拆解报告：铂科2000W双向AC-DC氮化镓逆变器
前言
杭州铂科电子推出了一款2000W功率的双向逆变器，这款双向逆变器内置镓未来氮化镓器件，与镓未来联合设计，共同打造。这款双向逆变器支持2000W功率，支持整流充电模式和逆变输出模式，搭配锂电池组进行储能应用。
这款双向逆变器型号为110BDC48-2000FC，整流模式下支持90-264V输入电压，逆变模式下支持43-58V输入，110/120/220/230V输出，满足48V电池组储能等相关新能源应用场景。
双向逆变器为图腾柱无桥 PFC+全桥 LLC 软开关 + SR 同步整流设计，内置6颗镓未来氮化镓开关管，降低开关损耗，提高转换效率和功率密度，降低散热要求，同等体积还可做到更大功率。下面充电头网就带来铂科电子这款双向逆变器的拆解，一起来看看内部的设计和用料。
铂科2000W双向AC-DC逆变器外观
正面可见，双向逆变器110BDC48-2000FC采用电镀铁壳封装，表面有明显金属光泽，散热风扇装在机体一侧，在接线柱一侧粘贴端子标签。
双向逆变器外壳通过螺丝固定，在端面安装提手，便于安装。
双向逆变器外壳标签贴纸标注
型号：110BDC48-2000FC
双向AC-DC变换器/Bidirectional Charger and Inverter
整流模式
输入：180-264V～10A Max.，50/60Hz
输出：48VDC 40A Max.，2000W
逆变模式
输入：43-58VDC 40A Max
输出：220VAC～，2000W
标签纸上还标注了接线端子的定义。
双向逆变器接线端子特写，依次为交流输出和交流输入接线柱，地址拨码开关，直流输入输出接线柱和RS485/CAN总线通信接口。透过散热格栅可以看到内部的散热片。
外壳内部为固定PCBA模块的螺母。
侧面为散热风扇，通过螺丝固定，并固定提手，在左下角为指示灯，用于指示逆变模块工作状态。
散热风扇前端有格栅，防止异物进入。
壳体固定卡扣特写。
交流接线柱特写，采用螺丝固定。
地址编码开关，直流输入输出接线柱与通信连接端子特写。
实测双向逆变器模块长度约为330mm。
测得双向逆变器模块宽度约为114.5mm。
双向逆变器模块厚度约为40.5mm。
测得重量约为1943g。
铂科2000W双向AC-DC逆变器拆解
看完了铂科电子这款2000W双向储能逆变器的外观展示，下面就进行拆解，看看内部的用料和做工。
拧开固定螺丝，拆开逆变模块外壳，内部PCBA模块通过麦拉片绝缘。
PCBA模块散热片位置通过一条塑料片引导气流导风，充分利用风扇气流。
PCBA模块通过螺丝固定在外壳内部。
对应风扇位置的LED指示灯导光条。
拧开固定螺丝，取出内部PCBA模块，在PCB背面粘贴一片导热垫，利用外壳进行散热。
散热风扇通过插接件进行连接。
旁边预留有空间支持在更换PFC电感后逆变模式下可以支持110Vac和120Vac输出，整流模式下可支持90~264Vac输入。
散热风扇来自永立，型号MGT4012WB-W28，规格为12V 1.2A。
双向逆变模块PCBA模块正面一览，其中分区明确，底部左下方依次为逆变直流端，输入滤波电容，逆变升压管和LLC变压器，右侧依次为全桥LLC电路，四颗氮化镓开关管分别固定在两个散热片上，在右下角散热片为图腾柱PFC开关管，由两颗氮化镓开关管和两颗MOS管组成。
双向逆变模块为图腾柱无桥 PFC+全桥 LLC 软开关 + SR 同步整流设计，在右上角为高压滤波电容，卧置焊接，并通过扎带固定。在高压滤波电容左侧为EMI滤波电路和用于交流输入和输出切换的继电器。
PCBA模块背面为镂空设计放置电容，降低厚度。背面大电流走线露铜加锡，增加载流量。焊接两颗隔离驱动器用于升压开关管和图腾柱PFC开关管驱动。
PCBA模块输入/输出端一览，交流输入/输出为独立端子，直流为双向端子，均通过接线柱连接。
直流输入端子特写，接线柱焊接连接。
同时直流端子附近预留有两个焊盘，可以兼容甩线方式连接。
正极输入端焊接保险丝，两颗并联，规格为30A，用于过流保护。
在PCB背面焊接三颗1mΩ取样电阻，用于电流检测。
在两片散热片之间是输入滤波电容，通过胶水固定，共计10颗并联。
电解电容来自立隆，规格为330μF63V。
开关管来自新洁能，通过绝缘片和绝缘粒固定在散热片上。
型号为NCEP039N10M，NMOS，耐压100V，RDS(on) 3.65mΩ，采用TO220封装。根据PCB焊盘得知管子为两颗并联，全桥连接，用于电池逆变升压和降压同步整流。
LLC变压器低压侧线圈采用铜片焊接组成，高压侧线圈采用利兹线绕制，降低高频损耗。
变压器底部焊盘特写，为铜带焊接组成，底部粘贴导热垫利用外壳散热降温。
励磁电感特写，采用利兹线绕制，磁芯缠绕高温胶带绝缘。
两片散热片分别为全桥LLC开关管散热，在中间是谐振电感和另一颗励磁电感。
氮化镓开关管固定在散热片上。
全桥LLC电路中，四颗氮化镓开关管来自GaNext镓未来，型号G1N65R035TB-N，是一颗耐压650V，峰值耐压800V的氮化镓开关管，其导阻仅为35mΩ，采用TO247封装，处于行业领先水平。并具有坚固的栅极，可以简化栅极驱动设计，提供最佳的性能和杰出的可靠性。
G1N65R035TB-N栅极支持±20V耐压，无需负压关断，可兼容传统控制器。具有快速开关可降低开关损耗，低栅极电荷降低高频开关下的驱动损耗，反向续流具有极低的VF，降低死区时间的损耗。低反向恢复电荷适合于硬开关桥式应用，800V的高峰值耐受增强了器件的可靠性。
使用G1N65R035TB-N可提高转换能效，高频开关有助于减小电源体积，还可降低产品的散热需求，减小尺寸和重量，更低的运行温度提升了安全性和可靠性。G1N65R035TB-N适用于硬开关桥式电路，比如连续电流模式图腾柱无桥PFC或逆变器、（双向）带同步整流HVDC Buck降压电路或Boost升压电路，还适用于高频高效率移相全桥、LLC或其他软开关拓扑，功率范围2KW-6KW。
谐振电容采用十颗1210封装的NPO电容组成。
一颗薄膜电容用于输出滤波。
在侧面为图腾柱PFC开关管的散热片，PFC电感和高压滤波电容。
高压滤波电容来自丰宾，规格为820μF 500V，通过转接板卧置焊接，扎带固定，转接板采用铜条焊接连接到PCB上，坚固耐用。
散热风扇插接件，滤波电容和保险丝以及热敏电阻特写。
两颗Y电容使用胶水固定。
在长条形散热片上固定四颗开关管。
用于图腾柱PFC快速半桥的两颗氮化镓开关管来自镓未来，型号G1N65R035TB-N，与全桥LLC所使用的型号相同。
两颗慢速半桥的开关管来自安森美，型号FCH041N60E，是一颗耐压600V的NMOS，导阻41mΩ，采用TO247封装。
PFC电感采用两个磁环并排绕制，底部固定电木板绝缘。
另外一侧焊接继电器，滤波电感和滤波电容等元件。
电流传感器芯片来自ACEINNA新纳，丝印MCA11503，型号MCA1101-50-3，是一颗50A量程，3.3V供电的隔离电流传感器，采用AMR各向异性磁阻技术。
继电器来自宏发，为HF115F系列，线圈电压为12V，触点额定电流16A，配合热敏电阻抑制浪涌电流。
NTC热敏电阻用于抑制浪涌电流，由继电器短路热敏电阻，降低损耗，热敏电阻通过胶水固定在继电器上。
一颗共模电感采用漆包线绕制，并涂胶固定。
黑色滤波电容特写。
一颗滤波电感采用磁环绕制，缠绕胶带绝缘，涂胶固定。
用于输入切换的继电器来自宏发，型号HF140FF，为两组常开触点，额定电流12A，线圈电压12V，使用两颗继电器，将内部两组触点并联使用，增加载流量。
电流传感芯片来自芯进电子，型号CC6921，为隔离霍尔电流传感器，用于双向逆变器输出电流检测。
两颗继电器用于输出切换，型号为HF140FF-G，触点电流为16A。
共模电感用于输出滤波。
安规X2电容特写，信息被元件和胶水覆盖。
多颗蓝色Y电容通过胶水固定。
两颗保险丝用于交流输入过电流保护，外套热缩管绝缘。
交流输入输出端子特写。
主板背面可以看到AC连接端子附近也预留有孔位，可以支持甩线方式连接。
在逆变模块侧面焊接控制小板和散热片。
逆变控制小板为长条型，分别焊接两颗控制器，通过隔离通信芯片实现通信。
侧面控制小板背面焊接一颗变压器，通过高温胶带缠绕绝缘。
低压侧主控芯片来自TI德州仪器，为C2000系列实时微控制器，型号TMS320F280049，芯片主频为100MHz，内部集成FPU和CLA，内置256KB闪存和100KB RAM。可用于工业电机驱动，电机控制，光伏逆变器，数字电源，电动车辆与运输，自动控制，感应和信号调理用途。用于逆变升压/整流以及全桥LLC电路控制。
TMS320F280049外置时钟晶振。
控制器来自NXP恩智浦，型号MC56F82736V，用于图腾柱PFC控制和输出调制。
降压转换器来自TI德州仪器，丝印2201，实际型号为TPS562201，17V输入电压，2A输出，采用SOT23封装。
LM317用于稳压供电。
运放来自ST意法半导体，型号LM2902，是一颗低功耗四运放。
一颗通信芯片来自思瑞浦，型号TP8485E，是一颗RS485/RS422收发器芯片。
隔离放大器来自纳芯微，型号NSi1311，用于电压检测和隔离传输。
一颗隔离芯片来自荣湃，型号π122U61，具有5000Vrms隔离电压，为双向隔离通信。
另一路TPS562201为NXP控制器降压供电。
TI德州仪器 OPA376精密低噪声运放用于信号采集放大。
另一颗OPA376精密低噪声运放。
辅助电源主控芯片来自英飞凌，型号ICE2QR2280G，是一颗内置800V开关管的准谐振电源芯片，具有主动突发模式，空载功耗小于100mW。
用于隔离供电的变压器特写。
用于输出电压反馈的1002光耦。
输出滤波固态电容规格为330μF 16V。
用于驱动低压开关管的驱动器来自纳芯微，型号NSi6602BD。是一颗双通道隔离栅极驱动器芯片，支持2MHz开关频率应用，并提供5000Vrms隔离，支持4A灌电流和6A拉电流输出。
另一颗NSi6602BD用于图腾柱PFC快速半桥的两颗氮化镓开关管驱动。
电阻分压网络特写，用于电压检测。
纳芯微 NSi6602AD用于全桥LLC隔离驱动。
荣湃π120M61双通道数字隔离器用于隔离通信，支持10Mbps传输速率，支持5000Vrms交流隔离。
蓝色Y电容来自ISND华信安，通过胶水固定。
两颗蓝色Y电容通过胶水固定。
四位地址拨码开关特写。
用于远程控制的 CAN 通信和 RS485 通讯接口特写。
全部拆解一览，来张全家福。
充电头网拆解总结
铂科电子这款2000W双向逆变器为工业标准尺寸的外壳设计，交流输入输出和直流输入输出均为螺丝接线端子。双向逆变器自带散热风扇用于为内部功率器件散热，降低温升。双向逆变器设计为搭配48V电池组使用，支持AC侧输出多机并联使用提高输出功率。
充电头网通过拆解了解到，铂科电子这款双向逆变模块采用基于氮化镓的图腾柱PFC和全桥LLC设计，图腾柱PFC控制器来自NXP恩智浦MC56F82736V，LLC控制器来自TI德州仪器C2000系列TMS320F280049。两颗控制芯片及外围元件焊接在垂直小板上，充分利用空间。
其中全桥LLC电路采用四颗镓未来G1N65R035TB 氮化镓开关管，图腾柱PFC快速半桥采用两颗镓未来G1N65R035TB 氮化镓开关管。镓未来氮化镓开关管采用散热增强的TO247封装，导阻仅为35mΩ，其转换效率高，抗干扰性能强，完全满足中大功率对高可靠性的要求，处于行业领先水平。
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