前言
本期拆解带来的是英可瑞推出的一款20KW新能源汽车充电模块,模块型号为EVR700-20000C,整体采用金属外壳,通过螺丝组装,在背面设有连接端子。模块支持380-480V三相交流输入,输出电压范围为200-750V,额定输出电流为30A,额定输出功率为20kW。充电模块设有CAN总线通信接口,用于与充电桩通信。
充电模块为热插拔设计,前面板设有散热风扇,工作指示灯和拉手,通过前面板吸入空气,后方吹出空气散热。模块采用DSP数字控制,有源PFC搭配谐振软开关技术,提升功率密度和功率因数,并具备高转换效率。下面就带来英可瑞这款充电模块的拆解,一起看看内部的设计和用料。
英可瑞EVR700-20000C充电模块外观
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英可瑞EVR700-20000C直流充电模块采用金属外壳,前端设有散热风扇。
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充电模块前端面板一览,左右设有散热风扇,中间设有拨码开关和LED指示灯。
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充电模块顶部粘贴型号标签。
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两颗旋转拨码开关特写。
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下方为运行状态指示灯。
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用于取出充电模块的提手特写。
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固定充电模块的手拧螺丝特写。
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充电模块机身铭牌特写
交流输入:380-480V 45Hz-65Hz
直流输出:
额定输出功率:20KW
输出电压范围:200-750V
额定电流:30A
贴纸还标注了交流输入和直流输出接口的引脚功能。
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充电模块背面一览,上方为交流输入端子,下方为直流输出端子。
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测得充电模块面板长度约为238mm。
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面板高度约为85mm。
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充电模块机身长度约为370mm。
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测得充电模块重量约为9.05kg。
英可瑞EVR700-20000C充电模块拆解
看完了英可瑞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。
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模块金属外壳使用螺丝固定。
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拧下固定螺丝,拆下模块前面板。
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模块内部设有散热风扇,拨码开关和指示灯通过插接件连接。
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散热风扇来自富士康,为直流无刷风扇,型号PIA080K12R,规格为12V 2.8A。
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旋转拨码开关和连接器焊接在连接小板上。
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LED指示灯和连接器焊接在连接小板上。
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拧下壳体上的固定螺丝,拆开充电模块,充电模块内部分为PFC模块和LLC模块。
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左侧PFC模块通过螺丝固定在壳体内部。
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拧下固定螺丝,取出PCBA模块,在壳体内部设有麦拉片绝缘。
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PCBA模块正面一览,左上角为辅助电源部分,下方为输入保险丝,压敏电阻,右侧为EMI电路。中间位置为三颗滤波电感和三颗PFC升压电感,右侧散热片为开关管和整流管散热。在上方左侧为驱动电源小板,右侧上方为高压滤波电容。
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PCBA模块背面涂胶和三防漆保护绝缘,上方右侧设有主控MCU和对应的外围元件,电感位置镂空降低厚度。
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交流电源输入插座特写。
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输入端保险丝外套热缩管绝缘。
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保险丝来自博钺电子。
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保险丝规格为30A 500V。
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压敏电阻来自风华,型号FNR20K102,直径为20mm,标称压敏电压为1kV。
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另一组压敏电阻型号FNR20K751,直径为20mm,标称压敏电压为750V。
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气体放电管特写。
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共模电感采用磁环绕制,漆包线套管加强绝缘。
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安规电容来自日精电子,为MP1系列安规X2电容,规格为3.3μF。
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用于软启动的继电器来自三友,型号SLA-S-112DMJ-03,为小体积高功率继电器,触点容量为30A,线圈电压12V。
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另一颗继电器型号相同。
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薄膜Y电容来自厦门法拉,规格为0.056μF。
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两颗75Ω电阻串联用于软启动。
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另外两颗电阻规格相同。
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六颗磁环电感特写。
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电感采用扁铜线绕制,底部设有绝缘支架。
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PCBA模块主控芯片区域特写。
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PFC控制器来自德州仪器,型号TMS320F28021PT,芯片内置高效32位CPU,主频为40MHz,针对处理、感应和驱动进行了优化,可提高实时控制应用的闭环性能。芯片具备UART接口、I2C接口和SPI接口,具备PWM控制信号输出,采用LQFP48封装。
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运放来自德州仪器,型号LF353,为JFET输入的双运放,采用SOIC8封装。
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模拟多路复用器来自安森美,型号74HC4051A,采用SOIC16封装。
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电平转换芯片来自德州仪器,型号CD4504B,芯片支持6路电平转换,采用SOIC16封装。
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电压比较器来自德州仪器,型号LM393A,为双通道精密差分比较器,采用SOIC8封装。
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两颗LF353双运放特写。
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一颗单独的LF353双运放特写。
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稳压芯片来自德州仪器,型号LM78L05ACM,输入耐压30V,输出电压5V,输出电流100mA,采用SOIC8封装。
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此外还使用三颗同型号稳压芯片用于供电。
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一颗丝印RA2的芯片特写。
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三颗LF353双运放用于PFC开关管电流采样检测。
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两颗3mΩ取样电阻并联,用于PFC开关管电流检测。
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取样电阻共设有三组,分别用于三相电流检测。
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隔离放大器来自博通,型号QCPL-7847,为光隔离放大器,用于电流采样,为贴片封装,共设有三颗用于三相电流采样。
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降压芯片来自德州仪器,型号TPS54331,芯片耐压28V,芯片内置80mΩ开关管,支持3A输出电流,开关频率570kHz,具备瞬态过电压保护,逐周期电流限制和过热关断保护,采用SOIC8封装。
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辅助电源区域一览,设有变压器,隔离光耦和开关管。
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在PCBA模块背面设有辅助电源芯片,来自安森美,型号UC2845B,是一颗高性能电流模式控制器,采用SOIC-8封装。
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用于开关管驱动的变压器特写。
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两颗开关管均设有散热片。
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开关管来自安森美,型号FQP4N90C,NMOS,耐压900V,导阻4.2Ω,采用TO-220封装。
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两颗薄膜电容来自厦门法拉,规格为0.1μF630V。
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辅助电源变压器特写。
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贴片电流互感器用于电流检测。
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三颗隔离光耦来自COSMO,型号K1010,为贴片焊接。
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一颗隔离光耦来自光宝,型号为LTV-816S,为贴片焊接。
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两颗滤波电容来自AiSHi艾华,规格为25V1000μF。
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隔离供电变压器通过排针焊接连接,小板正面设有变压器和整流二极管。
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小板背面设有排针和整流二极管等元件。
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隔离变压器特写。
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在开关管散热片侧面设有隔离驱动器,通过胶水密封保护。
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隔离驱动器来自博通,型号HCPL-3120,是一颗2.5A峰值输出电流的栅极驱动光耦,用于PFC开关管驱动。
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滤波电容规格为35V220μF。
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切割PCB,拆下其中一片散热片进行观察。
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在散热片上固定PFC开关管和整流管,其中PFC开关管和整流管位置为互相对应。
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散热片左侧设有两颗PFC开关管,来自安森美,型号FCH067N65S3,NMOS,耐压650V,导阻67mΩ,采用TO-247封装。右侧为两颗整流管,来自宏微科技,型号MM30FC120B,为快恢复二极管,规格为1200V 30A,采用TO-247-2封装。
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散热片侧面设有热敏电阻检测温升。
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两颗薄膜电容规格为0.1μF630V。
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六颗高压滤波电容焊接在垂直小板上。
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高压滤波电容来自江海,规格为450V390μF。
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小板焊接的薄膜滤波电容来自厦门法拉,规格为600V8μF,共计四颗。
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在壳体另一半内部为LLC模块,在右侧中间位置设有开关管的散热片,左侧为整流管散热片,下方设有滤波电容。在上下两侧设有各四颗变压器,右侧设有两颗谐振电感和两颗滤波电容,结构为上下对称布局。
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拧下固定螺丝取出PCBA模块,谐振电感和变压器粘贴导热垫通过外壳散热,壳体内部设有麦拉片绝缘。
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背面对应曲线分隔,左侧为开关管,谐振电感与谐振电容,右侧为变压器和整流管,电路元件打胶涂三防漆密封绝缘。
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电源控制芯片来自TI德州仪器,为C2000系列实时微控制器,型号为TMS320F28033PAG,芯片内置32位CPU内核,主频60MHz,支持连动运算,快速中断响应和处理,内置32KB闪存。可用于空调外机,DC-DC,逆变器和电机控制,OBC,充电桩,BLDC电机驱动等用途,采用TQFP-64封装。
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时钟晶振频率为20.000MHz。
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24C04K存储器用于存储配置信息。
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双运放来自德州仪器,丝印082BC,型号TL082,为FET输入双运放,采用SOIC8封装。
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另一颗同型号双运放特写,用于电流信号放大。
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两颗1mΩ电阻并联用于输出电流检测。
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驱动器来自意法半导体,型号PM8834,为4A双路低侧驱动器,支持输出并联提高驱动能力,采用SO8封装。
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另一颗驱动器型号相同。
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德州仪器LM393A双路电压比较器特写。
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德州仪器TPS54331降压芯片特写。
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切割PCB拆下开关管和整流管。
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在输入端设有两颗薄膜滤波电容,来自厦门法拉,规格为600V8μF。
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另一侧同样设有两颗薄膜滤波电容。
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散热片上设有四颗开关管,来自意法半导体,型号STW48N60DM2,NMOS,耐压600V,导阻65mΩ,采用TO-247封装。
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剩余三块散热片的开关管型号相同,充电模块共使用16颗开关管。
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散热片侧面设有热敏电阻进行温度检测。
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每一侧设有12颗谐振电容,来自厦门法拉,规格为0.01μF1600V。
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两颗薄膜电容规格为0.1μF630V。
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另一组谐振电容同样为12颗,使用胶水粘贴加固。
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电流互感器用于检测初级电流。
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另一颗电流互感器特写。
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谐振电感特写,磁芯粘贴胶带并粘贴标签,标签标注R203B240L4。
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变压器标签标注R153B576T1。
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另外三个变压器标注R203B576T3。
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变压器线圈采用利兹线绕制,并粘贴高温胶带绝缘。
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散热片上设有8颗整流管,通过螺丝固定。两片散热片共设有16颗整流管。
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整流管来自宏微科技,型号MM30FC100B,为快恢复二极管,规格为1000V 30A,采用TO-247-2封装。

散热片侧面设有热敏电阻进行温度检测。
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在散热片下方设有薄膜电容,四颗电解电容和滤波电感。
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薄膜滤波电容规格为600V8μF,三颗并联。
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隔离驱动变压器小板特写。
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高压滤波电容来自江海,为CD29C系列,规格为450V390μF。
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电容焊接小板连接到PCBA模块。
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输出滤波电感采用磁环绕制。
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两颗整流桥来自虹扬,型号GBJ3508,规格为800V 35A,采用GBJ封装。
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对应壳体接地连接处设有四颗蓝色Y电容。
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输出端设有一颗开关管,采用安森美FQP4N90C。
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四颗泄放电阻特写,底部设有瓷环绝缘,引线外套热缩管。
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两颗蓝色Y电容来自南方宏明。
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电阻外套热缩管绝缘并打胶加固。
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模块输出插座特写,上方胶水粘贴固定一颗电容。
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薄膜电容来自厦门法拉,规格为0.047μF。
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隔离通信芯片来自德州仪器,型号ISO1050,用于CAN总线收发,支持3.3和5V I/O电压范围,采用SOP8封装。
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德州仪器78L05ACM稳压芯片用于为隔离芯片供电。
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对应接地连接处设有四颗贴片Y电容。
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全部拆解一览,来张全家福。
拆解总结
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最后附上英可瑞EVR700-20000C充电模块的核心器件清单,方便大家查阅。
英可瑞EVR700-20000C充电模块为20KW输出功率,模块为三相交流输入,支持380~480V输入电压,输出电压范围为为200-750V,额定输出电流为30A。充电模块面板设有两个散热风扇,吸入空气,热空气从后方吹出。充电模块尾部设有连接端子,便于维护。面板设有指示灯用于支持模块运行情况。
通过拆解了解到,英可瑞EVR700-20000C充电模块采用金属外壳,前面板内部设有散热风扇,与外壳组成风道用于散热。壳体内部设有两块PCBA模块,分别为PFC和LLC部分。其中均采用德州仪器控制器,用于开关管控制。
PFC部分使用博通隔离放大器配合取样电阻进行输入电流检测,使用隔离驱动光耦用于PFC开关管驱动。LLC部分使用低侧驱动器驱动隔离变压器实现驱动。其中PFC开关管来自安森美,LLC开关管来自意法半导体,整流二极管全部来自宏微科技。
充电模块内部使用江海电解电容用于高压滤波,安规X2电容来自日精电子,内部薄膜电容与谐振电容来自法拉电子。元件通过打胶加固,背面涂有三防漆,对应重点区域还涂有胶水加强密封保护,内部做工扎实,用料可靠。