拆解變頻器電源驅動板，元器件選型如何？

Big-Bit拆解上一期拆解了眾辰Z8400-2R2G變頻器產品，并分析了其內部的顯示按鍵板和主控板兩塊電路板的半導體元器件構成。

本期Big-Bit拆解將繼續分析變頻器產品剩下兩塊電路板——開關電源驅動板和電機驅動控制板。

眾辰變頻器產品拆解

先來看電源驅動板。量得板子的尺寸為119.0mm×159.8mm，與一臺Kindle Paperwhite(125mm × 174mm)大小相近。

這塊變頻器產品的板子已知半導體元器件如下(圈出的空白部分是拆解過程中脫落的MOS所在位置)：4個光耦半導體元器件、3個霍爾效應電流傳感器半導體元器件、6個光耦兼容單通道隔離式柵極驅動器半導體元器件、1運算放大器半導體元器件、9個整流二極管半導體元器件、1個功率繼電器、1個MOSFET半導體元器件、1個電流模式PWM 控制器半導體元器件、1個三端可調精密并聯穩壓器半導體元器件、7個IGBT半導體元器件、1個整流橋半導體元器件。

變頻器產品的4個光耦半導體元器件都是來自億光電子的EL357N(C)(TA)-G。

EL357N是一款 4 引腳 SOP 封裝的通用晶體管光耦。其關鍵參數包括 3750Vrms 的高隔離電壓、80V 的集電極-發射極耐壓，以及 50%-600% 的電流傳輸比(CTR)。它主要發揮電氣隔離與信號反饋功能，用于電源監控等低速邏輯回路，確保高壓側與低壓控制側的可靠隔離，提升系統安全性。

變頻器產品的3個霍爾效應電流傳感器半導體元器件是來自成都芯進電子的CC6937S8-3FB005。

CC6937S8高精度霍爾電流傳感器半導體元器件在變頻器驅動板上，其關鍵參數為5A額定電流范圍、400mV/A靈敏度及2500Vrms隔離電壓。主要用于電機的相電流檢測，通過霍爾效應將電流轉為模擬電壓信號提供給 MCU，實現精確的矢量控制及過流保護功能。

變頻器產品的6個光耦兼容單通道隔離式柵極驅動器半導體元器件都是來自川士微的CA-IS3211VCJ。

在變頻器驅動板上，其關鍵參數為 5kVrms隔離耐壓、4A/6A峰值拉灌電流驅動能力及 150V/ns的超高共模瞬態抑制(CMTI)。它主要負責將 MCU 的低壓控制信號轉換為足以驅動 IGBT 或 MOSFET 開關的高壓大電流脈沖，在實現功率級與控制級安全隔離的同時，確保功率器件高速可靠地切換。

變頻器產品的運算放大器半導體元器件由于除膠劑腐蝕已拍不清絲印，但除膠前已查到這款運算放大器半導體元器件是來自德州儀器的TL084I。

TL084在電源驅動板上常用于閉環反饋與保護。憑借20V/μs壓擺率和±18V寬電壓支持，它能實時監測輸出電壓脈動并精確放大信號。其核心功能是實現多路輸出的穩壓控制(PWM調節)及快速過載報警，確保電源供電的絕對穩定。

變頻器產品的整流二極管半導體元器件是來自安美半導體的HS1G。

HS1M 系列高效率快恢復二極管關鍵參數如下：1000V高反向耐壓(HS1M)、1A平均電流、75ns超快恢復時間。在開關電源驅動板上負責高頻整流與續流。在反激電路原邊充當RCD吸收回路的鉗位二極管，吸收開關管關斷瞬間的尖峰電壓;或在次級輸出端進行高頻整流，將高頻脈沖轉化為穩定的直流電，保護功率管不被擊穿。

變頻器產品的功率繼電器半導體元器件是來自宏發電子的HF115F。

這款功率繼電器半導體元器件關鍵參數如下：16A大電流切換能力、5kV線圈觸點間介電強度、10mm爬電距離。在開關電源電源驅動板上主要用于軟啟動(緩沖)電路。在變頻器上電初期，它負責旁路限流電阻，使直流母線平壓后切入主回路;同時實現低壓控制電路對高壓強電的物理隔離與聯鎖，確保啟動安全。

變頻器產品的MOSFET半導體元器件是來自安森美的NDTL03N150CG。

這款NDTL03N150C高壓功率MOSFET半導體元器件關鍵參數如下1500V 超高耐壓、2.5A 電流、10.5Ω導通電阻。其極高的 VDSS保證了在母線電壓波動和瞬態尖峰下的安全性。

變頻器產品的三端可調精密并聯穩壓器半導體元器件是來自美臺半導體的AZ431-A。

這款三端可調精密并聯穩壓器芯片的關鍵參數如下：2.5V 基準電壓(精度高達 0.4%)、36V 輸出耐壓、1mA-100mA 吸收電流能力，且具有極低溫度漂移。它是反饋環路的“電壓標尺”。配合光耦使用，通過 REF 端 實時采樣輸出電壓并與內部基準對比，精準控制 PWM 脈寬，從而確保電源在負載波動時仍能輸出極其穩定的直流電壓。

變頻器產品的電流模式 PWM 控制器半導體元器件是來自通嘉科技的LD7552BPS。

LD7552B 綠色模式 PWM 控制器關鍵參數如下：<20μA 超低啟動電流、500mA 驅動能力、支持 OVP/OLP 硬件保護，且頻率可調。它是電源板的控制大腦。負責通過 PWM 信號驅動高壓 MOSFET 開關，根據反饋信號精準調節占空比;同時集成綠色模式技術，在變頻器待機或輕載時顯著降低功耗，并提供過壓及過載保護。

變頻器產品的整流橋是來自樂山希爾電子的ST3516。

這款ST3516 三相玻璃鈍化整流橋關鍵參數如下：35A 正向平均電流、1600V 反向重復峰值電壓、400A 高浪涌電流承受能力。它負責將輸入的三相交流電(AC)通過整流轉變為直流電(DC)，是變頻器主回路供電的核心，其1600V的高耐壓特性能夠確保在電網波動或瞬態沖擊下，依然能穩定地為后續的直流母線及開關電源提供能量。

變頻器產品的IGBT有兩種不同的型號，都是來自佳恩半導體。一種為JNG15N120HS2。

JNG15N120HS2高速場截止型IGBT在變頻器電路中，是執行功率變換的“強力開關”，關鍵參數如下：1200V 高耐壓、15A 持續工作電流、2.2V 低飽和壓降。其作用是負責變頻器逆變橋的高頻開關切換。它將直流母線電壓調制成可變頻、可變壓的交流電以驅動電機;憑借其低損耗和高速開關特性，能顯著提高系統效率并減少發熱，是主回路功率輸出的核心元器件。

另一種的型號是JNG25T120HS。

這款IGBT的關鍵參數如下：1200V高耐壓、25A持續工作電流(100℃以下)、2.0V 極低飽和壓降，且具備10μs的短路耐受能力。主要用于變頻器逆變橋的大功率開關切換。負責將直流母線電壓調制成驅動電機所需的交流電。

再看這塊變頻器產品的電機驅動控制板。量得其直徑為28.2mm。

這顆變頻器產品的驅動IC是來自芯進電子的CC6402。

CC6402是一款單線圈智能風扇驅動芯片 。它集成了高靈敏度霍爾傳感器和 450mA強力驅動全橋 ，關鍵參數如下：2mA 低功耗及40V瞬態耐壓。核心功能是提供自啟動堵轉保護，防止風扇卡死燒毀，確保變頻器散熱系統在極端環境下的高可靠性。

Big-Bit拆解總結

承接上期對主控與顯示板塊的分析，本期拆解進一步分析了眾辰 Z8400-2R2G變頻器產品在電源驅動板與電機驅動控制板上的電路方案設計。

透過這兩塊電路板不僅能看到國產元器件的崛起，更能通過其布線與選型窺見其嚴謹的能量變換邏輯。

開關電源驅動板是變頻器產品的心臟與血管，承擔著將電網電能轉化為可控機械能的核心任務。

從能量流向來看，這塊變頻器產品的驅動板展示了經典的“交-直-交”變換拓撲。輸入端，樂山希爾的ST3516整流橋充當了能量的“咽喉”，將三相交流電粗加工為脈動直流。在此過程中，宏發HF115F功率繼電器配合限流電阻完成了關鍵的“軟啟動”，避免了上電瞬間浪涌電流對直流母線電容的沖擊。隨后，能量的輸出交由佳恩半導體的IGBT陣列負責，在川士微隔離驅動器的指揮下，這些IGBT將直流電高頻斬波，還原為頻率電壓可調的交流電，驅動電機運轉。

變頻器產品的驅動板上密集的HS1G整流二極管是構建反激式開關電源不可或缺的元器件。在電源原邊，部分二極管與阻容元件構成了RCD鉗位吸收電路。當MOSFET關斷時，變壓器漏感會產生極高的尖峰電壓，這些二極管負責將尖峰能量吸收鉗位，防止MOS管過壓擊穿。 在變壓器次級側，其余的二極管承擔了高頻整流任務。它們將變壓器輸出的高頻脈沖轉化為平滑的直流電，分別為MCU控制板、IGBT驅動電路以及風扇驅動板提供相互隔離且穩定的獨立電源。可以說，這些二極管保證了整個控制系統的供電純凈度與電氣安全性。

此外，成都芯進的霍爾電流傳感器負責實時捕捉輸出電流，經由TI的運算放大器調理后反饋給主控;而獨立的風扇驅動板則為系統提供了最后一道熱保護防線。

綜上所述，眾辰Z8400-2R2G變頻器產品在實現高壓功率傳輸與低壓精密控制的物理隔離上做得相當出色。其大量采用國產高性能芯片(如億光光耦、川士微隔離器、佳恩IGBT等)，證明了國產半導體元器件在工業變頻領域已經初步具備了從“能用”到“好用”的替代能力。

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