适用48V电池系统，芯仙方案2200W双向AC-DC逆变器参考设计解析
前言
芯仙能源技术有限公司推出了一款2200VA的双向逆变器，其采用数字芯片控制，逆变模式下额定输出电压为220V，支持200-240V调节，额定输出功率为2400VA，峰值输出功率为4800VA。整流模式下具备1600W输出功率，支持40-58.8V输出，具备涓流充电，输出过流保护和过电压保护。
双向逆变器设有主动散热风扇，在整流模式和逆变模式下的满载效率均高于93%，并具备UPS功能，可用于48V电池组的储能，直流微网，V2G逆变等新能源应用场景。下面充电头网就对这款双向逆变器进行解析，展示这款双向逆变器的设计和用料。
芯仙方案2.2kW 双向AC-DC逆变器外观
模块正面一览，右端设有一排接线座子，板子中间设有垂直的PCB小板，开关MOS管均设有大型散热片辅助散热。
主板背面电路设计规则，芯片等大小器件焊接干净利落，整体工艺水准好。
使用直尺测量逆变模块长度。
测得逆变模块长度约为278mm。
逆变模块宽度约为127.2mm。
逆变模块厚度约为45.9mm。
测得重量约为1665g。
芯仙方案2.2kW 双向AC-DC逆变器解析
看完了芯仙这款双向逆变器的外观，下面就开始详细解析这款双向逆变器的用料和设计。
逆变器PCBA模块正面一览，左侧为逆变模块的接线端子，在模块中间焊接一块控制小板。模块左下方为直流接线柱，开关管散热片，变压器，谐振电感，谐振电容，右下角为全桥LLC开关管散热片。在散热片上方是三颗高压滤波电容，上方散热片为IGBT散热。在散热片上方为PFC电感，向左焊接EMI滤波电路和切换继电器。
PCBA模块背面大电流走线露铜加锡，增加载流。还焊接两颗驱动器芯片用于低压MOS管驱动，四颗隔离驱动器用于全桥LLC开关管和IGBT驱动，焊接两颗电流检测芯片用于电流检测。
逆变器PCBA模块侧面一览，左侧黑色接线柱连接交流输入输出导线，右侧接线柱用于连接直流正负极，黑色接线柱两侧焊接多颗蓝色Y电容。
直流端正负极接线端子特写。
正极采用两颗80A保险丝并联，进行过流保护。
直流端负极5颗1mΩ电阻并联检测电流。
滤波电容来自JSH万京源，PZ系列固态电容，规格为330μF 63V。
共使用五颗并联。
在固态电容背面还并联MLCC电容滤波。
用于驱动低压MOS管的驱动器来自MPS，型号MP1924A，是一颗耐压100V的高频半桥驱动器，芯片内置自举二极管，上下管支持独立控制，采用SOIC-8封装。在驱动器外围使用三极管组成半桥扩流，增强驱动能力。
另一颗MP1924A驱动器特写。
侧面为电池端开关管散热片，侧面焊接变压器，谐振电感和谐振电容，右侧散热片为全桥LLC开关管。
电池端开关管来自英飞凌，型号IPP023N10N5，NMOS，耐压100V，导阻2.3mΩ，采用TO220封装。
另一侧也采用相同型号的MOS管，共使用八颗组成全桥。
在散热片侧面使用螺丝固定热敏电阻，检测开关管温升。
升压变压器采用铜片和多层绝缘线绕制，输出线上穿过磁环进行电流检测。
谐振电感采用利兹线绕制。
三颗并联的谐振电容来自厦门法拉电子，为MMKP82系列双面金属化聚丙烯膜电容器，体积小性能强，规格为0.022μF 1000V。
侧面为两片散热片，中间为高压滤波电容，右侧为PFC电感。
散热片上固定四颗NMOS，为全桥LLC开关管。
在散热片侧面使用螺丝固定热敏电阻，检测开关管温升。
开关管来自光电子，型号SJMN099R60ZSW，超结NMOS，耐压600V，导阻86mΩ，采用TO247封装。
逆变器内部使用两颗纳芯微 NSi6602BD 隔离驱动器用于MOS管驱动。
在两片散热片中间是高压滤波电容，来自FOAI法拉电子，规格为450V 560μF，使用三颗并联。
在另外一侧为PFC电感，滤波电感和滤波电容，继电器等元件。
在PFC电感后面的散热片上是四颗输出调制的IGBT。
IGBT来自TRinno特瑞诺，型号TGH40N65F2DS，规格为650V 40A，采用TO247封装。
IGBT的散热片上也设有热敏电阻检测温升。
逆变器内部使用两颗纳芯微 NSi6602BD 隔离驱动器用于IGBT驱动。
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。
PFC电感采用磁环绕制，底部使用电木板绝缘。
滤波电容与滤波电感特写。
一颗滤波电容来自STE松田电子，两侧为滤波电感和切换输入输出的继电器。
两颗继电器来自宏发，为HF175F系列，线圈电压12V，触点容量16A，用于逆变器切换输入和输出。
STE 松田电子 14D561K压敏电阻用于吸收浪涌。
用于输出电流检测的电流传感器来自ACEINNA新纳，丝印MCA11503，型号MCA1101-50-3，量程为50A。
模块交流输入输出端分别连接保险丝，进行过流保护。
交流输入输出接线端子特写。
蓝色Y电容来自STE松田电子。
在双向逆变器中间位置焊接一块控制小板。
逆变器控制小板焊接恩智浦数字信号控制器 MC56F81768MLH，芯片内置100MHz主频的56800EX DSP内核，内置 128KB Flash 和 20KB RAM，芯片内置两个运放，两个I2C接口，一个SPI接口和四个DMA通道。
另一颗数字信号控制器型号相同。
绿色NTC热敏电阻用于检测逆变器内部空气温度。
小板上焊接的供电变压器特写，侧面粘贴标签。
小板上的接线端子特写。
纳芯微 NSi8231 三通道双向数字隔离芯片用于两颗MCU之间通信。
两颗纳芯微 NSi8220 双通道双向数字隔离芯片用于两颗MCU之间通信。
SP485E用于485通信。
MCP6002I双运放来自微芯科技，用于信号检测放大。
SBR12100用于输出整流。
小板上焊接一颗滤波电容，规格为220μF 35V。
交流输入还为内置的辅助电源供电，共模电感采用漆包线和绝缘线绕制，底部采用电木板绝缘。
安规X2电容来自圣融达科技，规划为0.1μF。
整流桥采用插件焊接。
保险丝和滤波电容特写。
初级电源芯片来自通嘉，型号LD9175GN，是一颗多模式初级芯片，内部集成MOS管，采用DIP8封装。
开关变压器特写。
PCBA模块背面还焊接一颗贴片Y电容，来自STE松田电子。
两颗SBR12100肖特基二极管用于输出整流。
三颗钰邦 470μF 16V固态电容用于输出滤波。
用于连接散热风扇的插座特写。
充电头网总结
芯仙能源技术推出的这款双向逆变器具备2400W逆变功率，并具备1600W充电功率，适用于48V电池系统的储能应用等场景。逆变器具备交流输入，过压欠压保护，输出过压，欠压保护，均支持通过软件配置。
这款双向逆变器为三有源桥设计，使用两颗NXP恩智浦MC56F81768MLH数字信号控制器进行整机控制。搭配使用MPS和纳芯微的驱动器用于开关管驱动。其中电池端开关管来自英飞凌，型号IPP023N10N5，高压MOS管来自光电子，型号SJMN099R60ZSW，IGBT来自特瑞诺，型号TGH40N65F2DS。
电池端滤波固态电容来自JSH万京源，高压滤波电容来自FOAI法拉，采用新纳MCA1101-50-3电流传感器进行电流检测，逆变器输入输出端和电池端均配有保险丝进行过流保护，导线通过端子连接，便于组装使用。这款双向逆变器的内部做工和用料都很扎实，并且具有完善的全套保护功能，满足48V平台新能源应用。
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