC8封装。

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用于供电的隔离变压器特写。

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散热片上固定PFC开关管和整流管。

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PFC开关管来自尚阳通,型号SRC60R022FBS,NMOS,耐压600V,导阻22mΩ,采用TO-247封装。

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PFC整流管来自三安半导体,丝印DS120040H3,型号SDS120J40H3,为碳化硅二极管,规格为1200V 40A,采用TO-247-2L封装。

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输出滤波电容来自江海,为CD296系列长寿命电解电容,规格为475V680μF,3并2串连接,电容之间打胶加固。

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散热片侧面设有滤波电容,规格为25V470μF,并设有散热风扇接口。

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PFC控制器来自德州仪器,为C2000系列实时微控制器,型号为TMS320F28035PAG,芯片内置32位CPU内核,主频60MHz,支持连动运算,快速中断响应和处理,内置128KB闪存。可用于空调外机,DC-DC,逆变器和电机控制,OBC,充电桩,BLDC电机驱动等用途,采用TQFP64封装。

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PFC控制器外置20MHz贴片晶振。

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指示运行状态的LED指示灯特写。

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存储器来自辉芒微,型号FT24C512A,容量为64KB,支持1.8-5.5V供电电压,采用SOP8封装。

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模拟多路复用器来自安世半导体,丝印FN74HC4051,采用SO16封装。

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运放来自达尔,型号AS358MTR-E1,为低功耗双运放,采用SO-8封装。

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右侧还设有两颗AS358MTR-E1运放。

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四颗达尔AS358MTR-E1运放特写。

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稳压芯片来自达尔,型号AZ1117D-5.0TRE1,支持20V输入电压,输出电压5V,输出电流1A,采用TO252-2封装。

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另一颗稳压芯片型号为AZ1117D-3.3TRE1,输出电压为3.3V。

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两颗稳压芯片来自友顺,型号78L05,支持30V输入电压,输出电压5V,输出电流100mA,采用SOP-8封装。

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隔离通信芯片来自德州仪器,型号ISO7742F,为四通道增强型数字隔离器,具备两个正向通道和两个反向通道,采用SOIC(DW)16封装。

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缓冲器来自德州仪器,丝印C95,型号SN74LVC1G34,为单通道缓冲器,支持1.65-5.5V工作电压范围,采用SC70封装,共使用三颗对应三相PFC驱动。

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隔离驱动器来自纳芯微,型号NSi6801BD,是一颗单通道兼容光耦输入的隔离式栅极驱动器,支持IGBT,MOS和GaN应用,具备5A的峰值拉灌电流,采用SOW6封装,共使用三颗对应三相PFC隔离。

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驱动器来自茂睿芯,型号MD18624,为5A峰值驱动电流的双路低侧驱动器,芯片支持4.5-26V工作电压,输入引脚耐压-10~26V,支持1MHz开关频率,具备5A拉电流和灌电流能力,采用SOP-8封装,共使用6颗用于PFC开关管驱动。

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茂睿芯 MD18624 资料信息。

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还设有一颗单独的MD18624驱动器,用于隔离电源供电。

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辅助电源芯片来自德州仪器,丝印28C45,型号UCC28C45,是一颗低功耗电流模式控制器,支持1MHz开关频率,采用SOIC-8封装。

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辅助电源开关管来自士兰微电子,型号SVF9N90F,NMOS,耐压900V,导阻1.1Ω,采用TO-220F-3L封装。

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辅助电源变压器特写,采用利兹线绕制。

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变压器一侧设有元件通过热缩管包裹。

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变压器侧面热缩管内部设有电阻。

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反馈光耦来自光宝,型号LTV-816C。

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整流管来自长晶科技,型号SBDD20100CT,为肖特基二极管,规格为100V20A,采用TO-252-2L封装。

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稳压芯片来自长晶科技,型号CJ79L05,支持-30V输入电压,输出电压为-5V,输出电流100mA,采用SOT-89-3L封装。

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滤波电容来自格力新元,规格为16V2200μF。

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另一颗滤波电容规格为35V220μF。

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用于供电的隔离变压器特写。

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两颗薄膜电容来自中星,规格为600V 12μF。

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电解电容规格为16V2200μF。

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安规Y电容来自南方宏明。

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LLC模块正面一览,右侧中间位置设有薄膜滤波电容,LLC开关管,谐振电容,谐振电感,继电器和切换开关管。中间上方位置设有滤波电感和薄膜滤波电容,中间位置设有散热片为整流管散热,下方设有LLC变压器。左下角设有滤波电解电容和滤波电感,左侧上方设有输出连接器和防反接二极管。

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LLC模块背面设有LLC控制器,模拟多路复用器,驱动器,隔离芯片,同步降压转换器等元件。背面两侧粘贴胶条密封,防止异物进入。

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输入端薄膜滤波电容来自中星,规格为1000V 6μF。

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一组两片散热片固定两颗LLC开关管。

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散热片背面设有格栅增大散热面积。

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LLC开关管来自飞锃半导体,型号ACM035P120QNN,为碳化硅MOS管,耐压1200V,导阻33mΩ,采用TO-247-4封装。器件为工业级,适用于电机驱动,太阳能/风力逆变,新能源汽车充电以及UPS应用。

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另一组两片散热片设有两颗LLC开关管和一颗碳化硅二极管。

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散热片背面设有格栅增大散热面积。

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LLC开关管采用飞锃半导体ACM035P120QNN。

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碳化硅二极管来自飞锃半导体,型号ACD20PS120ANX,规格为1200V 20A,采用TO247-2封装。

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3颗3mΩ取样电阻并联,用于检测输入电流。

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电压比较器来自德州仪器,丝印MV393I,型号LMV393,为双通道通用低电压比较器,采用SOIC8封装。

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稳压芯片采用长晶科技CJ79L05。

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隔离驱动器采用纳芯微NSi6801BD。

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薄膜滤波电容规格为250V0.56μF。

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谐振电容使用7颗并联。

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谐振电容规格为250V3.3μF。

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谐振电感采用利兹线绕制。

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两颗切换继电器来自中汇瑞德,型号CHC-D90/VB-12LAB,触点容量90A,线圈电压12V。

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四颗IGBT来自华润微,型号CRG75T65CK5SD,规格为650V 75A,采用TO-247封装。

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变压器采用利兹线绕制,磁芯粘贴高温胶带绝缘。

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16颗整流管固定在散热片上,并设有塑料密封支架,通过螺丝固定。

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整流管使用螺丝固定在散热片上。

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碳化硅二极管来自飞锃半导体,型号ACD40PD120AN,规格为1200V 40A,采用TO247-2封装。

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散热片侧面使用螺丝固定热敏电阻检测温度。

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两颗薄膜电容规格为1000V 6μF。

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滤波电感使用扁铜线绕制,并设有电木板绝缘。

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三颗切换继电器采用中汇瑞德CHC-D90/VB-12LAB。

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三颗取样电阻并联,用于检测输出电流。

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两颗滤波电容来自格力新元,规格为550V220μF。

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滤波电感采用漆包线绕制,磁环包裹高温胶带绝缘。

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两颗滤波电容规格为550V47μF。

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放电电阻采用四颗串联,规格为5W75Ω。

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放电开关管来自士兰微电子,型号SVF4N150F,NMOS,耐压1500V,导阻5Ω,采用TO-220F-3L封装。

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薄膜Y电容特写。

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另一颗滤波电感特写。

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两颗薄膜滤波电容规格为1200V 1μF。

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输出防反接二极管固定在散热片上,散热片上设有热敏电阻检测温度。

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散热片背面设有格栅增大散热面积。

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防反接二极管来自乐山希尔,型号90EPS16 H,规格为1600V 90A,采用TO-247封装。

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用于检测散热片温度的热敏电阻特写。

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LLC控制器采用德州仪器TMS320F28035PAG,与PFC控制器型号相同。

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芯片外置20.000MHz贴片晶振。

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存储器采用辉芒微FT24C512A。

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模拟多路复用器采用安世半导体FN74HC4051。

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模拟开关来自思瑞浦,型号TPW4053,是一款三单刀双掷模拟开关,具备三个数字选择输入,采用TSSOP-16封装。

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用于隔离供电变压器的驱动器采用茂睿芯MD18624。

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隔离供电变压器特写。

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用于驱动隔离变压器的驱动器采用茂睿芯MD18624。

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另一颗驱动器型号相同。

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两颗隔离变压器用于驱动LLC开关管,采用绝缘线绕制,缠绕高温胶带绝缘。

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隔离驱动器来自数明半导体,型号SLM345,是一颗5kVrms隔离能力的单通道栅极驱动器,具备1A驱动电流,采用SOP6W封装。

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亿光 EL1018隔离光耦特写。

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另一颗隔离光耦型号相同。

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降压芯片来自德州仪器,丝印4202,型号TPS54202,是一颗4.5-28V输入电压,2A输出电流的同步降压转换器,采用SOT23封装。

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搭配使用的10μH降压电感特写。

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另一颗降压芯片同样采用德州仪器TPS54202。

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搭配使用的10μH降压电感特写。

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稳压芯片来自达尔,型号AZ1117D-3.3TRE1。

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亿光 EL1018隔离光耦特写。

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另外两颗同型号的隔离光耦特写。

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驱动继电器的驱动器采用茂睿芯MD18624,共使用四颗用于继电器切换,其中两颗为一组,节省篇幅不再赘述。

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用于碳化硅MOS管栅极驱动的MOS管来自真茂佳,型号ZM240P03M,PMOS,耐压-30V,导阻24mΩ,采用DFN3*3封装。

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隔离CAN收发器来自纳芯微,型号NSi1050,兼容ISO11898-2标准,支持5kVrms绝缘耐压,数据传输速率为1Mbps,采用SOW16封装。

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隔离光耦采用亿光EL1018。

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隔离供电变压器特写。

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稳压芯片来自达尔,型号AZ1117D-5.0RE1。

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三颗滤波电感特写。

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三颗散热风扇特写。

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散热风扇来自广泰永立,型号MGT8012VB-W38,规格为DC12V 2.8A,具备IP55防护能力。

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全部拆解一览,来张全家福。

充电头网拆解总结

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最后附上英飞源碳化硅新能源汽车充电模块的核心器件清单,方便大家查阅。

英飞源REG1K0135A2新能源汽车充电模块采用三相交流输入,支持260~530V输入电压,直流输出电压范围为150-1000V,输出电流为133A,额定输出功率40kW,适用于不同电压平台新能源汽车充电。模块面板设有指示灯,拨码开关和散热风扇,尾部设有连接端子,便于安装维护。

充电头网通过拆解了解到,英飞源REG1K0135A2充电模块采用金属外壳,为上下两层设计,前面板内部设有散热风扇,与外壳组成风道散热。壳体内部设有两块PCBA模块,分别为PFC和LLC部分,通过导线连接。

其中PFC控制器和LLC控制器均采用德州仪器TMS320F28035PAG控制器,通过AMC1200B隔离放大器进行输入电流检测。PFC开关管采用尚阳通SRC60R022FBS,搭配使用三安半导体SDS120J40H3碳化硅二极管整流,通过纳芯微NSi6801BD隔离驱动器进行隔离。

LLC采用飞锃半导体ACM035P120QNN碳化硅MOS管,搭配使用ACD20PS120ANX碳化硅二极管和ACD40PD120AN碳化硅二极管整流。模块内部使用茂睿芯MD18624及使用体验驱动器用于PFC开关管、LLC开关管和继电器驱动。滤波电容采用格力新元和江海品牌。PCBA模块采用灌封工艺,背面涂有三防漆,有效提升产品可靠性,保障产品使用寿命。