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拆解报告:Anker PowerHouse 767 - 2048Wh | 2300W氮化镓户外电源

2023/05/09
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阅读需 27 分钟
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户外野营、自驾旅游等作为很多人喜爱的活动,对户外电源的使用频率很高,此外在应急供电、室外直播摄影、户外作业、应急救援等多方面也有它们的身影。

最近充电头网拿到了ANKER安克一款 767 户外电源,功率大拉箱式设计方便搬运,同时各方面性能表现都相当不错。此外还采用了时下非常前沿的氮化镓双向逆变器技术,开创氮化镓在户外电源领域的应用。下面就随小编一起来看看。

此前充电头网还拆解过安克140W 2C1A双向快充移动电源、安克65W 2C1A二合一氮化镓超极充、安克10000mAh磁吸无线充移动电源、安克MagGo带支架磁吸无线充电宝、ANKER 5000mAh磁吸无线充移动电源、ANKER PowerCore Fusion Prism 5K 口红超极充等产品,欢迎查阅。

安克 767 氮化镓户外电源开箱

 

包装盒正面ANKER品牌、产品名称、外观以及卖点,而且这是此前安克就推出的GaNPrime系列产品中的一款,功率2300W,容量2048Wh。

 

 

背面右边是安克767户外电源各插口的类型和输出功率示意图,左边的图形标识表明该户外电源支持充电的类型以及充电时长。

 

 

除户外电源外,包装盒内还有产品说明书和收纳包,收纳有三类充电线缆

 

 

其中一根为太阳能充电线。

 

 

一根为常见的AC电源线,用于给户外电源进行交流充电。

 

 

还有一根为点烟器线缆。

 

 

点烟器插头内置20A保险丝

 

 

安克这款 767 氮化镓户外电源整体为灰色色调,外壳磨砂抗指纹。作为一款大容量大功率产品,机身顶部两端不仅设计有提手,还配上了静音滚轮,无论是固定场所的上下挪动,还是稍微有些距离的搬运,都很方便省力气。

 

 

产品正面白色区域为照明灯,可在夜间活动时提供光源,右侧为照明灯控制开关

 

 

下方的数显屏可以在充电时直观地看到充电剩余时长、剩余电量、交流电的频率以及充电类型等。

 

 

数显屏右侧有对应的开关按钮、蓝牙连接模式按钮和节能模式按钮。

 

 

数显屏左侧印有GaNPrime™标志,左下方是设备重置按钮。

 

 

在接口方面,该产品配备三种类型的接口,分别置于左、中、右三个区域,其中中间区域为2个点烟器插口,区域右上角是对应的模块控制开关。

 

 

左侧区域配有3个AC圆头插孔,区域右上角是AC插孔控制开关。

 

 

右侧区域配有2A3C接口,其中USB-A接口支持12W输出,USB-C接口支持100W快充。

 

 

顶部一端设有拉杆,可以让产品像行李箱一样拉运,方便户外移动。

 

 

拉杆具备两段伸缩长度设置,以便适应不同高度的场地。

 

 

产品背面上可以看到,两个接口使用卡扣式塑料挡板保护,其外有标识表明接口类型。下方还有为连接扩展电池模块的连接器

 

 

拆开侧面盖板,面板为太阳能充电输入接口,过载保护器和交流输入插座。

 

 

机身两端都设有条形网格栅设计,配合散热风扇,用于空气流通,带走热量,降低内部温升。

 

 

产品底部有梯形的加厚脚垫,增强了产品在户外放置时的缓冲性和稳定性。外壳上印有该户外电源参数。

 

 

户外电源详细参数

型号:A1780

额定容量:51.2Vdc 40000mAh/2048Wh

交流输入电压:220-240V~ 10A Max 50Hz,L+N+PE

交流输入功率(充电):2200W Max

XT60 输入:11-32V10A;32-60V20A(1000W Max)

AC输出(旁路模式):220-240V~ 9.5A Max 50Hz,L+N+PE,2280VA/2280W Max

AC输出(逆变器模式):230V~ 10A 50Hz,2300W Max

USB-C输出:5V3A、9V3A、15V3A、20V3A、20V5A

USB-A输出:5V2.4A

点烟器输出:12V10A

产品通过了CE认证。

可搭配安克760扩展电池使用。

 

 

使用ChargerLAB POWER-Z KT002测得USB-A接口支持Apple 2.4A协议。

 

 

使用ChargerLAB POWER-Z KM003C测得USB-C接口支持QC3.0、PD3.0、PPS、QC5快充协议。

 

PDO报文显示,USB-C接口具备5V3A,9V3A,15V3A,20V5A四组固定电压档位,以及5-16V5A一组PPS电压档位。

安克 767 氮化镓户外电源拆解

在对安克 767 户外电源的尺寸、重量、输出性能有了基本了解以后,下面就进行拆解,一起来了解内部的设计和用料。

 

拆开侧面盖板,面板为太阳能充电输入接口,过载保护器和交流输入插座,底部为连接电池模块的连接器。

 

 

电池组通过硅胶线输出,压接端子通过螺丝连接到双向逆变模块。

 

 

电源插座通过胶水固定,焊接PCB连接,并粘贴麦拉片绝缘。

 

 

蓝色Y电容特写,引脚磁环满足电磁兼容要求。

 

 

小板上焊接一颗安规X2电容,来自STE松田电子,规格为1μF。

 

 

导线穿过磁环抑制干扰。

 

 

从外壳中取出电池组。

 

 

电池组顶部为输出线端子和连接铜排和连接排线,侧面固定扩展电池连接器。

 

 

可充电锂离子电池组来自惠州蓝微电子有限公司,为16串10并,磷酸铁锂电池,容量为40Ah,额定电压51.2V,能量为2048Wh。

 

 

侧面固定散热风扇,为电池组散热,带走大功率充放电产生的热量。

 

 

风扇来自EVERCOOL捷冷,为12020尺寸,风扇为双滚珠轴承,额定电压12V,电流0.55A。

 

 

揭下顶部保护板粘贴的麦拉片。

 

 

顶部保护板一览,元件涂胶防潮保护。

 

 

侧面麦拉片下面是电池的负极镍片,通过点焊连接到电池。

 

 

从电池组的框架中看到电池来自EVPS利维能,型号为ITR26/70-40E,为26700尺寸,磷酸铁锂电池,标称容量4Ah,标称电压3.2V,支持1C充电和2C放电。

 

 

保护板芯片涂胶绝缘保护,右侧为电池均衡电路

 

 

电池保护板的主控MCU来自GigaDevice兆易创新,型号GD32E230C8T6,是一颗M23内核的32位处理器,运行频率为72MHz,芯片内置64KB FLASH和8KB SRAM,并具备SPII2C接口以及USART和I2S接口。

 

 

电池保护芯片来自O2Micro凹凸科技,型号OZ3717,是一颗用于多串电池的前端芯片,支持电池均衡功能。

 

 

OZ9202用于电池保护管驱动。

 

电池保护管来自华润微,型号为CRSS042N10N,是一颗耐压100V,导阻3.6mΩ的NMOS,采用TO263封装。焊点打胶保护,并在MOS管中间布置热敏电阻检测温升。

 

 

电池正极串联的保险丝特写,4颗60A贴片保险丝并联,提供过流保护

 

 

电池负极铜箔焊接大面积铜条增加载流,8颗2512封装的2mΩ取样电阻用于检测电池组输出电流。

 

 

TVS二极管用于浪涌保护。

 

 

电池组输出正负极之间反向并联的二极管,用于反向连接保护。

 

 

矽力杰丝印CRDREA的芯片。

 

 

用于通讯隔离的EL357N光耦

 

 

荣湃半导体 π122U31双向数字隔离器,采用电容分压原理,实现隔离通信

 

 

线绕电阻上粘贴热保护器,来自宝珠电器,型号TB02,动作温度85℃,用于过热保护。

 

 

拆下侧面的输出面板,其中交流输出为单独的PCB,与直流输出面板区分开。壳体内部固定照明灯板。

 

 

拆下照明灯板,灯板焊接45颗贴片LED

 

 

双向逆变模块采用金属底座,麦拉片贴有导电布屏蔽。

 

 

侧面外壳内部直流输出面板和交流输出面板特写。

 

 

点烟器插座通过导线焊接连接,焊点涂胶固定。

 

 

导线另一端焊接XT30连接器,连接到输出面板供电。

 

点烟器插座使用胶带粘贴固定热敏电阻,用于过热检测。

 

 

拔下插头,从外壳中取出双向逆变模块,快充输出面板和LED灯板。

 

 

双向逆变模块表面覆盖绝缘塑料片组成风道,并粘贴导电布屏蔽。

 

 

双向逆变模块侧面为散热风扇。

 

 

导电布粘贴铜箔,焊接接地线进行屏蔽。

 

 

打开绝缘塑料片,内部为双向逆变模块PCBA,固定两块散热片,侧面固定2+1个风扇组成风道用于散热,带走内部热量。双向逆变模块底部也被绝缘麦拉片和导电布包裹。

 

 

风扇来自EVERCOOL捷冷,为8025尺寸,风扇为双滚珠轴承,额定电压12V,电流0.34A。

 

 

另一个风扇来自东莞惯展电子,同样为8025规格,额定电压12V,电流0.732A。

 

 

双向逆变模块正面一览,其中左下角为直流端,焊接固定电池接线柱,上方散热片固定MOS管用于直流双向逆变升压和同步整流功能。散热片左侧焊接辅助电源小板。散热片上方为开关变压器,谐振电容,顶部长条散热片固定开关管用于输出整流调制和PFC升压及开关电源功能。

 

 

另一侧焊接三颗高压滤波电容和控制小板,元器件全部涂胶加固,增加强度。

 

 

双向逆变模块背面焊接半桥驱动器,隔离通信芯片和电流采样芯片。电流采样芯片配合采样电阻用于输入和输出电流检测,进行保护功能。

 

 

背面焊接电池电流取样电阻,5颗1mΩ 2512封装电阻并联。

 

 

输入端滤波电容和开关管散热片特写。

 

 

输入端滤波电解电容来自艾华,规格为80V680μF,共计11颗并联。

 

 

开关管来自华润微,型号CRST030N10N,是一颗耐压100V的NMOS,导阻2.5mΩ,采用TO220封装。

 

 

升压变压器采用铜带组成低压侧线圈,高压线圈采用利兹线绕制,降低高频损耗。

 

 

谐振电容采用六颗并联。

 

 

谐振电容规格为0.018μF 1KV。

 

 

谐振电感采用PQ50磁芯

 

 

另一面散热片固定8颗开关管。

 

 

左侧四颗开关管用于输出调制,采用TO247封装。

 

 

四颗开关管均来自英飞凌,型号IPW60R070F7,为CoolMOS CFD7系列,是一颗耐压650V,导阻70mΩ的NMOS,用于输出波形调制及输入主动整流。

 

 

两颗氮化镓开关管来自GaNext镓未来,型号G1N65R035TB-N,是一颗耐压650V,峰值耐压800V的氮化镓开关管,其导阻仅为35mΩ,采用TO247封装,处于行业领先水平。并具有坚固的栅极,可以简化栅极驱动设计,提供最佳的性能和杰出的可靠性。

 

 

G1N65R035TB-N栅极支持±20V耐压,无需负压关断,可兼容传统控制器。具有快速开关可降低开关损耗,低栅极电荷降低高频开关下的驱动损耗,反向续流具有极低的VF,降低死区时间的损耗。低反向恢复电荷适合于硬开关桥式应用,800V的高峰值耐受增强了器件的可靠性。

 

使用G1N65R035TB-N可提高转换能效,高频开关有助于减小电源体积,还可降低产品的散热需求,减小尺寸和重量,更低的运行温度提升了安全性和可靠性。G1N65R035TB-N适用于硬开关桥式电路,比如连续电流模式图腾柱无桥PFC或逆变器、(双向)带同步整流HVDC Buck降压电路或Boost升压电路,也适用于高频高效率移相全桥、LLC或其他软开关拓扑,功率范围2KW-6KW。

 

 

另两颗MOS管来自华润微,型号CRJQ30N60G2F,是一颗耐压600V的超结NMOS,导阻28mΩ,采用TO247封装。四颗管子分为快慢半桥,组成图腾柱PFC电路。

 

 

高压滤波电容来自新中元,规格为500V330μF,采用三颗并联。

 

输出滤波电感采用磁环绕制,外套热缩管绝缘。

 

 

输出滤波电容规格为6.8μF。

 

 

用于输出控制的继电器来自宏发,型号HF170F,为两组触点设计,继电器内置两组主触点和一组辅助触点,实现安全监测功能。线圈电压为12V,内置两组常开触点,辅助触点为常开触点。

 

 

宏发HF161F-W继电器用于供电控制,线圈电压为12V。

 

 

共模电感下方是安规X2电容。

 

 

安规X2电容来自STE松田电子,规格为0.47μF。

 

 

另一颗规格为0.1μF。

 

 

导线穿过滤波磁环,外套热缩管绝缘,并通过扎带固定。

 

 

黄色Y电容通过胶水固定。

 

 

辅助电源小板垂直焊接在电源板上,通过排针连接,并打胶固定。小板正面焊接电解电容和变压器等元件。

 

 

另外一面焊接整流桥,初级主控芯片,开关管,光耦和稳压芯片等。

 

 

输入端整流桥来自PY平伟,型号ABS210,规格为2A 1000V。

 

 

高压滤波电容来自新中元,规格为500V 22μF。

 

 

初级主控芯片来自TI德州仪器,型号TL2844B,是一颗高性能电流模式PWM控制器,用于开关电源控制

 

 

初级开关管来自华晶,型号CS6N80A4RG,是一颗耐压800V的NMOS,导阻1.8Ω,采用TO252封装。

 

 

开关变压器特写,底部采用胶水加固。

 

输出滤波电容规格为220μF 100V。

 

 

7812三端稳压芯片用于提供12V稳压输出。

 

 

一颗TL2844B用于另一路电源控制。

 

 

两颗光耦用于输出电压反馈。

 

 

另一块小板用于双向逆变模块的整机控制,小板上焊接主控MCU芯片和运放芯片以及电压比较器等,通过排针焊接连接。

 

 

主控芯片来自TI德州仪器,为C2000系列实时微控制器,型号TMS320F280025PNS,芯片内置32位DSP内核,主频100MHz,内部集成FPU和TMU,内置128KB闪存。可用于工业电机驱动电机控制光伏逆变器数字电源电动车辆与运输,感应和信号调理用途。

 

 

主控芯片外置的存储器芯片,24C128,容量为16KB。

 

 

两颗7533稳压芯片用于为主控芯片稳压供电。

 

 

润石RS339 四路电压比较器用于信号调理,实现保护功能。

 

 

润石 RS6334P 四路高精度轨对轨运放,用于信号采集放大。

 

 

润石 RS622P双运放和RS393双路电压比较器用于信号处理。

 

 

小板背面焊接电容和保护二极管。

 

 

两颗6N137高速光耦用于通信隔离。

 

 

在双向逆变电路板背面焊接六颗隔离驱动器芯片,来自TI德州仪器,型号UCC21520,是一颗双路隔离驱动器,支持双路低侧,高侧以及半桥应用,具备4A拉电流,6A灌电流输出,采用电容隔离,具备5700Vrms的隔离能力。

 

 

纳芯微 NSi1311隔离采样芯片和NSi1300用于电压电流信号采集。

 

 

霍尔电流采样芯片来自MagnTek麦歌恩,型号MT9522,是一颗具有4800Vrms耐压的高精度低温漂电流传感器芯片,共两颗用于电流采样。

 

 

快充输出面板一览,正面焊接USB-C和USB-A母座。焊接主控芯片,驱动器以及对应的保险丝。

 

 

背面焊接磁环电感,电解电容和固态电容,电容以及电感元件均打胶固定。

 

 

液晶屏幕特写,用于各项参数显示。

 

 

无线通信模块型号DB809S,是一颗BLE 5 蓝牙模组,用于APP连接。

 

 

输入端滤波电感,保险丝和继电器特写。

 

 

继电器来自江苏群英,型号JQX-V6H,线圈电压12V,单组触点。

 

 

滤波电容来自PolyCap柏瑞凯,为RT系列高纹波电流产品,规格为100μF 100V,六颗并联。

 

充电头网拆解了解到,柏瑞凯的产品广泛应用于充电器、车充、无线充、移动电源、储能电源等领域,并被OPPO、vivo、小米、荣耀、三星、华为、联想、紫米、努比亚、公牛、ANKER等知名品牌的多款产品采用,产品获得市场的高度认可。

 

 

用于辅助供电的降压变压器特写。

 

 

新中元 220μF100V电解电容用于供电输入滤波。

 

 

TI德州仪器 C2000实时微控制器TMS320F28022用于太阳能MPPT控制。芯片内置32KB FLASH,支持8通道PWM信号输出。

 

 

英飞凌 IR2110S 半桥驱动器,用于MPPT同步升降压电路MOS管驱动。

 

 

升降压电感采用两个磁环并排绕制。

 

 

一颗滤波固态电容来自柏瑞凯,VA系列耐高压贴片固态电容,规格为220μF 35V。

 

 

降压控制器来自茂睿芯,型号MK9218,是一颗 6-100V 超宽输入电压的同步降压转换器,通过搭配合适的 MOS 管和电感,可提供高达 30A 的输出电流。MK9218 采用电压控制模式,具有优秀的输出电压精度。开关频率 100KHz 到 1MHz 可调,可通过外部时钟输入同步避免对噪声敏感应用的影响。

 

MK9218 支持强制PWM模式和二极管仿真模式,强制PWM模式可消除开关频率变化,以降低EMI。用户可选择的二极管仿真模式可用于轻载时降低功耗。在合适的开关频率下,MK9218的占空比在 1%-99% 之间可调,可以简单的选择输入和输出电压,MK9218还具有电源好信号输出,指示输出电压正常,可进行时序控制和系统送电控制。

 

 

8A贴片保险丝用于支路过流保护。

 

 

降压转换器来自南芯科技,型号SC8103,是一颗高效率的同步降压变换器,输入电压从4.6V到36V,通过设置分压电阻来调节输出电压;它还提供高精度的输出电流限制,当输出电流达到设定电流极限时,变频器进入恒流模式,输出功率可以通过一个电阻编程为18W,恒功率(CP)控制使其很容易满足QC3.0的功率要求。

 

 

USB-C母座焊接在垂直小板上,USB-A母座垂直焊接。

 

 

用于USB-A口 5V输出的滤波电容来自柏瑞凯,VN系列小型化SMD贴片电容,规格为220μF 10V。

 

 

用于USB-A口自动识别的3002G识别芯片。

 

 

丝印L2016的MOS管用于USB-A口输出控制。

 

 

用于USB-C口输出的降压电感,采用两个磁环并排绕制。

 

 

两颗10mΩ取样电阻并联检测电流。

 

 

USB-C口协议芯片来自英飞凌,型号CYPD3175,这款芯片支持1A1C接口,支持QC4.0和其他快充协议,集成次级反馈和输出电流检测放大器,内置多重完善的系统级保护,内置32位MCU,内置时钟,支持3-24.5V宽泛的工作电压范围。

 

 

一颗MCU来自ST意法半导体,型号STM32F103VET6,内置M3内核的CPU,主频72MHz,内部集成512K FLASH和64K SRAM。具备SPI,I2C,USART,USB,CAN和SDIO接口。

 

 

另一颗MCU型号为STM32F030K6T6,内置M0内核CPU,主频48MHz,内部集成32K FLASH和4K SRAM。

 

 

一路高压降压电路,用于为MCU等芯片供电。

 

 

降压芯片来自芯源半导体,型号MP4581,是一颗100V输入,800mA输出的同步降压转换器,内部集成开关管,采用散热增强的SOP8EP封装。

 

 

LED灯板背面焊接两颗固态电容。

 

 

固态电容来自柏瑞凯,VN系列小型化SMD贴片电容,规格为100μF 25V。

 

 

贴片LED灯特写。

 

 

用于控制LED照明灯的开关管和限流电阻

 

 

控制照明灯的微动按钮特写。

 

全部拆解一览,来张全家福。

充电头网拆解总结

安克这款户外电源采用拉杆箱设计,配有静音滚轮和提手,便于日常搬运。户外电源内置2048Wh磷酸铁锂电池,支持2300W逆变输出和2200W充电输入,同时支持太阳能电池板充电输入,并配有扩展电池接口,可额外扩展2048Wh容量,满足长时间使用需求。

充电头网通过拆解了解到,这款户外电源采用模块化设计,内部分为电池模块,双向逆变模块和直流快充模块。其中电池模块由惠州蓝微电子有限公司生产,电池为16串10并,磷酸铁锂电池,容量为40Ah,额定电压51.2V,能量为2048Wh。电池来自EVPS利维能。电池型号为ITR26/70-40E,为26700尺寸,标称容量4Ah,标称电压3.2V,支持1C充电和2C放电。

双向逆变模块采用德州仪器C2000系列MCU搭配隔离驱动器进行驱动控制,内置两颗镓未来G1N65R035TB-N耗尽型氮化镓开关管,耐压650V,峰值耐压达800V。其导阻仅为35mΩ,采用TO247封装,处于行业领先水平。同时还使用了华润微MOS管和英飞凌MOS管。模块通过麦拉片绝缘,并粘贴导电布屏蔽,固定在金属支架上。

直流快充模块采用德州仪器C2000系列MCU芯片进行MPPT控制,并采用南芯科技SC8103进行降压输出,使用英飞凌CYPD3135用于USB-C协议,USB-A接口采用赛微CW3002G进行自动识别。元件均打胶固定。电源内置7个风扇,分别用于电池组,双向逆变模块和直流快充模块的散热。内部大量使用国产功率器件和运放芯片,高压电解电容来自新中元,固态电容来自柏瑞凯,国产化程度相当高。

 

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