編者薦語：芯仙能源推出了一款采用氮化鎵器件的雙向AC-DC變換器。
其中霍爾電流傳感器來自芯進電子，型號CC6921SO-50A，是一顆高性能霍爾效應電流傳感器，支持測量交流和直流電流，具備高精度，出色的線性度和溫度穩定性。電流傳感器用于電流采集，配合MCU保護，實現精準可靠的保護功能

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前言

芯仙能源技術有限公司推出了一款采用氮化鎵器件的雙向AC-DC變換器，這款變換器支持2000W輸出功率，并支持整流模式和逆變模式。其中整流模式支持寬范圍交流輸入，額定輸出電壓為48V，并支持42-58V調節。

逆變模式支持42-58V輸入，輸出支持120或220Vac，最大輸出功率為2000W，轉換效率達95%。模塊采用主動風冷散熱設計，噪聲低，溫升低，提升可靠性。逆變模塊支持多機并聯工作，可廣泛用于48V電池組的儲能，直流微網，V2G逆變等新能源應用場景。

逆變模塊的交流和直流側均具備過壓，欠壓保護，過流和短路保護，并支持過熱保護。充電頭網拿到了這款W2000-48V雙向AC-DC變換器，下面就通過文章的形式，展示這款變換器的設計和用料。

芯仙2KW氮化鎵雙向變換器外觀

模塊正面一覽，右端設有一排接線座子，板子中間設有兩塊可拆卸小板，垂直焊接的小板覆蓋金屬散熱片，并通過風扇散熱，器件間留有充足空隙，有效避免積熱。

主板背面主要是隔離驅動器和電流采樣芯片等器件，外圍電路簡潔，整體焊接也十分工整，工藝水準高。

測得模塊長度約為28cm。

寬度約為13cm。

最大厚度約為44mm。

另外測得模塊重量約為1515g。

芯仙2KW氮化鎵雙向變換器解析

芯仙這款模塊的輸入輸出接線柱都設置在一側，左下角為直流接線柱，依次焊接保險絲，濾波電容，升壓/整流管，變壓器，右下角的散熱片為全橋LLC開關管的散熱片，右側為高壓濾波電容，右上角的散熱片為圖騰柱無橋PFC開關管散熱，向左依次為濾波電感等器件。四顆黑色繼電器用于交流輸入和逆變輸出端子切換。

雙向變換器模塊背面焊接四顆電流傳感器芯片，六顆驅動器芯片，以及通信芯片。下面我們從直流側開始觀察雙向變換器模塊的用料和設計。

雙向變換器模塊側面一覽，依次焊接低壓濾波電容，低壓氮化鎵小板，開關變壓器，諧振電感，高壓氮化鎵小板和高壓濾波電容。其中高低壓氮化鎵小板均固定到散熱片上，并通過風扇進行散熱。

低壓氮化鎵開關管焊接在小板上，使用六顆英諾賽科 INN100W032A 低壓氮化鎵，三顆并聯，組成半橋。并且由兩塊小板組成H橋，共使用12顆氮化鎵開關管。

英諾賽科 INN100W032A采用 GaN-on-Silicon Emode HEMT技術，有著極低的柵極電荷和超低導通電阻。耐壓100V，導阻3.2mΩ，連續電流60A，脈沖電流可達230A，能夠適應-40℃到150℃工作環境，零反向恢復電荷。采用WLCSP 3.5mm x 2.13mm極小封裝，大大節省占板面積。

用于驅動低壓氮化鎵的驅動器來自納芯微，型號NSi6602A-DSWR，是一顆雙通道隔離柵極驅動器，支持2MHz開關頻率。芯片內置驅動器，可以直接驅動MOS管和氮化鎵開關管，無需外置驅動器，簡化電路設計。

用于另外一塊低壓小板的驅動器。

電流傳感器芯片來自ACEINNA新納，型號MCA1101-50-5，是一顆50A量程的隔離電流傳感器，采用AMR各向異性磁阻技術。

霍爾電流傳感器來自芯進，型號CC6921SO-50A，是一顆高性能霍爾效應電流傳感器，支持測量交流和直流電流，具備高精度，出色的線性度和溫度穩定性。

升壓變壓器采用銅片組成低壓側線圈。電感來自深圳市共創富電子。

諧振電感線圈采用膠帶纏繞絕緣。

用于LLC全橋及主動整流的氮化鎵開關管來自英諾賽科，型號INN650TA030AH，是一顆650V耐壓的增強型氮化鎵開關管，采用 GaN-on-Silicon Emode HEMT技術，有著極低的柵極電荷和超低導通電阻。導阻低至25mΩ，采用TOLL封裝，具有開爾文源極，具有更強的散熱能力。適用于開關電源，圖騰柱PFC，電池快充，高功率密度及高能效電源應用。

英諾賽科 INN650TA030AH 詳細資料。

用于驅動兩顆氮化鎵開關管的驅動器來自納芯微，型號NSi6602B-DSPNR，是一顆雙通道隔離柵極驅動器，支持2MHz開關頻率。芯片內置驅動器，可以直接驅動MOS管和氮化鎵開關管，無需外置驅動器，簡化電路設計。

四顆高壓濾波電容來自Acon新中元，規格均為550V 180μF，濾波電容總容量為720μF。

雙向逆變模塊交流側一覽，焊接氮化鎵開關管小板，整流橋，濾波電感，濾波電容以及切換輸入輸出的繼電器。電容來自于華威遠大。

小板上同樣采用INN650TA030AH氮化鎵開關管，用于逆變輸出調制/圖騰柱無橋PFC功能。二三極管來自于濟南晶恒。

輸出濾波電感特寫，采用四個磁環并排。來自深圳市共創富電子。

兩顆NTC熱敏電阻串聯，用于抑制電容充電的浪涌電流。濾波電感底部采用電木板絕緣，并打膠固定。

四顆藍色Y電容特寫。

安規X2電容和共模電感特寫。

切換輸入輸出的繼電器來自Churod中匯瑞德，線圈電壓12V，觸點容量50A。

交流接線端子與直流接線端子特寫。

安規X2電容來自WQC威慶電子，規格為0.47μF。

交流輸入和輸出保險絲來自華德電子，為WM50系列電力熔斷器，規格為50A 250V。

在直流端子右側是通信接口。

在逆變器主板上還連接兩塊小板，分別用于逆變器升壓及波形調制控制和輔助供電。圖中是逆變器升壓和波形調制控制小板，正面焊接一顆MCU和穩壓芯片。

主控MCU來自微芯科技，型號dsPIC33CK256MP506，為dsPIC33CK系列數字信號控制器，內置100MHz dsPIC DSC內核，集成DSP和增強型外設，用于逆變器整機驅動信號輸出。

穩壓芯片來自DIODES，絲印GH16D，實際型號為AZ1117，輸出電壓3.3V，為主控MCU供電。

另一路電源采用MPS MP6001轉換器，芯片內置開關管，內部集成100V啟動電路，支持36-75V輸入供電。

一顆開關降壓芯片來自芯朋微，型號AP2905，是一顆內置開關管的同步降壓轉換器，固定5V輸出電壓。

充電頭網總結

芯仙能源技術推出的這款雙向AC-DC變換器具備2000W輸出功率，支持整流輸出模式和逆變模式，適合用于48V電池系統的儲能應用等場合。逆變模塊內部采用英諾賽科的氮化鎵器件，其中用于電池端升壓和同步整流的低壓氮化鎵開關管采用INN100W032A，用于逆變整流調制以及PFC和全橋LLC的高壓氮化鎵開關管采用INN650TA030AH。

英諾賽科INN100W032A開關管為100V耐壓，適合48V應用，具有3.2mΩ導阻，能顯著降低大電流下的損耗，并且采用WLCSP封裝，可增強散熱能力，縮短電流路徑。其中英諾賽科INN650TA030AH氮化鎵開關管為650V耐壓，具有30mΩ超低導阻，并采用TOLL封裝，簡化氮化鎵器件的散熱設計。

逆變模塊采用微芯科技dsPIC33CK256MP506進行整機控制，通過納芯微驅動器驅動氮化鎵開關管。并使用新納和芯進的四顆電流傳感器用于不同環路的電流采集，配合MCU保護，實現精準可靠的保護功能。