华为DriveONE三合一电驱动电机控制器拆解（上）

华为DriveONE电机是华为技术有限公司开发的一种高效、集成化的电动驱动系统。这款电机以其高效率、紧凑设计和强大的动力输出而著称，是华为在新能源汽车领域的重要技术成果之一。本文详解该款电机控制器的相关情况。

如图所示，为拆解后的主控板，主控板内包含了电源模块以及电机控制模块，具体拆解结果见下表。

接下来，我们将依次展开分析：

01主控MCU

华为DriveONE中使用的是英飞凌的SAL-TC277TP-64F200N DC是一款强大的32位AURIX TriCore微控制器，独立完成复杂控制逻辑，适用于汽车和工业应用。

它具有200MHz的频率，高达4MB的Flash存储器，以及LFBGA-292封装。该微控制器属于TC27xT系列，其创新的多核架构基于多达三个独立的32位TriCore CPU，旨在满足最高的安全标准，同时显著提高性能。它配备了具有200 MHz的三重TriCore、4MB的Flash存储器和强大的通用定时器模块（GTM），TC27xT系列旨在减少复杂性、最佳功耗和显著的成本节约，环境使用温度-40℃到150℃，ASILD车规级安全等级。

在电机控制器主控板中，主控MCU（Microcontroller Unit，微控制器单元）芯片是核心的处理器，负责执行复杂的控制算法、处理传感器数据、生成控制信号，并管理整个系统的运行。

主控MCU芯片通常具备以下特点：

▶  处理能力：主控MCU芯片具有足够的处理能力来执行复杂的控制任务，包括实时控制和信号处理。

▶  存储器：内置或外接存储器，用于存储程序代码和数据，确保系统可以执行预设的算法和逻辑。

▶  通信接口：具备多种通信接口，如UART、SPI、I2C、CAN等，以实现与其他组件和外部设备的通信。

▶  输入/输出（I/O）端口：提供丰富的I/O端口，用于连接各种传感器、执行器和其他电子元件。

▶  模拟和数字转换功能：一些主控MCU芯片具备模拟到数字（ADC）和数字到模拟（DAC）转换功能，用于处理模拟信号。

▶  定时器/计数器：内置定时器/计数器，用于时间测量和定时控制。

▶  安全特性：某些主控MCU芯片具备安全特性，如加密功能，以保护系统免受未经授权的访问。

▶  电源管理：集成电源管理功能，以优化系统的电源使用和性能。

主控MCU芯片的选择取决于电机控制器的具体应用需求，包括控制的精度、响应速度、功率级别、环境条件等。在电机控制器的设计中，主控MCU芯片的选择对于确保系统的性能、效率和可靠性至关重要。

02电源管理芯片PMIC

华为DriveONE中使用的是英飞凌的TLF35584QVVS1是一款多功能输出系统电源，特别适用于安全相关的应用。

它通过高效且灵活的前后调节器概念，输入电压3到4V，支持back-boost（升降压转换）、收发器和传感器提供电源。这款产品具备宽泛的开关频率范围：500k到2.2MHz，允许在效率和使用小滤波组件方面进行优化，输出电压纹波小，可作为MCU ADC等外设的参考电压，。TLF35584QVVS1集成了功能安全特性，支持ASIL-D级别，适用于各种微控制器（μC）。

此外，该产品还具有多种安全特性，例如UV/OV监控、灵活的看门狗、错误监控、带有两个输出的安全状态控制器以及内置自测试功能，确保相关安全特性的正常工作。所有安全相关的配置都受到保护，只能通过特殊且成功的解锁/锁定序列进行更改。

在电机控制器主控板中，PMIC（Power Management Integrated Circuit，电源管理集成电路）是一个关键组件，负责管理和调节电源供应。

PMIC的主要作用包括：

▶  电压调节：PMIC负责将电源（如电池）提供的电压转换为主控板上的各个组件所需的电压水平。例如，微控制器（MCU）和其他集成电路可能需要不同的工作电压。

▶  电流保护：PMIC通常包含过流保护功能，以防止电路因电流过大而损坏。

▶  电源切换：在某些设计中，PMIC能够根据系统需求在不同电源之间进行切换，如从电池切换到外部电源。

▶  电源监控：PMIC可以监控电源状态，如电压、电流和温度，确保电源在安全范围内工作。

▶  节能管理：PMIC可能包含节能模式，当系统处于低功耗状态时，可以减少电源消耗。

▶  热管理：一些PMIC还具备热管理功能，能够监测芯片温度，防止过热。

在电机控制器中，PMIC对于确保系统稳定、高效和安全的电源供应至关重要。它通过高效的管理和调节电源，帮助延长电池寿命，提高系统整体性能。

03预驱动IC

华为DriveONE中使用的是NXP的MC33GD3100EK是一款用于电动汽车牵引逆变器的栅极驱动器，适用于IGBT和SiC功率器件。SPI接口用于监视和编程，低延时，集成信号隔离。

这款产品具有集成电隔离和低导通电阻驱动晶体管的特点，这提供了高充电和放电电流、低动态饱和电压和轨到轨栅极电压控制。电流和温度感应最小化了IGBT在故障期间的应力。

MC33GD3100EK的设计旨在满足汽车应用的严格要求，完全符合AEC-Q100 1级标准。该器件还具备SPI接口，用于安全监控、可编程性和灵活性，以及低传播延迟和最小PWM失真等特点。它兼容200V至1700V IGBT/SiC，功率范围超过125kW，工作频率超过40kHz，提供5.0V和3.3V耐受MCU接口，工作温度范围为-40°C至125°C，封装类型为32引脚宽体SOIC。

在电机控制器主控板中，预驱动IC（Pre-driver Integrated Circuit）是一个重要的组件，它位于主控MCU（微控制器单元）和功率器件（如IGBTs或MOSFETs）之间。

预驱动IC的主要作用包括：

▶  信号放大：预驱动IC接收来自主控MCU的控制信号，并对这些信号进行放大，以确保它们能够有效地驱动功率器件。

▶  驱动优化：预驱动IC对驱动信号进行优化，以减少开关损耗，提高系统的效率和可靠性。

▶  保护功能：预驱动IC通常包含保护功能，如过流保护和短路保护，以保护功率器件免受过载和短路的损害。

▶  接口匹配：预驱动IC能够适配不同类型的功率器件和主控MCU，确保它们之间的兼容性和最佳性能。

▶  时序控制：在一些高级的预驱动IC中，还可能包括时序控制功能，用于精确控制功率器件的开关时序，进一步优化系统性能。

预驱动IC的选择和配置对于确保系统的性能、效率和可靠性至关重要。它不仅提高了功率器件的使用寿命，还增强了系统的整体安全性和稳定性。在电机控制器的设计中，预驱动IC与主控MCU、PMIC、接口IC和功率器件等其他组件协同工作，共同实现电机的精确控制和系统的稳定运行。

04输入接口IC

华为DriveONE中使用的是ST的L9966C是一款专门设计的模拟-数字转换器（ADC）/数字-模拟转换器（DAC），属于特殊类型的集成电路，允许用户修改传感器等，而无需改动PCB。

它具有10位分辨率，并且提供了多种输出类型，包括电压、电流和同步/解析输出,15个可编程接口，12路连接外部模拟负载，12bit电压测量，15bit精确电阻测量，可编磁阻传感器/hall传感器接口。此外，L9966C的工作温度范围相当广泛，可以从-40°C扩展到150°C。这些特性使得L9966C非常适合用于需要高精度模拟和数字信号转换的应用场合。

在电机控制器主控板中，输入接口IC（Integrated Circuit）是负责处理和转换外部输入信号的电子组件。这些输入信号通常来自各种传感器，如温度传感器、速度传感器、位置传感器等，以及来自驾驶员操作的控制信号，如加速踏板位置和制动踏板状态。

输入接口IC的主要功能包括：

▶  信号采集：从传感器和其他输入源采集模拟或数字信号。

▶  信号调理：对采集到的信号进行调理，如放大、滤波、整形等，以满足主控MCU或其他处理单元的要求。

▶  信号转换：将调理后的信号转换为主控MCU能够理解和处理的格式。

▶  数据处理：对信号进行初步处理，如计算速度、位置等关键参数，为后续的算法处理提供基础数据。

▶  通信：将处理后的信号传输给主控MCU或其他处理单元，以进行进一步的决策和控制。

输入接口IC的选择和设计对于确保系统能够准确、实时地采集和处理外部输入信号至关重要。它直接影响到电机控制器的性能和响应速度。在设计电机控制器时，输入接口IC的选择和布局对于确保系统的准确性和可靠性至关重要。

......未完待续

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