拆解一款新能源汽车交流充电桩

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大家好，我是王工。今天分享一下交流充电桩的拆解，是一款兼容世面上99%的新能源车型，支持刷卡充电、4G远程、蓝牙启动多种充电方式，并可实现定时充电与定量充电的交流充电桩。
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外观
拿出本体，是一个圆滚滚的轮胎造型。正面可以看到有一个小小的刷卡提示标志。

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; G: m, L; s3 y9 f7 ?; `8 ]下面的线连接着充电枪，翻到背面，是连接220V输入的线，上面有两个小小的固定结构，方便安装到支架上。

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& J/ w8 D* N: M8 j% p" m拆解
卸下背面的螺丝，打开外壳。可以看到每一个螺丝孔都是做了嵌件螺母植入，确保螺纹连接的牢固性，提高了承载能力。
前面一半外壳可以看到是灯板与刷卡板固定在外壳上，与主控板通过线材连接。而后面一半的4G天线被贴在外壳上，通过同轴线与4G通信板连接。
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( a, b$ Y* W* [# M/ k把板子拆下来，可以看到主控板背后有一大块金属板，一方面可以起到提高整体重量，使设备更有质感的作用，另一方便也可起到补强后部结构，防止长时间应力导致后外壳变形。
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前面板则是采用半透明的塑料材质作为导光板，能够很好的柔化光线。

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至此我们得到了充电桩上的4块电路板。他们分别是主控板、LED灯板、4G通信板、NFC板。
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7 L9 n% D: X7 K: r/ w1 F; U- }电路板讲解
0 b( O! k; f5 P3 c主控板

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  }4 O: q# }7 q# l7 G) Q首先我们来看一下主控板，正下面这一个端子接地线。这俩端子接到220V电源输入，220V电源经过一个2500:1电流互感器进行精密电流功率测量，再经过两个35A功率继电器，接到输出端子，最终接到充电枪，板卡背面大电流走线露铜加锡增强载流量。

另一边，220V电源经过一个3.15A300V保险丝，这里的气体放电管配合压敏电阻进行雷击保护，X电容抑制差模干扰信号，Y电容和共模电感抑制共模干扰信号，滤波完的220V电源输入到一个功率15W输出12V/1250mA的超小体积开关模块电源。为板卡的其他部分电路提供12V电源，这边的1000:1000电流互感器用于测量输入电压。

正上面这颗刷了三防漆的芯片是一颗主频高达240MHz的Arm? Cortex?-M4内核的芯片，是整个板子控制核心，旁边接了一颗兆易创新的GD5F1GQ5UE用于存储数据，这是一颗频率为133MHz容量1Gb的SPI Flash 。这里有个芯片没焊接，推测是一颗低功耗单端口 10/100 Mbps 以太网 PHY，作为可选功能支持以太网连接。下面这里是一个无源蜂鸣器可以发出声音提示用户工作状态，再向下是一颗充电桩专用内置时钟免校准电能计量芯片，能够同时测量2路电流、1路电压，用于充电枪电压和电流参数采集。左面这边从上到下是配置拨码开关，CP信号电路，高电压和轨对轨输出运算放大器。
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' Q$ ~* Y5 S  V+ l再看向板卡右面，最显眼的模块是一个移远通信的FC41D模块，这是一个高性价比MCU Wi-Fi和蓝牙5.2模块，通过串口与主控芯片通信。下面这颗芯片是德州仪器（TI）的LM2903通用双路比较器。

+ m# X& [9 S* ?% I4 O. e而在板卡的最右面的这两个接线端子就是232与485的扩展接口，它们的控制芯片在背面。
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" A) ]# e' |7 m$ G/ [翻过来，这里是一颗半双工RS-485收发器，这边是一颗双通道3V到5.5V，250kbps RS-232收发器，前面放置了一些TVS管进行接口保护。
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3 A0 D$ p; `/ A继续向下看，这是台湾亿光（EVERLIGHT）生产的线性光耦EL817，用于信号隔离。
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  E7 U. M1 F& l. H3 E0 w( ^* i右面这颗是强茂电子（Panjit）的PJW4P06A，这是一颗漏极击穿电压60V的p沟道mos管。右下角也有一颗运算放大器。这几处是供电电路。

& v: h0 T. m& a8 }) k1 Q4 T  {LED灯板

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这一块是LED灯板，就是一个起到美观与状态指示的一个部件，板子本身设计的非常简洁，并联了许多三色LED，每一颗LED上都设计了限流电阻。
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& D+ N% v. q) V- e8 C. i4G通信板
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7 O" G  l  A6 v- s; h3 J" J. K这个板子实现了4G通讯的功能，该模块采用串口的方式与主控板进行通讯。这上边最显眼的大模块是一个LTE（4G） Cat 1 bis无线通信模块，支持最大下行速率 10 Mbps 和最大上行速率5 Mbps。这一部分是电源部分，用于给模块供电。这些区域使用三极管实现了一个简单的电平隔离的功能，能够有效的将输入信号和输出信号隔离开来。

7 ~$ U9 L4 k6 d7 R+ V5 b翻过来，这边是sim卡模块，这里面是一个纯黑的物联网卡。
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NFC板
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这是这个充电桩的NFC子板，通过SPI与主控板进行通信。中间这个在C位的芯片是一款高度集成的工作在13.56MHz下的非接触读写器芯片，支持 ISO/IEC 14443 TypeA 协议。这部分是这个板子的供电部分。这里也做了很多三极管隔离的设计。
总结
这款7KW交流充电桩，从嵌件螺母和金属板加固带来的结构稳固性，到电流互感器、功率继电器和多重电路保护措施确保的充电安全，再到集成高性能Arm? Cortex?-M4内核芯片和大容量SPI Flash存储器的智能控制核心，这款充电桩无疑代表了现代充电技术的前沿。4G通信板和Wi-Fi蓝牙模块的加入，实现了远程控制和数据传输，而LED灯板和蜂鸣器则提供了直观的用户交互体验。模块化设计不仅便于维护升级，也展现了设计的灵活性。这款充电桩以其卓越性能，正成为推动新能源汽车行业发展的重要力量。

8 I, W5 S8 b* _6 `* [写在最后
4 v( l0 k& K% k都说硬件工程师越老越吃香，这句话也告诉我们硬件也是需要积累的，王工从事硬件多年，也会不定期分享技术好文，感兴趣的同学可以加微信，或后台回复“加群”，管理员拉你加入同行技术交流群。

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