前言

在商業(yè)屋頂以及陽臺光伏系統等諸多系統中，如何在有限體積內實現高效率與高可靠性轉換，成為逆變電源方案設計的挑戰(zhàn)。近期，充電頭網拿到由致能推出的ZN-600W單級拓撲DAB方案。該方案可將22`60V直流輸入逆變?yōu)?87~242Vac交流輸出。該方案的一大亮點是引入了致能自研藍寶石襯底雙向氮化鎵器件，在轉換效率與系統可靠性之間取得平衡，為單級DAB架構在光伏與雙向逆變場景中的應用提供了較高的參考價值。

下面充電頭網就對致能這款ZN-600W單級拓撲DAB方案進行深度解析，一起來看看實際設計與器件用料。

致能600W單級拓撲DAB方案外觀

ZN-600W方案PCBA正面一覽，左側焊接五顆直流輸入濾波電容，上方為逆變變壓器和濾波電感，下方為控制小板和輸出調制小板，最右側為濾波電路。

PCBA背面一覽，從左至右分別為Y電容、整流橋、隔離電源模塊、以及低壓MOS等。

該方案長度約為24.5cm。

寬度約為11.1cm。

厚度約為4.06cm。

簡單看過產品外觀以及尺寸數據，充電頭網繼續(xù)為您介紹該方案所應用的器件。

致能ZN-600W單級拓撲DAB方案解析

將致能這款方案由底層主板以及輸出調制小板和控制小板兩塊副板組成，先將兩塊小板拆下。

其中面積較大的輸出調制小板正面搭載四顆隔離放大器。

隔離放大器來自納芯微，型號為NSi1311，是一款高性能隔離放大器，具備最高5000Vrms絕緣電壓以及0.02~2V線性輸入電壓范圍，采用SOW8封裝。

小板背面搭載致能高壓雙向氮化鎵、通信接口、正負極以及接地。

高壓氮化鎵器件來自致能半導體，型號為ZN70B1R075L是一款700V耐壓、75mΩ導阻的雙向氮化鎵功率器件，采用DFN12×12-12L封裝；器件為常關斷型，支持源極-源極雙向耐壓結構，瞬態(tài)耐壓可達800V；典型總柵極電荷17nC，柵極驅動電壓范圍±20V，兼容常見氮化鎵柵極驅動方案。

該器件符合JEDEC標準，具備低柵電荷、寬柵極安全裕量、支持硬開關與軟開關拓撲，并滿足RoHS、無鹵封裝要求，有利于高功率密度與系統可靠性設計。在系統層面，ZN70B1R075L的核心價值在于減少器件數量與損耗路徑。相比傳統MOS+反并聯二極管方案，雙向氮化鎵可顯著降低反向恢復損耗與導通損耗，提升整體效率。同時，ZN70B1R75L采用藍寶石襯底，實驗結果顯示藍寶石襯底氮化鎵器件無背柵效應。因此系統無需額外設計襯底箝位裝置以避免動態(tài)電阻的惡性衰退。

該器件面向雙向DC-DC變換器與矩陣式變換器應用，尤其DAB、儲能系統、OBC以及各類追求高功率密度的雙向逆變電源架構應用。

簡單看過轉換小板，充電頭網繼續(xù)為您介紹控制小板。

這塊控制小板正面分別分布LED指示燈、主控MCU以及晶振。

控制板上核心MCU為廣芯微電子研發(fā)的高性能UM3242F實時微處理器，它采用ARM Cortex-M4F內核，主頻高達240MHz，集成的高采樣率ADC、DAC、運算放大器、高速比較器及硬件坐標旋轉計算加速器、豐富且高性能的PWM模塊和多樣的外設與通信接口，可高效運行自研的DAB諧振控制與自適應MPPT算法。

一顆12MHz晶振來自楊興，用于為廣芯微MCU發(fā)出時鐘信號。

一顆LED指示燈，用于指示工作狀態(tài)。

控制小板背面四周分布各類通訊接針。

看過控制小板，充電頭網繼續(xù)為您介紹底部主板。

底部主板總左至右分別是低壓固態(tài)電容、低壓鋁電解電容、變壓器、濾波電感、繼電器。

五顆創(chuàng)慧鋁電解電容，規(guī)格為63V 3300μF。

半橋柵極驅動器來自MPS芯源，型號為MP1921A，這款芯片是一款100V高頻半橋N溝道功率MOSFET驅動器。

另一顆半橋柵極驅動器同樣來自MPS芯源，型號為MP1921A。

一顆同步降壓芯片來自茂睿芯，型號為MK9019，該芯片支持4.5V-100V寬范圍的輸入。集成了主功率MOS和同步MOS，支持持續(xù)1A的輸出電流。

一顆63V 220μF低壓固態(tài)電容。

兩顆鈺邦16V 330μF固態(tài)電容。

一個變壓器。

變壓器右側的為濾波電感。

一個磁環(huán)電感。

繼電器來自永能，型號為YX208T-S-212DM，規(guī)格為250V 8A。

另一個磁環(huán)電感。

兩個方形慢斷保險絲來自泓達，型號為2009T15A250V。

一顆X2安規(guī)電容，規(guī)格為0.47μF。

另一顆X2安規(guī)電容，耐壓275V。

還有一顆X2安規(guī)電容，規(guī)格為0.47μF。

電流互感器來自新納，型號為MCR11203。

最后再來看下主板背面器件布局。

4顆特銳祥Y電容，型號為TMY1102M。

兩顆整流橋絲印MB40M。

隔離電源模塊來自易川，型號為F1212S-2W，隔離電壓3000VDC。

電流感應放大器來自類比，型號為CSA220，具有小于60uV(max)的失調電壓和小于0.1% (max)的增益誤差，采用SOT23-5封裝。

以上便是本次方案解析部分的全部內容。

充電頭網總結

綜合整體結構與器件選型來看，該方案設計扎實，可將22~60V直流輸入條件下逆變?yōu)?87–242Vac交流輸出?？梢娭履躗N-600W單級拓撲DAB方案并非單純的概念展示，而是一套圍繞量產化可行性展開的完整參考設計。

同時，致能ZN-600W單級拓撲DAB方案中內置ZN70B1R075L藍寶石襯底雙向氮化鎵器件的應用是該方案的核心看點。該器件在滿足700V耐壓與雙向導通需求的同時，避免了硅襯底氮化鎵常見的背柵效應問題，使系統無需額外襯底箝位設計，有助于抑制動態(tài)導阻劣化風險，這一特性非常適合在DAB、雙向DC-DC、儲能及光伏逆變等長期高負載運行場景中批量應用。