两斤重量一斤的导热胶？拆解美国光伏发电龙头ENPHASE微型逆变器
前言
ENPHASE ENERGY是全球领先的微型逆变器制造商，公司于2006年成立，主打产品为IQ系列微型逆变器，本次拆解的是IQ系列第七代微型逆变器产品 IQ7+，这款微型逆变器支持72片的光伏组件，输出功率达到290VA，用于分布式光伏发电。
在微型逆变器外，ENPHASE还推出了电池储能系统，内置逆变器，提供220V交流输出，满足家用供电，并支持APP监控家用太阳能系统的发电，储能和使用情况，打造一站式解决方案。下面就对IQ7+这款微型逆变器进行拆解，看看内部用料以及工作原理。
ENPHASE IQ7+微型逆变器外观
ENPHASE IQ7+微型逆变器采用PPE+PS材质塑料外壳，表面磨砂处理，两侧设有固定槽以及输出连接柱。
正面一侧贴有产品铭牌
功率因数范围：+/-0.8
最大DC输入：60V
最大输入短路电流：15A
最大输入连续电流：12A
交流输出电压：230V，单相
交流输出电流：1.26A
交流输出频率：50Hz
交流输出功率（最大连续输出）：290VA
输出等级：122级
工作温度：-40℃~65℃
防护等级：IP67
IQ7+微型逆变器已经通过了CE认证。
机身正背面充满了不规则凸起凹陷，工业风十足。
机身一侧除了三个连接柱外，还设有工作指示灯。
左侧为直流输入端子，右侧为交流输出端子。
工作状态指示灯特写。
测得机身主体长度为20.8cm。
宽度约为12.3cm。
厚度约为3cm。
另外测得IQ7+微型逆变器重量约为938g。
ENPHASE IQ7+微型逆变器拆解
看完了这款逆变器的外观，下面就进行拆解，一起来看看内部的设计。
使用热风枪加热配合撬棍拆开逆变器外壳，逆变器内部整体填充导热胶。
导热胶具有弹性，填充效果很好。
胶水贴附外壳形状。
清理掉外壳内部的胶水，露出内部PCBA模块。
直流正负极输入端子特写。
交流输出端子特写。
工作指示灯特写。
切断端子与PCB的连接，从外壳中取出PCBA模块。
PCBA模块背面粘贴铝制散热片，为升压功率管和输出调制管散热。
拆下散热片，对应升压功率管和输出调制管的位置涂有蓝色导热凝胶，加强散热。
PCBA模块正面一览，左侧焊接四颗输入滤波电容，上方为逆变变压器，下方为逆变升压的低压MOS管和对应的驱动器。在板子中间位置为主控芯片，右侧为四颗输出调制的MOS管以及隔离驱动器。最右侧为滤波电路。
背面为过孔元件的焊点，在背面没有元件。
太阳能电池的直流输入，经过四颗电解电容和一颗电感进行滤波。四颗电解电容来自贵弥功，规格为63V 3300μF，四颗并联。
输入端滤波电感特写。
3mΩ电阻用于检测逆变器直流输入电流。
逆变器主控芯片来自ENPHASE，芯片丝印480-00031-01，PFA048.00A-C1 2141。逆变器直流升压和输出调制都是由这颗主控芯片输出控制信号，其中低压为直接驱动，高压通过隔离驱动器进行驱动。
主控芯片外置时钟晶振特写。
主控芯片外置的存储器来自兆易创新。
为主控芯片供电的两颗降压芯片来自TI德州仪器。
一颗丝印158D的降压芯片。
工作状态指示灯特写。
另外一颗由ENPHASE定制的芯片。
芯片外围的电感与电容特写。
逆变器直流输入使用四颗安森美 NTMFS5C628NL 组成H桥，为NMOS管，耐压60V，导阻2.4mΩ。
用于驱动低压MOS管的驱动器来自MPS，型号MP1921A，是一颗100V的半桥驱动器，芯片内置自举二极管，上下管支持独立控制。
另外一个桥臂的两颗NTMFS5C628NL。
另外一个桥臂的MPS半桥驱动器。
用于直流输入滤波的MLCC特写。
另外一组滤波的MLCC特写。
逆变变压器来自EPCOS，为圆形磁芯，次级电流互感器与变压器一体。
四颗输出调制MOS管来自英飞凌，丝印60R102G7，实际型号为IPT60R102G7，耐压650V，导阻102mΩ，采用TOLL封装。
两颗隔离驱动器来自英飞凌，丝印2S7165B，实际型号为2EDS7165H，是一颗双通道隔离驱动器，用于调制MOS管驱动。
另一颗2EDS7165H驱动器特写。
用于电压采样的多串电阻特写。
输出电流互感器特写，用于输出电流检测。
用于抑制干扰的蓝色Y电容特写。
用于输出滤波的安规X2电容特写。
压敏电阻来自Littelfuse，丝印P175P10C。
共模电感采用红色和铜色漆包线绕制，磁芯缠绕胶带绝缘。
安规X2电容特写。
两颗蓝色Y电容特写。
另一颗共模电感特写。
输出保险丝来自Littel fuse，规格为3.15A 300V。
安规X2电容特写。
用于过电压吸收的放电管特写。
输出端压敏电阻特写，来自Littelfuse。
全部拆解完毕，来张全家福。
充电头网拆解总结
太阳能发电已经逐渐走入我们的生活，目前的太阳能板已经可以提供数百瓦的输出功率，并且支持折叠收纳，方便使用，输出支持为户外电源充电，满足普通用户的使用需求。ENPHASE这款微型逆变器支持使用太阳能电池供电，逆变成220Vac输出，并网输出，将太阳能逆变输送至电网，降低电网负荷。
充电头网通过拆解了解到，ENPHASE这款微型逆变器设计为户外应用，采用塑料外壳，内部灌胶密封，具有优秀的耐候性。内部PCB对应功率管的位置使用导热凝胶和散热片加强散热。逆变器内部采用定制主控芯片，升压采用MPS驱动器搭配安森美开关管，调制采用英飞凌隔离驱动器和开关管，用料均为一线品牌，配合灌封工艺，满足户外严苛的环境使用。
光伏逆变器IGBT芯片传再涨价！国产芯片能否扛起“自主”大旗？
近期，光伏行业的一份调研报告显示：由于备货周期和供不应求等原因。作为IGBT的上游芯片和晶圆可能在
从2021年开始海外IGBT制造企业已经多次上调了出厂报价，而且芯片一直处于供不应求的状态，2021年下半年开始，供应开始持续紧张。IGBT在2022年依旧呈现缺货的状态，目前订单的交付最快已经延长到50周以上。
根据业内专家反馈，IGBT当下的供货能力和需求比大约为1:1.2，今年IGBT将持续供不应求的情况。光伏逆变器IGBT模块缺货，已经成为限制光伏产业装机迅速增长的重要“瓶颈”。
IGBT介绍
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)即绝缘栅双极型晶体管，是能源变换与传输的核心器件，被称为电力电子装置的“CPU”。简单的说IGBT是一种半导体，用途包括变频、整流、变压等。比如光伏产生的电是直流的，而我们日常使用的是220V、380V的交流电，这个转换装置【逆变器】的核心控制器就是IGBT。IGBT广泛应用光伏、风电、储能、家电、工控、新能源汽车、轨道交通、电网、航空航天等领域。
光伏领域的IGBT包括单管 和模块 ，中小功率逆变器主要是IGBT单管，大功率逆变器则是IGBT模块需求旺盛。
IGBT缺货导致涨价
目前，光伏逆变器成本平均为0.15元/W，其中IGBT模块单位成本在2020年初约为0.013元/W，但2021年以来，IGBT涨价迅猛，目前在逆变器中的单位成本已经超过逆变器成本的10%，这还是以逆变器涨价后的价格来计算。在IGBT模块中，IGBT芯片大概占了60%的成本。
仅在2021二季度，原厂IGBT的涨价幅度普遍在10%以上，英飞凌、安森美对主要客户的提价幅度在10%-20%之间，部分代理商的涨价幅度更高，让下游IGBT模块厂家和终端光伏逆变器企业承受了巨大的成本压力。
一方面由于供给端受制于疫情、产能周期影响有所下滑，导致2021年IGBT供需高度紧张，各规格产品的交期普遍超过六个月；另一方面新能源产业（光伏、风电、充电桩）的扩产速度超过行业的预期，带来了供需失衡。海外IGBT龙头企业应声涨价！
IGBT国产化渗透率有望提升
目前，全球IGBT市场集中度较高，主要由国外领先厂商占据，2019年英飞凌、三菱、富士电机 合计占据全球IGBT模块市场份额的58.0%，国内仅斯达半导一家进入前十，份额仅2.5%。
对于国内市场，IGBT的国产渗透率不足15%。
在中美科技争端日益加剧，以及芯片产能紧张的背景下，下游国内客户在加速导入国产IGBT。
尽管国内IGBT厂商起步较晚，但随着持续的研发投入，下游厂商的配合，近年来国内厂商已取得明显的进展。
目前来看，高端芯片中，斯达半导跻身模块市场领域前6，士兰微排名进入前十。
目前国内厂商士兰微、斯达半导、新洁能正在大规模扩产，而海外厂商扩产相对比较慢。
士兰微功率 光伏IGBT已经在国内主流逆变器厂商都测试通过，正配合上量，产品有单管和模块。斯达半导 光伏方面与阳光电源等大客户进展顺利，并实现模块产品突破。新洁能 IGBT单管进入阳光电源、德业、固德威等供应链。新能源车IGBT在2021年下半年开始导入，逐步开始起量。
目前，国内领先的几家企业，IGBT性能已经接近日本企业的效率值。 组串式逆变器方面，斯达和士兰微国产化芯片效率值为98.94%-98.95%，日本富士和三菱效率为99.03%，龙头企业英飞凌效率为99.1%。
国产品牌与海外品牌在距离上的差距已经在逐步缩小，在装机容量更小的户用光伏市场也有更大优势。
如果2025年国内IGBT市场的国产渗透率达到30%，对应国内IGBT厂商的市场空间将达到156亿元；而2020年国内IGBT第一大厂商斯达半导的销售额仅为9.1亿元，未来增长空间十分巨大。
国产芯片能否扛起“自主”大旗？
2022年预计光伏行业新增装机有50%的增长，各家光伏逆变器厂商的出货量将取决于拿到的芯片量。
据了解，在光伏行业国内只有阳光电源、华为这样的逆变器超级巨头在芯片保供、议价能力有一定的优势，拿货优先级高；其它逆变器企业如古瑞瓦特、固德威、锦浪等中型逆变器企业，如果拿不到货，就可能面临需要以市场上几倍的价格扫货。
另外一方面，光伏的IGBT供应也会被其它行业的“抢货” 。对于IGBT厂家来说，汽车业务的优先级都是最高的，5G、电池等领域的应用优先级也比光伏高，这些都会抢占现有IGBT的产能。
不过，近期电动车电池的镍涨价上涨较多，可能会影响部分新能源车辆的交付，部分IGBT产能转移到光伏行业，让IGBT紧缺的压力暂时得到缓解。
截止到3月底，光伏逆变器供应情况的相对稳定；然而5、6月份可能出现的涨价，仍然是悬在光伏人头上的达摩克里斯之剑。
2022年前，国内逆变器企业绝大多数IGBT采购都来自海外企业。2021年IGBT的芯片缺货、涨价潮，让国内逆变器企业更加认识到IGBT国产化的重要性和迫切性。各大光伏逆变器企业纷纷针对特定的市场和机型，加大了国产IGBT的使用力度，以确保芯片供应链的安全。
“十四五”规划明确将IGBT列为未来重点攻关技术之一，市场和政策双加持迅速推动着国内IGBT行业的国产化进程，国产芯片也有望扛起“自主”大旗！
中国光伏企业将自己的芯片供应链交给海外企业掌控，任由他们随意涨价的日子即将过去！
【图片来自《战狼》剧照】
2022年，将是光伏逆变器企业逐步将IGBT国产化的好时机!
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