CAN控制电路部分包括哪些?

上一篇分析了model 3的电控的整体设计,这篇文章将通过model 3的控制驱动一体板的电路布局已经所使用的ic进行简单分析,希望对各位的电路设计会有帮助。
model 3由一块pcb完成了我们电机控制器常见的设计:控制板,驱动板和转接板的设计,这种控制板、驱动板和转接板一体化的设计也是现在设计发展的一个方向,优点是:
1、采用一体化设计减少了接插件和连接器的使用,在电机控制器中低压接插件、连接器和线束一起,是一笔很高的成本,几乎是仅次于igbt和母线电容的第二高的高价物料;2
2、一体化设计,没有了线束的连接,对于电机控制器的emc的设计也是有益的,减少了传导的途径;
3、一体化设计,减少了物料的种类,pcb由两到三块降低为一块,更有理由自动化生产。
缺点是:
对于线路的布局、低压连接器的出线方式、母线铜排和三相铜排的设计有了更大的挑战。
线路上的布局:将控制板和驱动板布局在一个板子上,首先要考虑高低压的隔离和igbt开关对控制部分的影响。
低压连接器的出现方式,特斯拉是控制器配合自己的整车设计,没有这方面的考虑,但对于零配件厂商来说,一款控制器需要匹配不同的车企,每日一个车企对出现方式要求不一样。
母线铜排和三相铜排:首先要将高低压分开,高压铜排远离低压控制这一块设计,零配件厂商更多的使用的是标准化封装模块,对于出线这一块没有太大的发挥空间,一体化设计对于铜排的走线是一个很大的挑战。
先看一下一体板的正反面:包括了控制部分电路,驱动部分电路,对外低压连接器,三相电流霍尔传感器、三路igbt温度采样和母线放电电阻。
板子整体来看:整块板子有很明显的隔离带,将高压部分和低压部分分开,将六个桥臂很明显的分开;emc处理,板子四周将电源地和pe地通过多个螺丝孔与控制器外壳连接,在板子的两侧各留2个y电容预留空间。
控制电路部分包括:
can电路-u12、u13
lin电路-u14
旋变解码电路-u26
dsp电路-u2
dsp电源-u4
eeprom电路-u15
pwm关断电路-u3
驱动电源-u8、t1
母线电压采样-u31
高压取电
放电电阻
其中驱动电源等一些驱动部分电路放在控制部分是因为,电路的初级需要控制部分供电,所以也将这部分电路列到控制电路部分。
两路can通讯一路lin通讯:两路can通讯芯片分别位于板子的正反买面u12和u13,其中u12和u13型号为:ti公司的can芯片,型号为:sn65hvd1040a-q1 emc-optimized high-speed cantransceiver;u14为nxp公司的lin芯片:型号为:tja1021。
旋变解码电路:旋变解码采用的是软件解码,调制电路使用的是on公司的双电源1a输出的运放u26,型号为:tca0372dwg。
dsp电路:dsp采用的是ti公司的dsp芯片,u2,型号为:tms320f28377dptp的dsp芯片,芯片的具体资料参考数据手册。
dsp电源:特斯拉没有使用ti公司为自己相对应的dsp设计的电源芯片,而是采用英飞凌的电源芯片,u4,型号为:tlf35584。
驱动电源电路:驱动电源采用的是反激电源设计,采用的ti的设计方案:tps40210-q1,u8,变压器采用的是tdk的,下桥共用一个驱动电源。
高压取电:
驱动部分电路:
驱动部分电路采用的是st的驱动方案:驱动芯片型号为:stgap1as,驱动能力为5a,两个推挽管的型号,只找到了一个:为st公司的mos管std45p4llf6a,sic mosfet为st公司为特斯拉封装的,型号为:scths250n65g2ag,相关datasheet已经上传至知识星球。
mosfet温度采样电路:采用的0603的热敏电阻,单独做了一个小板,并且为这块小板开了模,设计了塑料支架。
霍尔电路:电流霍尔传感器采用的是定制的,采集两相电流。
低压连接器:低压连接器做的比较胆大,采用的很长的三排排针,并且在没有对插外面连接器的时候不防水。
放电电阻:采用50个202电阻


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