PFC+LLC高效拓扑设计，高斯宝电气15kW新能源汽车充电模块拆解

前言

充电头网淘到了高斯宝电气GC75020-T-HI新能源充电模块，这款模块采用电镀金属外壳，通过螺丝组装，并粘贴信息标签。模块采用三相380V交流输入，额定输出电压为750V，额定输出电流为20A，输出功率为15kW。

充电模块为热插拔设计，面板一侧设有固定螺丝，内部设有散热风扇，并设有指示灯和拨码开关。模块背面设有交流输入和直流输出连接器。下面就带来高斯宝电气这款新能源汽车充电模块的拆解，一起看看内部的设计和用料。

高斯宝电气GC75020-T-HI充电模块外观

高斯宝电气GC75050-T-HI充电模块采用金属外壳。

充电模块机身标签特写：

交流输入：380V~；323-437V~ 90A MAX

直流输出：750V⎓20A MAX

输出功率：15kW MAX

深圳高斯宝电气技术有限公司 中国制造

充电模块前面板设有指示灯，拨码开关和散热风扇。

指示灯用于运行状态指示。

拨码开关用于模块地址设定。

网孔内部设有散热风扇。

模块背面设有交流输入端子和直流输出端子。

三相交流输入端子特写。

直流输出端子特写。

测得充电模块机身长度约为449mm。

充电模块机身宽度约为220mm。

充电模块机身厚度约为84mm。

测得充电模块机身重量约为10.2kg。

高斯宝电气GC75020-T-HI充电模块拆解

看完了高斯宝电气这款充电模块的外观，下面就进行拆解，一起看看内部的设计和用料。

首先拧开固定螺丝，拆开充电模块外壳，充电模块内部分为PFC模块和LLC模块。

左侧PFC模块通过螺丝固定在壳体内部。

PCBA模块正面一览，左上角为交流输入端，设有保险丝，压敏电阻，下方设有安规X2电容和共模电感。在共模电感右侧设有软启动继电器和启动电阻，上方设有辅助电源。中间位置设有PFC电感，右侧设有PFC开关管和整流管，并设有滤波电容。在中间上方设有控制小板。

PCBA模块背面设有隔离驱动器和辅助电源芯片。

焊接拆下PCBA模块的小板和功率管等器件，继续进行拆解。

输入端设有保险丝，压敏电阻，Y电容。

保险丝为两颗并联，外套热缩管绝缘。

保险丝之间设有压敏电阻。

压敏电阻来自君耀，型号102KD20。

Y电容来自松田电子，型号CD472M。

两颗Y电容来自松田电子。

气体放电管外套热缩管绝缘。

安规X2电容来自华容电子，规格为2.2μF。

共模电感采用漆包线绕制。

继电器来自汉格电子，型号HATF901ASDC12-1，内置一组常开触点，触点容量为30A，线圈电压12V。

另一颗继电器型号相同。

软启动电阻规格为5W75Ω，两颗串联。

另一组软启动电阻特写。

六颗PFC电感特写，采用漆包线绕制，底部设有电木板绝缘。

散热片之间还设有高压滤波电容和薄膜滤波电容。

拆下散热片，在散热片上固定整流桥，PFC开关管和PFC整流管。

整流桥来自威世，型号PB5010，规格为45A 1000V，采用PB封装。

PFC开关管来自力特，型号IXFH46N65X2，NMOS，耐压650V，导阻69mΩ，采用TO-247封装。

PFC整流管来自微芯科技，型号APT60DQ120BG，为超快软恢复二极管，规格为1200V 60A，采用TO-247封装。

高压滤波电容来自丰宾，规格为220μF450V。

薄膜滤波电容来自华容，规格为1.2μF630V。

隔离驱动器来自思佳迅，型号Si8235BD，芯片具备4A驱动能力，支持24V供电电压，符合UL1577认证，具备5kVrms隔离能力，采用SOIC-16WB封装。

共使用三颗隔离驱动器对应6颗PFC开关管。

第三颗隔离驱动器特写。

辅助电源芯片来自安森美，型号UC2843B，是一颗高性能PWM控制器，用于开关电源和DC-DC转换器应用，采用SOIC-8封装。

滤波电容来自红宝石，规格为25V470μF。

另一颗滤波电容规格为25V220μF。

驱动三极管来自安森美，型号MJE172G，为PNP型三极管，规格为100V 3A，采用TO-225封装。

另一颗型号MJE182G，为NPN型三极管，规格为100V 3A，采用TO-225封装。

三极管来自安森美，型号TIP41C，为NPN型三极管，规格为100V 6A，采用TO-220封装。

另一颗辅助电源芯片为安森美UC2842B，采用SOIC-8封装。

两颗滤波电容来自尼吉康，规格为10μF450V。

蓝色Y电容来自松田电子。

电流互感器特写。

初级开关管来自意法半导体，型号STF5NK100Z，NMOS，耐压1000V，导阻2.7Ω，采用TO-220FP封装。

辅助电源变压器磁芯缠绕胶带绝缘。

蓝色Y电容来自松田电子。

变压器输出侧设有整流二极管。

整流管来自安森美，型号RHRP8120，为超快恢复二极管，规格为8A 1200V，采用TO-220AC-2L封装。

滤波电容来自红宝石，规格为250V22μF。

整流管来自瑞能，型号BYQ28E-200，为快恢复整流管，规格为200V 10A，采用TO-220AB封装。

两颗滤波电容规格为25V470μF。

三端稳压芯片来自意法半导体，型号L7805ACV，支持35V输入电压，输出电压5V，输出电流1.5A，采用TO-220封装。

两颗滤波电容来自红宝石，规格为16V1000μF。

滤波电容来自红宝石，规格为25V220μF。

稳压芯片来自意法半导体，型号L79L05，采用TO-92封装。

滤波电容来自红宝石，规格为25V220μF。

另一颗滤波电容规格相同。

变压器用于为隔离驱动器供电。

滤波电容规格为25V470μF。

另一颗滤波电容规格相同。

两颗滤波电容规格相同。

PFC控制板内侧设有PFC控制器，右侧设有与门和运放，左侧设有隔离光耦，稳压芯片，与门和存储器。

外侧设有运放和复位芯片。

PFC控制器来自德州仪器，为C2000系列实时微控制器，型号TMS320F2806，芯片内置32位CPU内核，主频100MHz，支持连动运算，快速中断响应和处理，内置64KB闪存，具备16个PWM输出，支持SPI，UART，CAN和I2C通信接口，内部集成12位ADC，采用LQFP100封装。

20.000MHz有源时钟晶振特写。

存储器来自微芯科技，型号AT24C128C，容量为16KB，支持1.7-5.5V工作电压，采用SOIC-8封装。

复位芯片来自亚德诺半导体，型号ADM706S，是一颗高精度电压监控芯片，并提供独立的看门狗监控电路，采用SOIC8封装。

稳压芯片来自上海贝岭，型号BL1117，芯片输入耐压12V，输出电流1A，分别为3.3V和1.8V输出，采用TO-252封装。

两颗与门来自德州仪器，丝印HC08，型号SN74HC08，为四路2输入与门，采用SOP14封装。

另一颗与门芯片型号相同。

运放来自安森美，型号LM2904，是一颗单电源供电的双运放，采用SOIC8封装。

小板背面还设有一颗同型号的运放。

高速光耦来自光宝，型号6N137，为单通道高速光耦，采用贴片封装。

光宝LTV-817光耦特写。

光耦来自瑞萨，型号PS2701。

另一颗同型号的光耦特写。

小板一面焊接一颗电压比较器和三颗运放。

另一面也焊接一颗电压比较器和三颗运放。

安森美LM2903双路电压比较器用于过电流检测，采用SOIC-8封装。

三颗安森美LM2904运放特写。

另一面设有安森美LM2903电压比较器。

三颗安森美LM2904运放特写。

瑞萨 PS2701 光耦用于隔离通信。

两颗隔离放大器来自东芝，型号TLP7920，用于交流输入电流检测，中间设有隔离变压器，并打胶加固。

隔离变压器磁芯缠绕胶带绝缘。

LLC模块通过螺丝固定在壳体内部。

PCBA模块正面一览，右侧设有驱动变压器，全桥LLC开关管，散热片，滤波电容，滤波电感和谐振电容。中间位置设有变压器和谐振电感。左侧设有整流管，滤波电感和滤波电容。

背面设有隔离芯片，驱动器和辅助电源芯片。

焊接拆下PCBA模块的小板和功率管等器件，继续进行拆解。

PFC模块升压输出通过连接器连接到LLC模块。

滤波电感采用漆包线绕制。

输入滤波电容共计12颗。

滤波电容来自丰宾，规格为100μF450V。

四颗薄膜滤波电容来自华容，规格为0.33μF630V。

拆下散热片，散热片固定LLC开关管和快恢复二极管。

LLC开关管来自英飞凌，丝印65F6041，型号IPW65R041CFD，NMOS，耐压650V，导阻41mΩ，采用TO-247封装。

快恢复二极管来自华微电子，型号30F60W，规格为600V 30A，采用TO-247-2L封装。

隔离驱动器来自思佳迅，型号Si8235BD，共四颗对应全桥LLC应用。

对应每颗开关管都设有一颗驱动器。

驱动器来自力特，型号IXDN604SIA，为双路4A超快驱动器，支持4.5-35V供电范围，支持125℃工作温度，采用SOIC8封装。

为驱动器供电的隔离变压器特写，共设有两组对应两路全桥LLC。

输出设有四颗滤波电容。

滤波电容规格均为25V220μF。

滤波电容来自红宝石，规格为25V1000μF。

蓝色Y电容来自松田电子。

谐振电容和快恢复二极管特写。

谐振电容为六颗并联。

谐振电容来自华容，规格为0.022μF1000V。

快恢复二极管来自力特，型号DSEI30-12A，为快恢复二极管，规格为1200V 30A，采用TO-247封装。

其中一组谐振电感和变压器一览，右侧两颗为谐振电感，左侧和中间位置为变压器，均为串联连接。

输出端设有整流二极管和滤波电容。

整流二极管和温度传感器固定在散热片上。

整流管采用华微电子30F60W，四片散热片共设有16颗。

温度传感器来自德州仪器，型号LM35DT，为高精度摄氏温度传感器，支持4-30V工作电压，支持-55~150℃应用，采用TO-220封装。

薄膜滤波电容来自华容，规格为1.2μF630V。

滤波电容来自丰宾，规格为100μF450V。

磁环电感采用漆包线绕制。

散热片设有辅助电源开关管和整流桥。

整流桥来自扬杰科技，型号GBJ3510，规格为1000V 35A，采用6KBJ封装。

输出端也设有滤波电感。

保险丝外套热缩管绝缘，用于输出过流保护。

薄膜滤波电容规格为0.022μF1000V。

直流输出端插座特写。

放电开关管来自意法半导体，型号STD2NK90ZT4，NMOS，耐压900V，导阻6.5Ω，采用DPAK封装。

辅助电源芯片采用安森美UC2843B。

开关管来自英飞凌，型号IRF630N，NMOS，耐压200V，导阻300mΩ，采用TO-220封装。

辅助电源芯片采用安森美UC2844B。

滤波电容来自尼吉康，规格为10μF450V。

初级开关管来自意法半导体，型号STF5NK100Z。

电流互感器特写。

辅助电源变压器特写。

整流管来自瑞能，型号BYQ28E-200，为超快恢复二极管，规格为200V 10A，采用TO220封装。

滤波电容规格为25V1000μF。

稳压芯片来自意法半导体，型号L7805ACV。

另一颗滤波电容规格为10μF450V。

变压器旁设有滤波电感。

蓝色Y电容来自松田电子。

三颗滤波电容来自红宝石，规格为25V220μF。

控制小板外侧设有与门和复位芯片。

内侧设有控制器，晶振，存储器，与门。左侧设有CAN收发器，隔离芯片，运放和电压比较器。

LLC控制器采用德州仪器TMS320F2806。

芯片外置20.000MHz时钟晶振。

存储器来自微芯科技，型号AT24C128C。

两颗稳压芯片来自上海贝岭，型号BL1117。

与门来自德州仪器，型号SN74HC08。

另一颗与门芯片型号相同。

运放来自亚德诺半导体，型号AD8066，为高性能FastFET运算放大器，支持5-24V宽电源电压范围，带宽为145MHz，通过汽车应用认证，采用SOIC-8封装。

电压比较器采用安森美LM2903。

运放来自德州仪器，型号OPA2171，为双路低功耗运算放大器，支持36V供电电压，采用SOIC8封装。

隔离芯片来自思佳迅，型号Si8621BD，为低功耗双通道数字隔离器，支持150Mbps速率，支持工业和汽车应用，具备5kV隔离能力，采用WB SOIC-16封装。

CAN收发器来自恩智浦，型号PCA82C241，兼容ISO 11898-24V标准，具备低电流待机模式，具备热保护功能，采用SO8封装。

控制板另一面设有复位芯片，来自亚德诺半导体，型号ADM706S。

与门来自德州仪器，型号SN74HC08。

散热风扇固定在内部支架上。

散热风扇来自富士康，型号PVA080K12R，规格为12V 1.35A。

指示灯小板正面设有红黄绿三颗LED。

全部拆解一览，来张全家福。

充电头网拆解总结

最后附上高斯宝电气GC75020-T-HI充电模块的核心器件清单，方便大家查阅。

高斯宝电气GC75020-T-HI充电模块支持三相交流380V输入，支持750V输出电压，输出电流为20A，输出功率为15kW。充电模块为热插拔设计，面板设有固定螺丝，指示灯和散热风扇。模块尾部设有连接端子，便于安装维护。

充电头网通过拆解了解到，高斯宝电气GC75020-T-HI充电模块采用金属外壳，前面板内部设有散热风扇，与外壳组成风道进行散热。壳体分为上下两片，内部分别固定PFC模块和LLC模块，之间通过导线和插接件连接。

PFC和LLC控制器均采用德州仪器TMS320F2806，使用东芝TLP7920进行隔离电流检测，通过思佳迅Si8235BD隔离驱动器驱动PFC开关管，PFC开关管采用力特IXFH46N65X2，搭配使用微芯科技APT60DQ120BG整流管。

LLC使用思佳迅Si8235BD隔离驱动器搭配力特IXDN604SIA驱动器，开关管采用英飞凌IPW65R041CFD，整流管采用华微电子30F60W。充电模块内部电解电容为丰宾，尼吉康和红宝石品牌，元器件打胶加固，PCBA模块涂有三防漆绝缘保护，做工用料扎实。