電源整流模塊拆解報(bào)告：臺(tái)達(dá)HVP系列高壓直流電源DPR240/50A整流模塊

充電頭網(wǎng)采購(gòu)了臺(tái)達(dá)DPR240/50A整流模塊，這款整流模塊用于臺(tái)達(dá)HVP系列240V直流供電系統(tǒng)中，模塊額定輸入電壓為AC380V，支持260~530V輸入電壓，額定輸出電壓為270Vdc，支持204~290Vdc調(diào)節(jié)，額定輸出電流為50A。

整流模塊為長(zhǎng)方形金屬外殼，在面板設(shè)有散熱風(fēng)扇和運(yùn)行指示燈，交流輸入和直流輸出通過(guò)插接件連接，支持帶電熱拔插。模塊具備輸入過(guò)壓、欠壓保護(hù)，輸出過(guò)壓保護(hù)，過(guò)流短路保護(hù)和過(guò)熱保護(hù)。下面就帶來(lái)臺(tái)達(dá)DPR240/50A整流模塊的拆解，一起看看內(nèi)部的用料和設(shè)計(jì)。

臺(tái)達(dá)DPR240/50A整流模塊外觀

臺(tái)達(dá)DPR240/50A整流模塊采用經(jīng)典板磚造型，為金屬材質(zhì)外殼。在模塊側(cè)面粘貼信息標(biāo)簽。

整流模塊機(jī)身標(biāo)簽特寫(xiě)

模塊型號(hào)：DPR240/50A

模塊名稱：ESR-270/50A A

固件版本：V2.01B34/S1.10B14

輸入：380Vac/30A MAX 50/60Hz

輸出：270Vdc/50A

整流模塊前端蓋板一覽，在上下設(shè)有散熱風(fēng)扇，中間位置設(shè)有指示燈和提手。散熱風(fēng)扇設(shè)有格柵防止異物進(jìn)入模塊。模塊中間位置設(shè)有工作指示燈。模塊底部的固定螺絲特寫(xiě)。測(cè)得整流模塊深度約為405mm。整流模塊寬度約為85mm。整流模塊高度約為227mm。整流模塊尾部設(shè)有連接器。整流模塊尾部連接器特寫(xiě)，左側(cè)為交流輸入端子，右側(cè)為直流輸出端子。測(cè)得整流模塊整機(jī)重量約為9.6kg。

臺(tái)達(dá)DPR240/50A整流模塊拆解

看完臺(tái)達(dá)這款整流模塊的外觀展示，下面就進(jìn)行拆解，一起來(lái)看看內(nèi)部的設(shè)計(jì)和用料。首先擰開(kāi)外殼固定螺絲，拆開(kāi)整流模塊外殼，殼體內(nèi)部設(shè)有麥拉片絕緣。模塊內(nèi)部PCBA模塊通過(guò)螺絲與外殼固定，并設(shè)有電木板定位。散熱風(fēng)扇連接端子特寫(xiě)。兩片PCBA模塊使用電木板定位固定。變壓器線圈通過(guò)接線柱連接。內(nèi)部PCBA模塊使用螺絲固定。供電輸入通過(guò)接線柱連接。PCBA模塊通過(guò)螺絲固定在外殼內(nèi)部。拆下整流模塊前端蓋板。蓋板內(nèi)部設(shè)有兩個(gè)散熱風(fēng)扇。散熱風(fēng)扇來(lái)自臺(tái)達(dá)，型號(hào)QFR0812UHE，規(guī)格為12V 1.7A。模塊內(nèi)部PCBA模塊通過(guò)金屬柱子固定。供電輸入導(dǎo)線通過(guò)接線柱連接。用于固定PCBA模塊的金屬柱特寫(xiě)，外套熱縮管絕緣。擰下固定螺絲，取下可以拆解的PCBA模塊。PCBA模塊一覽，在左側(cè)上方為PFC升壓電感，下方散熱片為PFC開(kāi)關(guān)管和整流管。在下方小板為高壓濾波電容和PFC控制器。底部散熱片為兩路移相全橋開(kāi)關(guān)管，右側(cè)散熱片為整流管。下方設(shè)有兩路變壓器。在變壓器右側(cè)為輸出濾波電容。在PCBA模塊背面設(shè)有隔離驅(qū)動(dòng)器和隔離通信芯片，對(duì)應(yīng)大電流走線焊接銅塊增強(qiáng)載流。整流模塊尾部連接器特寫(xiě)，左側(cè)為直流輸出端子和通信端子，右側(cè)為交流輸入端子。拆下側(cè)面的小板，焊接安規(guī)電容和軟啟動(dòng)繼電器和整流管。導(dǎo)線焊接連接到PFC電路。交流輸入端焊接保險(xiǎn)絲，保險(xiǎn)絲規(guī)格為20A 500V，兩顆并聯(lián)，外套熱縮管絕緣。在連接線上套磁環(huán)抑制高頻干擾，并外套熱縮管絕緣。壓敏電阻外套熱縮管絕緣，并打膠固定。壓敏電阻型號(hào)TVT20821。氣體放電管用于過(guò)壓防護(hù)，外套熱縮管絕緣。安規(guī)X2電容通過(guò)小板垂直焊接，充分利用空間。安規(guī)X2電容來(lái)自優(yōu)普電子，規(guī)格為2.2μF。供電輸入通過(guò)導(dǎo)線和接線柱連接到另一塊小板。在小板上焊接共模電感和差模電感，安規(guī)X2電容，壓敏電阻和氣體放電管。小板背面大電流走線露銅加錫。安規(guī)X2電容來(lái)自優(yōu)普電子，規(guī)格為2.2μF。兩顆共模電感內(nèi)部設(shè)有絕緣支架。三顆濾波電感特寫(xiě)，電感底部均設(shè)有電木板絕緣。三顆壓敏電阻外套熱縮管絕緣，并打膠加固。氣體放電管外套熱縮管絕緣。供電輸入通過(guò)濾波小板后來(lái)到軟啟動(dòng)小板，小板焊接安規(guī)X2電容，繼電器，限流電阻，還焊接三顆整流管。小板背面焊接泄放電阻。安規(guī)X2電容來(lái)自優(yōu)普電子，規(guī)格為2.2μF，兩顆并聯(lián)，共六顆對(duì)應(yīng)三相輸入。藍(lán)色安規(guī)電容來(lái)自EPCOS愛(ài)普科斯，規(guī)格為1μF。兩顆繼電器用于整流模塊軟啟動(dòng)。繼電器來(lái)自宏發(fā)，型號(hào)HF161-W/12-HT，內(nèi)置一組常開(kāi)觸點(diǎn)，觸點(diǎn)容量31A，線圈電壓為12V。用于軟啟動(dòng)的限流電阻兩顆串聯(lián)為一組，共兩組電阻對(duì)應(yīng)兩顆繼電器。電阻規(guī)格為33Ω10W。輸出端焊接三顆二極管用于整流。二極管來(lái)自IXYS，型號(hào)DSP45-12A，規(guī)格為1200V45A，內(nèi)部為半橋連接，采用TO-247封裝。4顆5mΩ取樣電阻并聯(lián)，用于檢測(cè)PFC輸入電流。另一組并聯(lián)的5mΩ取樣電阻特寫(xiě)。共三組取樣電阻，用于檢測(cè)三相輸入電流。三顆隔離放大器來(lái)自BROADCOM博通，型號(hào)ACPL-C790，為精密微型隔離放大器，用于輸入電流采樣，采用SO-8封裝。運(yùn)放芯片來(lái)自onsemi安森美，型號(hào)MC33274A，為單電源，高壓擺率四運(yùn)放，采用SOIC-14封裝，用于電流信號(hào)放大。另一顆運(yùn)放型號(hào)相同，用于三相電壓采集。ST意法半導(dǎo)體LD1117S50TR穩(wěn)壓芯片用于為主控芯片穩(wěn)壓供電，輸出電壓為5V，采用SOT-223封裝。變壓器用于為隔離放大器供電。三顆LD1117S50TR穩(wěn)壓芯片穩(wěn)壓芯片分別對(duì)應(yīng)三路隔離放大器。三顆PFC升壓電感特寫(xiě)。PFC升壓電感線圈為串聯(lián)連接。PFC開(kāi)關(guān)管來(lái)自TOSHIBA東芝，型號(hào)TK62N60W，NMOS，耐壓600V，導(dǎo)阻33mΩ，采用TO-247封裝。每一相使用兩顆，三相共使用六顆。PFC整流管來(lái)自ST意法半導(dǎo)體，型號(hào)STTH1506DPI，為串聯(lián)超高速升壓二極管，規(guī)格為600V 15A，采用DOP3I絕緣封裝。兩顆并聯(lián)，每一相使用四顆，共計(jì)使用12顆。三片散熱片對(duì)應(yīng)三相PFC開(kāi)關(guān)管和整流管。PFC開(kāi)關(guān)管和整流管一覽，固定在散熱片上。散熱片另一側(cè)設(shè)有整流橋，通過(guò)PCB焊接連接。薄膜濾波電容來(lái)自廈門(mén)法拉電子，規(guī)格為0.33μF450V，共計(jì)六顆，外套熱縮管絕緣。切割取下垂直小板，左側(cè)焊接12顆高壓濾波電容，電容之間打膠加固，右側(cè)焊接PFC控制芯片。小板背面固定青稞紙絕緣。小板背面焊接電壓比較器。PFC控制器來(lái)自TI德州儀器，為C2000系列32位微控制器，型號(hào)TMS320F28069PZT，芯片內(nèi)部集成32位CPU，主頻為90MHz，集成FPU和CLA。芯片內(nèi)部集成128KB FLASH和50KB SARAM，采用LQFP100封裝。貼片晶振頻率為20.000MHz。ST意法半導(dǎo)體LD1117S18TR穩(wěn)壓芯片用于為主控芯片穩(wěn)壓供電，輸出電壓為1.8V，采用SOT-223封裝。ST意法半導(dǎo)體LM239四路低功耗電壓比較器特寫(xiě)，為工業(yè)級(jí)器件，支持-40~105℃工作溫度，采用SO14封裝。TI德州儀器LM293雙路低功耗電壓比較器特寫(xiě)，為工業(yè)級(jí)器件，支持-40~105℃工作溫度，采用SOIC8封裝。運(yùn)放芯片來(lái)自onsemi安森美，型號(hào)MC33274A，為單電源，高壓擺率四運(yùn)放，采用SOIC-14封裝。降壓轉(zhuǎn)換器來(lái)自TI德州儀器，型號(hào)TPS5410，支持36V輸入電壓，輸出電流為1A，內(nèi)部集成開(kāi)關(guān)管，采用SOIC-8封裝。降壓電感特寫(xiě)。輸出使用四顆MLCC電容并聯(lián)濾波。1μH合金電感特寫(xiě)。三顆指示燈用于指示模塊運(yùn)行狀態(tài)。共12顆電解電容用于PFC升壓濾波。高壓濾波電容來(lái)自紅寶石，為MXH系列，規(guī)格為450V300μF，其中6顆并聯(lián)組成一組，兩組串聯(lián)，等效規(guī)格為900V900μF。兩顆電解電容規(guī)格為25V560μF。用于驅(qū)動(dòng)PFC開(kāi)關(guān)管的隔離驅(qū)動(dòng)器來(lái)自SKYWORKS思佳訊，型號(hào)Si8261，具備5kV隔離能力，驅(qū)動(dòng)電流高達(dá)4A，采用SDIP6封裝。在PCBA模塊背面共焊接五顆隔離驅(qū)動(dòng)器。PCBA模塊正面焊接一顆，共計(jì)六顆對(duì)應(yīng)六顆開(kāi)關(guān)管。兩顆保險(xiǎn)絲用于PFC輸出到移相全橋電路的過(guò)流保護(hù)。在散熱片之間還焊接薄膜濾波電容小板。小板背面設(shè)有麥拉片絕緣。薄膜濾波電容來(lái)自優(yōu)普，規(guī)格為2.2μF450V，其中4顆并聯(lián)組成一組，兩組串聯(lián)。小板左側(cè)焊接兩顆移相全橋控制器和一顆諧振控制器，右側(cè)焊接一顆MCU。小板背面固定麥拉片絕緣。小板背面運(yùn)放芯片一覽。主控MCU來(lái)自ST意法半導(dǎo)體，型號(hào)STM32F103RBT6，內(nèi)置Cortex-M3 CPU內(nèi)核，主頻為72MHz，內(nèi)置128KB FLASH和20KB SRAM，具備I2C，CAN和USB2.0接口，采用LQFP64封裝。8.000MHz時(shí)鐘晶振特寫(xiě)。移相全橋控制器來(lái)自TI德州儀器，型號(hào)UCC2895DW，支持恒定頻率脈寬調(diào)制和諧振零電壓開(kāi)關(guān)，支持電壓模式和電流模式控制，工作頻率高達(dá)1MHz，采用SOIC20封裝，支持-40~85℃工作溫度。另一顆移相全橋控制器型號(hào)相同，共使用兩組移相全橋電源用于輸出。另一顆控制器來(lái)自安森美，型號(hào)MC33067DW，是一顆高性能諧振控制器，用于輔助電源供電。芯片采用零電壓開(kāi)關(guān)，具備高電流圖騰柱輸出，內(nèi)置可編程的軟啟動(dòng)，采用SOIC-16W封裝。TI德州儀器TPS5410用于為MCU和控制器降壓供電。兩顆雙運(yùn)放來(lái)自安森美，型號(hào)LM258，為工業(yè)級(jí)器件，工作溫度范圍為-25~85℃，采用SOIC-8封裝。雙運(yùn)放來(lái)自onsemi安森美，型號(hào)MC33272A，是一顆高壓擺率雙運(yùn)放，采用SOIC-8封裝。運(yùn)放芯片來(lái)自onsemi安森美，型號(hào)MC33274A，為單電源，高壓擺率四運(yùn)放，采用SOIC-14封裝。觸發(fā)器芯片來(lái)自onsemi安森美，型號(hào)HC74AG，采用SOIC-14封裝。用于兩組移相全橋開(kāi)關(guān)管的四個(gè)驅(qū)動(dòng)器特寫(xiě)。驅(qū)動(dòng)器芯片來(lái)自TI德州儀器，型號(hào)UCC27322，是一顆具備使能功能的單通道低側(cè)驅(qū)動(dòng)器，具備9A輸出電流，采用SOIC8封裝。四顆隔離變壓器用于移相全橋開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)。在散熱片正反面分別固定兩組開(kāi)關(guān)管。另一面四顆開(kāi)關(guān)管特寫(xiě)。開(kāi)關(guān)管來(lái)自英飛凌，絲印65F6041，型號(hào)為IPW65R041CFD，NMOS，耐壓700V，導(dǎo)阻41mΩ，采用PG-TO 247封裝。諧振電感和諧振電容焊接在單獨(dú)的小板上。諧振電感和諧振電容通過(guò)過(guò)孔焊接。在小板側(cè)面焊接接線柱，用于連接變壓器初級(jí)繞組，并起到固定用途。諧振電容來(lái)自KEMET基美，為R74-MKP，規(guī)格為0.01μF500V。諧振電容12顆為一組并聯(lián)，規(guī)格為0.12μF，兩組共24顆。兩顆變壓器特寫(xiě)，采用利茲線繞制，降低高頻損耗。用于檢測(cè)變壓器次級(jí)電流的互感器特寫(xiě)。另一顆電流互感器特寫(xiě)。在變壓器后方的散熱片上設(shè)有整流管。在散熱片的兩側(cè)均設(shè)有4顆整流管。整流管來(lái)自ST意法半導(dǎo)體，型號(hào)STTH60R04W，為超快恢復(fù)二極管，規(guī)格為60A 400V，采用DO-247封裝。六顆輸出濾波電容特寫(xiě)。輸出濾波電容來(lái)自紅寶石，為CXW系列，規(guī)格為400V150μF，總?cè)萘繛?00μF。輸出濾波電感特寫(xiě)。磁環(huán)濾波電感特寫(xiě)。三顆整流橋用于防止輸出倒灌。整流橋來(lái)自新電元，型號(hào)D25XB80，規(guī)格為800V 25A，采用5S封裝。用于輸出泄放的電阻阻值為75Ω。泄放開(kāi)關(guān)管來(lái)自英飛凌，絲印6R385P，型號(hào)為IPD60R385CP，NMOS，耐壓650V，導(dǎo)阻385mΩ，采用PG-TO252封裝。輸出端焊接一塊小板，小板上設(shè)有麥拉片絕緣。小板焊接濾波電容和壓敏電阻。三顆薄膜濾波電容和壓敏電阻特寫(xiě)。薄膜電容來(lái)自愛(ài)普科斯，規(guī)格為2.2μF450V。壓敏電阻包裹熱縮管絕緣，壓敏電阻型號(hào)TVT14361。Y電容來(lái)自優(yōu)普，規(guī)格為0.22μF，兩顆串聯(lián)提升耐壓等級(jí)。輸出端焊接四顆保險(xiǎn)絲用于過(guò)流保護(hù)。用于PFC和移相全橋控制板之間通信的隔離芯片來(lái)自TI德州儀器，型號(hào)ISO7231C，為高速三通道數(shù)字隔離器，具備兩個(gè)正向通道和一個(gè)反向通道，支持25Mbps傳輸速率，采用SOIC16封裝。三顆隔離光耦來(lái)自億光，型號(hào)EL1019，用于隔離通信。輔助電源芯片來(lái)自onsemi安森美，型號(hào)UC2844B，是一顆高性能電流模式控制器，采用SOIC-8封裝。變壓器用于驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)管。輔助電源開(kāi)關(guān)管來(lái)自ST意法半導(dǎo)體，型號(hào)STP3NK90ZFP，NMOS，耐壓900V，導(dǎo)阻3.6Ω，采用TO-220FP封裝。電流互感器用于初級(jí)電流檢測(cè)。濾波電容規(guī)格分別為25V100μF和50v47μF。輔助電源變壓器特寫(xiě)。變壓器輸出線通過(guò)端子焊接連接。整流二極管來(lái)自onsemi安森美，型號(hào)MBRFB20200CTG，規(guī)格為20A 200V，采用TO-220封裝。貼片保險(xiǎn)絲規(guī)格為1A，用于輸出過(guò)流保護(hù)。另一顆貼片保險(xiǎn)絲規(guī)格相同。輔助電源芯片來(lái)自onsemi安森美，型號(hào)UC2845B，是一顆高性能電流模式控制器，采用SOIC-8封裝。兩顆驅(qū)動(dòng)器來(lái)自TI德州儀器，型號(hào)UCC27424，是一顆雙路低側(cè)驅(qū)動(dòng)器，具備4A輸出電流，采用SOIC8封裝。驅(qū)動(dòng)器來(lái)自微芯科技，型號(hào)MIC4428，是一顆雙路低側(cè)驅(qū)動(dòng)器，輸出電流1.5A，采用SOIC-8封裝。另一顆驅(qū)動(dòng)器型號(hào)相同。四顆隔離變壓器用于為隔離驅(qū)動(dòng)器供電。用于CAN總線的隔離芯片來(lái)自TI德州儀器，型號(hào)ISO7231C。CAN總線收發(fā)器來(lái)自TI德州儀器，型號(hào)SN65HVD1050，進(jìn)行了EMC優(yōu)化，具備高電磁抗擾度和低電磁輻射，達(dá)到ISO 11898-2要求，具備總線故障保護(hù)，采用SOIC8封裝。貼片共模濾波器來(lái)自愛(ài)普科斯，型號(hào)B82793S513N。全部拆解一覽，來(lái)張全家福。

充電頭網(wǎng)拆解總結(jié)

最后附上臺(tái)達(dá)DPR240/50A整流模塊核心器件清單，方便大家查閱。臺(tái)達(dá)DPR240/50A整流模塊為三相交流輸入，額定輸入電壓為AC380V，支持260~530V輸入電壓，額定輸出電壓為270Vdc，支持204~290Vdc調(diào)節(jié)，額定輸出電流為50A。整流模塊面板設(shè)有指示燈用于指示工作狀態(tài)，并設(shè)有散熱風(fēng)扇為整流模塊散熱。整流模塊尾部設(shè)有熱拔插端子，便于替換。

充電頭網(wǎng)通過(guò)拆解了解到，臺(tái)達(dá)DPR240/50A整流模塊采用金屬外殼，在面板內(nèi)部設(shè)有散熱風(fēng)扇，與外殼組成風(fēng)道。整流模塊內(nèi)部由多塊PCBA模塊組成，充分利用空間。PFC采用德州儀器控制器搭配思佳訊隔離驅(qū)動(dòng)器，使用東芝開(kāi)關(guān)管搭配意法半導(dǎo)體整流管，三相輸入電流采用博通隔離放大器進(jìn)行采集。整流模塊內(nèi)部使用兩路移相全橋電路，使用德州儀器移相全橋控制器搭配低側(cè)驅(qū)動(dòng)器，使用變壓器進(jìn)行隔離驅(qū)動(dòng)。移相全橋開(kāi)關(guān)管來(lái)自英飛凌，并使用意法半導(dǎo)體整流管，對(duì)應(yīng)諧振電容和諧振電感外接。CAN總線收發(fā)器和隔離通信芯片均來(lái)自德州儀器，整流模塊內(nèi)部采用紅寶石電解電容濾波，薄膜電容來(lái)自優(yōu)普電子和愛(ài)普科斯。

整流模塊輸入端和輸出端均配有保險(xiǎn)絲用于過(guò)流保護(hù)，還使用壓敏電阻進(jìn)行過(guò)壓保護(hù)，設(shè)有繼電器用于整流模塊軟啟動(dòng)功能。PCBA模塊整體涂有三防漆，對(duì)貼片元件進(jìn)行保護(hù)，防止潮氣侵蝕。模塊內(nèi)部電容和變壓器等元件打膠加固，磁環(huán)電感底部設(shè)有電木板與PCB絕緣，內(nèi)部設(shè)計(jì)工整，用料扎實(shí)可靠。