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支持48V锂电池组恒压恒流充电,麦格米特2200W双向逆变方案解析

充电头网编辑部 充电头网 2023-06-25


前言

 

麦格米特是一家以电力电子及工业控制为核心技术,从事电气自动化领域软硬件和系统解决方案的研发、生产、销售与服务的高科技公司。公司业务领域涵盖定制电源、工业自动化、新能源汽车及轨道交通、智能家电电控、精密连接和智能装备。


 

充电头网拿到了麦格米特推出的一款2200W双向逆变模块,型号为MGI204MGGH,在整流模式下支持176~264Vac输入,具备输入过压和欠压保护,输出电压范围为40~58.4Vdc,最大输出电流为35A,支持48V锂电池组恒压恒流充电。

 

在逆变模式下支持40~55Vdc输入,光伏输入支持12~70Vdc,额定输出电压为230Vac,支持176~264Vac调节,额定输出功率为2200W,支持逆变恒功率输出,最大输出功率为2400W。这款双向逆变模块采用风扇强制制冷,并具备通信功能。下面就带来这款双向逆变模块的方案解析,看看这款逆变模块的设计和用料。

 

麦格米特2200W双向逆变方案外观

 

 

麦格米特2200W双向逆变模块主板正面器件排布规整,中心区域留有充足空隙。正面可见电感、电容、散热片等常见器件,中心还设有一块小板,顶部设有两组连接插槽和排针,主板边缘设有多个插槽和接线孔。

 

 

主板背面通过两条白线做了明显分区设计,驱动芯片、升降压/逆变开关管等较大器件很显眼。

 

 

实测主板长度约为22.5cm。

 

 

宽度约为15cm。

 

 

模块最大厚度约为4.75cm。

 

 

另外测得重量约1491g。


 

麦格米特2200W双向逆变方案解析

 

看完了麦格米特这款2200W双向逆变方案的外观,下面就来观察PCBA上的元器件,解析其设计和用料。

 

 

PCBA模块正面一览,其中分区明确,白色双线用于区分直流交流区域。逆变模块右下角为直流输入端,焊接输入滤波电感,滤波电容,升降压电感,开关管散热片,变压器焊接在右侧。其中开关管为TOLL封装,焊接在PCBA模块背面,散热片焊接固定。

 

逆变模块上方为高压滤波电容,对称半桥LLC开关管和图腾柱PFC开关管,左侧焊接PFC升压电感和EMI滤波电路,左下角焊接四颗继电器用于交流输入和输出切换,下方焊接接线柱。

 

 

PCBA模块背面左下角焊接同步升降压开关管,逆变开关管,大电流走线焊接铜片增加载流量。上方焊接对应的驱动器芯片,右侧焊接两颗电流传感器。

 

 

逆变模块侧面一览,焊接交流输入输出接线柱,光伏输入插座,直流输入直接焊接在PCB上。

 

 

直流输入端两颗63A保险丝并联用于过流保护,PCB过孔用于焊接导线。

 

 

输入端焊接滤波电感和五颗滤波电容。

 

 

滤波电感采用磁环绕制,正负极之间使用电木板绝缘,底部也使用电木板绝缘,并涂胶水固定。

 

 

输入端滤波电容来自丰宾,规格为1000μF63V。

 

 

两颗薄膜Y电容特写。

 

 

光伏和直流输入共用XT90连接器。

 

 

升降压电感采用利兹线绕制。

 

 

PCBA模块背面直流输入端特写,焊接贴片保险丝,电流检测芯片,两组八颗开关管以及对应的驱动器,分别用于光伏同步升降压以及电池逆变升压和同步整流充电。

 

 

用于光伏输入的贴片保险丝,来自贝特电子,规格为30A。

 

 

麦歌恩 MT9523霍尔传感器用于检测输入电流。

 

 

用于驱动同步升降压开关管的驱动器来自数明,型号SLM27211,是一颗120V耐压的半桥驱动器。

 

 

另一颗驱动器型号相同,使用两颗驱动器用于四颗同步升降压开关管的驱动。

 

 

用于检测逆变电池端输入电流的四颗取样电阻并联。

 

 

八颗MOS管一字排开,左侧四颗用于太阳能输入同步升降压电压转换,右侧四颗用于逆变升压和同步整流。

 

 

开关管来自英飞凌,丝印5N10015,实际型号为IAUT300N10S5N015,NMOS,耐压100V,导阻1.5mΩ,采用TOLL封装。

 

 

两颗纳芯微NSi6602BD隔离驱动器用于升压开关管驱动。

 

 

在开关管正面是散热片,散热片左侧为垂直焊接的控制小板,右侧为开关变压器。

 

 

逆变模块侧面一览,在变压器右侧为谐振电容。

 

 

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。

 

 

谐振电容来自弘富瑞,为HMPS系列双面金属化聚丙烯电容,规格为1μF 400V。

 

 

另一颗谐振电容规格相同。

 

 

PCBA模块侧面焊接六颗开关管和三颗薄膜电容,右侧焊接PFC电感和滤波电容。

 

 

薄膜滤波电容来自弘富瑞,为HMPB系列金属化聚丙烯电容,规格为0.33μF 630V。

 

 

两颗开关管来自尚阳通,型号SRC60R068BS,为超结NMOS,耐压600V,导阻68mΩ,采用TO247封装。

 

 

一颗隔离驱动器来自纳芯微,型号NSi6602BD。

 

 

两颗滤波电解电容来自艾华,LH系列,规格为500V330μF。

 

 

用于图腾柱PFC和输出调制的IGBT来自吉林华微,型号JT050N065WED,规格为650V 50A,采用TO247封装。

 

 

另外两颗IGBT特写。

 

 

两颗纳芯微NSi6602BD隔离驱动器用于图腾柱PFC IGBT驱动。

 

 

PFC升压电感特写,采用扁铜线绕制。

 

 

侧面焊接输出滤波电容,共模电感,滤波电容和切换继电器。

 

 

滤波电容来自厦门法拉电子,为C3D系列薄膜电容,规格为800V 9μF。

 

 

共模电感来自麦格米特,SQ2825磁芯,感量为7mH。

 

 

另一颗共模电感型号相同。

 

 

蓝色压敏电阻来自君耀,681KD14,用于浪涌保护。

 

 

四颗继电器用于输入输出端子切换。

 

 

输入端保险丝规格为20A 250V。

 

 

交流输入和输出端子焊接连接到PCB上。

 

 

蓝色Y电容来自LY鲁颖。

 

 

WMZ12A PTC热敏电阻用于过流保护。

 

 

左侧两个接线端子为输出端子,右侧两个接线端子为输入端子。

 

 

电流传感器来自ALLERGO,型号ACS733,是一颗1MHz带宽的隔离电流传感器。

 

 

另一颗型号相同,用于交流电流检测。

 

 

辅助电源芯片采用PI TNY286DG,内部集成725V耐压MOS管。

 

 

变压器来自麦格米特,采用EE19磁芯。

 

 

用于通信和散热风扇的插座。

 

 

在逆变器PCB上还焊接一块控制板。

 

 

主控芯片来自TI德州仪器,为C2000系列实时微控制器,型号TMS320F280025PMS,芯片内置32位DSP内核,主频100MHz,内部集成FPU和TMU,内置128KB闪存。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,感应和信号调理用途。

 

在控制板上共焊接两颗TMS320F280025PMS控制芯片,分别用于直流侧和交流侧控制。

 

 

10MHz贴片晶振特写。

 

 

两颗LM358双运放用于信号放大。

 

 

控制板顶部焊接连接排针。

 

充电头网总结

 

麦格米特这款双向逆变模块支持48V锂电池充电及逆变使用,并支持光伏和直流输入,满足户外电源以及锂电池储能应用需求。其中逆变器交流输入和输出端子采用插接件连接,电池端采用焊接连接。


充电头网通过观察了解到,麦格米特这款双向逆变模块采用两颗TI德州仪TMS320F280025PMS搭配隔离驱动器进行降压充电和逆变升压控制。其中直流端开关管来自英飞凌,型号IAUT300N10S5N015,共使用八颗分别用于同步升降压和逆变功能。

 

在高压侧使用尚阳通SRC60R068BS进行整流,四颗吉林华微JT050N065WED用于PFC升压和输出调制功能。逆变器输入输出端均配有保险丝,电池端滤波电容来自丰宾,高压滤波电容来自艾华。隔离驱动芯片来自纳芯微,是一款国产化程度很高的双向逆变模块。


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