充电头网采购了台达DPR240/50A整流模块,这款整流模块用于台达HVP系列240V直流供电系统中,模块额定输入电压为AC380V,支持260~530V输入电压,额定输出电压为270Vdc,支持204~290Vdc调节,额定输出电流为50A。
整流模块为长方形金属外壳,在面板设有散热风扇和运行指示灯,交流输入和直流输出通过插接件连接,支持带电热拔插。模块具备输入过压、欠压保护,输出过压保护,过流短路保护和过热保护。下面就带来台达DPR240/50A整流模块的拆解,一起看看内部的用料和设计。
台达DPR240/50A整流模块外观
台达DPR240/50A整流模块采用经典板砖造型,为金属材质外壳。
在模块模块侧面粘贴信息标签。
整流模块机身标签特写
模块型号:DPR240/50A
模块名称:ESR-270/50A A
固件版本:V2.01B34/S1.10B14
输入:380Vac/30A MAX 50/60Hz
输出:270Vdc/50A
整流模块前端盖板一览,在上下设有散热风扇,中间位置设有指示灯和提手。
散热风扇设有格栅防止异物进入模块。
模块中间位置设有工作指示灯。
模块底部的固定螺丝特写。
测得整流模块深度约为405mm。
整流模块宽度约为85mm。
整流模块高度约为227mm。
整流模块尾部设有连接器。
整流模块尾部连接器特写,左侧为交流输入端子,右侧为直流输出端子。
测得整流模块整机重量约为9.6kg。
台达DPR240/50A整流模块拆解
看完台达这款整流模块的外观展示,下面就进行拆解,一起来看看内部的设计和用料。
首先拧开外壳固定螺丝,拆开整流模块外壳,壳体内部设有麦拉片绝缘。
模块内部PCBA模块通过螺丝与外壳固定,并设有电木板定位。
散热风扇连接端子特写。
两片PCBA模块使用电木板定位固定。
变压器线圈通过接线柱连接。
内部PCBA模块使用螺丝固定。
供电输入通过接线柱连接。
PCBA模块通过螺丝固定在外壳内部。
拆下整流模块前端盖板。
盖板内部设有两个散热风扇。
散热风扇来自台达,型号QFR0812UHE,规格为12V 1.7A。
模块内部PCBA模块通过金属柱子固定。
供电输入导线通过接线柱连接。
用于固定PCBA模块的金属柱特写,外套热缩管绝缘。
拧下固定螺丝,取下可以拆解的PCBA模块。
PCBA模块一览,在左侧上方为PFC升压电感,下方散热片为PFC开关管和整流管。在下方小板为高压滤波电容和PFC控制器。底部散热片为两路移相全桥开关管,右侧散热片为整流管。下方设有两路变压器。在变压器右侧为输出滤波电容。
在PCBA模块背面设有隔离驱动器和隔离通信芯片,对应大电流走线焊接铜块增强载流。
整流模块尾部连接器特写,左侧为直流输出端子和通信端子,右侧为交流输入端子。
拆下侧面的小板,焊接安规电容和软启动继电器和整流管。
导线焊接连接到PFC电路。
交流输入端焊接保险丝,保险丝规格为20A 500V,两颗并联,外套热缩管绝缘。
在连接线上套磁环抑制高频干扰,并外套热缩管绝缘。
压敏电阻外套热缩管绝缘,并打胶固定。
压敏电阻型号TVT20821。
气体放电管用于过压防护,外套热缩管绝缘。
安规X2电容通过小板垂直焊接,充分利用空间。
安规X2电容来自优普电子,规格为2.2μF。
供电输入通过导线和接线柱连接到另一块小板。在小板上焊接共模电感和差模电感,安规X2电容,压敏电阻和气体放电管。
小板背面大电流走线露铜加锡。
安规X2电容来自优普电子,规格为2.2μF。
两颗共模电感内部设有绝缘支架。
三颗滤波电感特写,电感底部均设有电木板绝缘。
三颗压敏电阻外套热缩管绝缘,并打胶加固。
气体放电管外套热缩管绝缘。
供电输入通过滤波小板后来到软启动小板,小板焊接安规X2电容,继电器,限流电阻,还焊接三颗整流管。
小板背面焊接泄放电阻。
安规X2电容来自优普电子,规格为2.2μF,两颗并联,共六颗对应三相输入。
蓝色安规电容来自EPCOS爱普科斯,规格为1μF。
两颗继电器用于整流模块软启动。
继电器来自宏发,型号HF161-W/12-HT,内置一组常开触点,触点容量31A,线圈电压为12V。
用于软启动的限流电阻两颗串联为一组,共两组电阻对应两颗继电器。
电阻规格为33Ω10W。
输出端焊接三颗二极管用于整流。
二极管来自IXYS,型号DSP45-12A,规格为1200V45A,内部为半桥连接,采用TO-247封装。
4颗5mΩ取样电阻并联,用于检测PFC输入电流。
另一组并联的5mΩ取样电阻特写。
共三组取样电阻,用于检测三相输入电流。
三颗隔离放大器来自BROADCOM博通,型号ACPL-C790,为精密微型隔离放大器,用于输入电流采样,采用SO-8封装。
运放芯片来自onsemi安森美,型号MC33274A,为单电源,高压摆率四运放,采用SOIC-14封装,用于电流信号放大。
另一颗运放型号相同,用于三相电压采集。
ST意法半导体LD1117S50TR稳压芯片用于为主控芯片稳压供电,输出电压为5V,采用SOT-223封装。
变压器用于为隔离放大器供电。
三颗LD1117S50TR稳压芯片稳压芯片分别对应三路隔离放大器。
三颗PFC升压电感特写。
PFC升压电感线圈为串联连接。
PFC开关管来自TOSHIBA东芝,型号TK62N60W,NMOS,耐压600V,导阻33mΩ,采用TO-247封装。每一相使用两颗,三相共使用六颗。
PFC整流管来自ST意法半导体,型号STTH1506DPI,为串联超高速升压二极管,规格为600V 15A,采用DOP3I绝缘封装。两颗并联,每一相使用四颗,共计使用12颗。
三片散热片对应三相PFC开关管和整流管。
PFC开关管和整流管一览,固定在散热片上。
散热片另一侧设有整流桥,通过PCB焊接连接。
薄膜滤波电容来自厦门法拉电子,规格为0.33μF450V,共计六颗,外套热缩管绝缘。
切割取下垂直小板,左侧焊接12颗高压滤波电容,电容之间打胶加固,右侧焊接PFC控制芯片。
小板背面固定青稞纸绝缘。
小板背面焊接电压比较器。
PFC控制器来自TI德州仪器,为C2000系列32位微控制器,型号TMS320F28069PZT,芯片内部集成32位CPU,主频为90MHz,集成FPU和CLA。芯片内部集成128KB FLASH和50KB SARAM,采用LQFP100封装。
贴片晶振频率为20.000MHz。
ST意法半导体LD1117S18TR稳压芯片用于为主控芯片稳压供电,输出电压为1.8V,采用SOT-223封装。
ST意法半导体LM239四路低功耗电压比较器特写,为工业级器件,支持-40~105℃工作温度,采用SO14封装。
TI德州仪器LM293双路低功耗电压比较器特写,为工业级器件,支持-40~105℃工作温度,采用SOIC8封装。
运放芯片来自onsemi安森美,型号MC33274A,为单电源,高压摆率四运放,采用SOIC-14封装。
降压转换器来自TI德州仪器,型号TPS5410,支持36V输入电压,输出电流为1A,内部集成开关管,采用SOIC-8封装。
降压电感特写。
输出使用四颗MLCC电容并联滤波。
1μH合金电感特写。
三颗指示灯用于指示模块运行状态。
共12颗电解电容用于PFC升压滤波。
高压滤波电容来自红宝石,为MXH系列,规格为450V300μF,其中6颗并联组成一组,两组串联,等效规格为900V900μF。
两颗电解电容规格为25V560μF。
用于驱动PFC开关管的隔离驱动器来自SKYWORKS思佳讯,型号Si8261,具备5kV隔离能力,驱动电流高达4A,采用SDIP6封装。
在PCBA模块背面共焊接五颗隔离驱动器。
PCBA模块正面焊接一颗,共计六颗对应六颗开关管。
两颗保险丝用于PFC输出到移相全桥电路的过流保护。
在散热片之间还焊接薄膜滤波电容小板。
小板背面设有麦拉片绝缘。
薄膜滤波电容来自优普,规格为2.2μF450V,其中4颗并联组成一组,两组串联。
小板左侧焊接两颗移相全桥控制器和一颗谐振控制器,右侧焊接一颗MCU。
小板背面固定麦拉片绝缘。
小板背面运放芯片一览。
主控MCU来自ST意法半导体,型号STM32F103RBT6,内置Cortex-M3 CPU内核,主频为72MHz,内置128KB FLASH和20KB SRAM,具备I2C,CAN和USB2.0接口,采用LQFP64封装。
8.000MHz时钟晶振特写。
移相全桥控制器来自TI德州仪器,型号UCC2895DW,支持恒定频率脉宽调制和谐振零电压开关,支持电压模式和电流模式控制,工作频率高达1MHz,采用SOIC20封装,支持-40~85℃工作温度。
另一颗移相全桥控制器型号相同,共使用两组移相全桥电源用于输出。
另一颗控制器来自安森美,型号MC33067DW,是一颗高性能谐振控制器,用于辅助电源供电。芯片采用零电压开关,具备高电流图腾柱输出,内置可编程的软启动,采用SOIC-16W封装。
TI德州仪器TPS5410用于为MCU和控制器降压供电。
两颗双运放来自安森美,型号LM258,为工业级器件,工作温度范围为-25~85℃,采用SOIC-8封装。
双运放来自onsemi安森美,型号MC33272A,是一颗高压摆率双运放,采用SOIC-8封装。
运放芯片来自onsemi安森美,型号MC33274A,为单电源,高压摆率四运放,采用SOIC-14封装。
触发器芯片来自onsemi安森美,型号HC74AG,采用SOIC-14封装。
用于两组移相全桥开关管的四个驱动器特写。
驱动器芯片来自TI德州仪器,型号UCC27322,是一颗具备使能功能的单通道低侧驱动器,具备9A输出电流,采用SOIC8封装。
四颗隔离变压器用于移相全桥开关管驱动。
在散热片正反面分别固定两组开关管。
另一面四颗开关管特写。
开关管来自英飞凌,丝印65F6041,型号为IPW65R041CFD,NMOS,耐压700V,导阻41mΩ,采用PG-TO 247封装。
谐振电感和谐振电容焊接在单独的小板上。
谐振电感和谐振电容通过过孔焊接。
在小板侧面焊接接线柱,用于连接变压器初级绕组,并起到固定用途。
谐振电容来自KEMET基美,为R74-MKP,规格为0.01μF500V。
谐振电容12颗为一组并联,规格为0.12μF,两组共24颗。
两颗变压器特写,采用利兹线绕制,降低高频损耗。
用于检测变压器次级电流的互感器特写。
另一颗电流互感器特写。
在变压器后方的散热片上设有整流管。
在散热片的两侧均设有4颗整流管。
整流管来自ST意法半导体,型号STTH60R04W,为超快恢复二极管,规格为60A 400V,采用DO-247封装。
六颗输出滤波电容特写。
输出滤波电容来自红宝石,为CXW系列,规格为400V150μF,总容量为900μF。
输出滤波电感特写。
磁环滤波电感特写。
三颗整流桥用于防止输出倒灌。
整流桥来自新电元,型号D25XB80,规格为800V 25A,采用5S封装。
用于输出泄放的电阻阻值为75Ω。
泄放开关管来自英飞凌,丝印6R385P,型号为IPD60R385CP,NMOS,耐压650V,导阻385mΩ,采用PG-TO252封装。
输出端焊接一块小板,小板上设有麦拉片绝缘。
小板焊接滤波电容和压敏电阻。
三颗薄膜滤波电容和压敏电阻特写。
薄膜电容来自爱普科斯,规格为2.2μF450V。
压敏电阻包裹热缩管绝缘,
压敏电阻型号TVT14361。
Y电容来自优普,规格为0.22μF,两颗串联提升耐压等级。
输出端焊接四颗保险丝用于过流保护。
用于PFC和移相全桥控制板之间通信的隔离芯片来自TI德州仪器,型号ISO7231C,为高速三通道数字隔离器,具备两个正向通道和一个反向通道,支持25Mbps传输速率,采用SOIC16封装。
三颗隔离光耦来自亿光,型号EL1019,用于隔离通信。
辅助电源芯片来自onsemi安森美,型号UC2844B,是一颗高性能电流模式控制器,采用SOIC-8封装。
变压器用于驱动开关管。
辅助电源开关管来自ST意法半导体,型号STP3NK90ZFP,NMOS,耐压900V,导阻3.6Ω,采用TO-220FP封装。
电流互感器用于初级电流检测。
滤波电容规格分别为25V100μF和50v47μF。
辅助电源变压器特写。
变压器输出线通过端子焊接连接。
整流二极管来自onsemi安森美,型号MBRFB20200CTG,规格为20A 200V,采用TO-220封装。
贴片保险丝规格为1A,用于输出过流保护。
另一颗贴片保险丝规格相同。
辅助电源芯片来自onsemi安森美,型号UC2845B,是一颗高性能电流模式控制器,采用SOIC-8封装。
两颗驱动器来自TI德州仪器,型号UCC27424,是一颗双路低侧驱动器,具备4A输出电流,采用SOIC8封装。
驱动器来自微芯科技,型号MIC4428,是一颗双路低侧驱动器,输出电流1.5A,采用SOIC-8封装。
另一颗驱动器型号相同。
四颗隔离变压器用于为隔离驱动器供电。
用于CAN总线的隔离芯片来自TI德州仪器,型号ISO7231C。
CAN总线收发器来自TI德州仪器,型号SN65HVD1050,进行了EMC优化,具备高电磁抗扰度和低电磁辐射,达到ISO 11898-2要求,具备总线故障保护,采用SOIC8封装。
贴片共模滤波器来自爱普科斯,型号B82793S513N。
全部拆解一览,来张全家福。
充电头网拆解总结
最后附上台达DPR240/50A整流模块核心器件清单,方便大家查阅。
台达DPR240/50A整流模块为三相交流输入,额定输入电压为AC380V,支持260~530V输入电压,额定输出电压为270Vdc,支持204~290Vdc调节,额定输出电流为50A。整流模块面板设有指示灯用于指示工作状态,并设有散热风扇为整流模块散热。整流模块尾部设有热拔插端子,便于替换。
充电头网通过拆解了解到,台达DPR240/50A整流模块采用金属外壳,在面板内部设有散热风扇,与外壳组成风道。整流模块内部由多块PCBA模块组成,充分利用空间。PFC采用德州仪器控制器搭配思佳讯隔离驱动器,使用东芝开关管搭配意法半导体整流管,三相输入电流采用博通隔离放大器进行采集。
整流模块内部使用两路移相全桥电路,使用德州仪器移相全桥控制器搭配低侧驱动器,使用变压器进行隔离驱动。移相全桥开关管来自英飞凌,并使用意法半导体整流管,对应谐振电容和谐振电感外接。CAN总线收发器和隔离通信芯片均来自德州仪器,整流模块内部采用红宝石电解电容滤波,薄膜电容来自优普电子和爱普科斯。
整流模块输入端和输出端均配有保险丝用于过流保护,还使用压敏电阻进行过压保护,设有继电器用于整流模块软启动功能。PCBA模块整体涂有三防漆,对贴片元件进行保护,防止潮气侵蚀。模块内部电容和变压器等元件打胶加固,磁环电感底部设有电木板与PCB绝缘,内部设计工整,用料扎实可靠。