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奥迪A3 e-Tron 逆变器分析(二)

4年前浏览3268

奥迪A3 e-Tron DCDC转换器由五部分组成:内部机壳、母线、印刷电路板组件(PCBA),铁氧体和电感器,以及线束(布线)。内部机壳组件包括的所有额外的结构部件,一旦拆解,可以看到整个内部机壳。母线组件包括提供电气连接的所有冲压金属部件模块内部的设备。PCBA组包含所有印刷电路板与直流到直流转换器相关联的EMC板。铁氧体和电感器组包括附加的与直流到直流转换器相关的电子元件。最后一组线束包括所有内部接线部件连接转换器中的各个部件。下图的左边是高压直流输入,右下角是12V输出。

                           

图1奥迪A3 e-Tron DCDC转换器

奥迪A3 e-Tron DCDC转换器内部机壳组件

奥迪DC/DC内部机壳组件由一个压铸铝制母线支撑支架组成。支架被认为是一个铸铝A380修剪去毛刺和清洗。整个组件铸型一体成型,没有额外的加工明显。该零件由三个螺纹进行紧固连接。

图2奥迪A3 e-Tron DCDC转换器母排支撑架

奥迪A3 e-Tron DCDC转换器母排组件

奥迪A3 e-Tron DCDC转换器母排组件由三个独立的成型铜排组成。图3中,三个中最小的一个只使用通孔连接。另外两个使用通孔和紧固螺母的组合来连接。母线位于低压输出端,其形状是为了适应母排组件附件和穿过铁氧体铁芯。

图3奥迪A3 e-Tron DCDC转换器母排组件

图4奥迪A3 e-Tron DCDC转换器母排组件组成形式

奥迪A3 e-Tron DCDC转换器母排组件是使用薄铜片冲压形成的形状。图5是较为复杂的冲压图形,展示了使用的三个花螺帽。

图5奥迪A3 e-Tron DCDC转换器母排花螺帽

奥迪A3 e-Tron DCDC转换器PCBA组件

奥迪A3 e-Tron DCDC转换器印刷电路板组件(PCBAs)由IGBT组件、主控电路板和较小的电容电路板组成。IGBT组件包括两个独特的IGBT,一个复杂的模制引线框架和一个散热板。印刷电路板组件包含所有的控制DC DC转换器的贴片元器件。较小的电容电路板包含四个电容,并通过安装孔安装到接触点。


图6奥迪A3 e-Tron DCDC转换器IGBT组件


图7奥迪A3 e-Tron DCDC转换器主控板

图8奥迪A3 e-Tron DCDC转换器电容小板

IGBT组件包括两个独特的IGBT组件,一个复杂的模制引线框架和一个散热板。IGBT组件通过键合线连接到散热器上,然后将引线架固定到合适位置,并通过镶入式冲头压接在在散热器上。IGBT是通过针脚式焊接线连接到引线框架。然后,整个组件使用散热膏和四个螺纹紧固件连接到冷却板上。

两个独立的IGBT,由表面安装装置放置在氧化铝(铝)铜(铜)镀铜基板上,两个IGBT也是不一样的。

IGBT1组件包括其中1个9.3*5.8mmIGBT晶圆,4个6.5*4.9mm IGBT晶圆,1个4.2*4.1mm二极管,6个贴片电容,一个0.1/1000的高精密电阻和一个镀铜基板。

IGBT2组件包括其中4个7.7*4.7mm IGBT晶圆,4个6.4*4.9mm IGBT晶圆,4个5.3*5.2mm IGBT晶圆,2个6.4*4.3mm二极管,6个贴片电容,一个0.1/1000的高精密电阻和一个镀铜基板。

图9中左侧为IGBT1,右侧为IGBT2。

图9奥迪A3 e-Tron DCDC转换器IGBT组件


IGBT引线框架是一种复杂的注模构件。共有76个单独的部件在注射PBT塑料之前插入模具。插入件包括铜和镍镀铜母线,49个符合标准的引脚端子和8个螺纹螺母。

图10奥迪A3 e-Tron DCDC转换器IGBT引线框

主控板上包括如下比较贵的组件:2个Altera MAX II 系列的CPLD ,1个飞思卡尔S12系列的16位MCU,1个NXPS12系列的16位MCU,5个四通道数字隔离器件,50脚的连接器,4层FR4电路板,其他的还包括运放,MOS管,变压器、稳压器、CAN通信、Flash、比较器和一些小的主动和被动贴片元器件

图11奥迪A3 e-Tron DCDC转换器主控板正面


图12奥迪A3 e-Tron DCDC转换器主控板背面

较小的电容电路板包含四个电容。电容器被确定为通孔安装40V/10uFh和60V/10uF薄膜电容器。电容电路板是一种双层FR4,电路板上带有用于电容安装孔和用于最终组装的触点。


图13奥迪A3 e-Tron DCDC转换器电容小板

奥迪A3 e-Tron DCDC转换器散热器是压铸铝A380板。铸造后的零件被认为是修剪,喷丸处理,加工和清洗。该零件加工程度最低,唯一的机械功能包括IGBT安装台,四个过线孔和一对零件固定孔。

图14奥迪A3 e-Tron DCDC转换器散热板

奥迪A3 e-Tron DCDC转换器铁氧体和电感器

奥迪A3 e-Tron DCDC转换器铁氧体和电感器组件由一对相同的铁氧体磁芯和三个电感器。这两个铁氧体是烧结粉末金属设计。它们都是在高压输入端,中间有母排通过。三个电感器都是预装配的独立的组件。所有三个电感器都使用螺纹紧固件来完成电路电气装配过程。

图15奥迪A3 e-Tron DCDC转换器铁氧体和电感器组件

这两个铁氧体是相同的两件粉末金属设计。顶部和底部铁氧体在安装过程中是相同的,底部铁氧体上有一个塑料注塑件。塑料部分为夹在两部分之间的母线提供绝缘。

图16奥迪A3 e-Tron DCDC转换器铁氧体组件和安装位置

这三个电感器都是预先组装的独立组件。所有三个电感器都使用螺丝紧固来完成组装过程。一个电感器被称为环形绕线装置。一个电感器使用独特的扁平线圈。第三个电感器是一个变压器利用冲压导线和一股铜线。品牌为EPCOS。

图17奥迪A3 e-Tron DCDC转换器电感器组件

 环形电感器安装在注塑底座上,然后连接到一个带有过塑电端子的框架上。框架是一个注塑成型的PBT LG30与四个冲压端子被注塑。


图18奥迪A3 e-Tron DCDC转换器电感器拆解1

平绕式电感器采用由铜平片构成的单片线圈。一端焊接有一根短铜杆。一对相同的上、下铁氧体磁芯封闭线圈结合在一起。

图19奥迪A3 e-Tron DCDC转换器电感器拆解2

变压器由三个形成的铜板组合而成,每个铜板之间都有一个绕丝部分。线圈是组装在塑料注塑件与塑料绝缘之间的铜线和铜板。在初始组装完成后,将顶盖注塑到位,然后将引线侧装罐。然后线圈被一对相同的上铁氧体和下铁氧体铁芯束缚在一起。

 

图20奥迪A3 e-Tron DCDC转换器电感器拆解3

奥迪A3 e-Tron DCDC转换器线束和其他器件

奥迪A3 e-Tron DCDC转换器线束和其他器件,线束组由带塑料线槽的带状电缆、安装在外壳外部的12V出线端子耳和高压熔断器组成。塑料槽用于内部的带状电缆的通道连接到DCDC转换器。电缆通过散热器中的开口连接到DCDC主控制板。最后它连接至逆变器。

图21奥迪A3 e-Tron DCDC转换器线束和其他器件

带状电缆槽是一种注塑件。沿着电缆线槽路径用于固定带状电缆。

图22奥迪A3 e-Tron DCDC转换器线束和其他器件装备方式

奥迪A3 e-Tron DCDC转换器有一个500VDC/35A熔断器置于高压输入端,采用的是螺丝固定的方式进行安装。

图23奥迪A3 e-Tron DCDC转换器熔断器

图24奥迪A3 e-Tron DCDC转换器熔断器安装方式


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首次发布时间:2020-04-13
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