华为DriveONE三合一电驱动电机控制器拆解（下）
发布时间：2024-04-29 15:24:46 人气：32
......接上期
05变压器
华为DriveONE中使用的是Pulse Electronics的PM3045NL是一款专为IGBT设备切换设计的汽车级正向门极驱动变压器。这款变压器是一个2W正向变压器，提供+15V用于设备开关开启和-7.5V用于强大的开关关闭。封装结构提供3750KV ac耐受电压，在紧凑的（15.8×12.5×10.2mm）SMD平台上。该平台满足10mm最小爬电距离并符合IEC62368-1的加强绝缘要求。使用三绝缘线以满足汽车应用中的高可靠性要求。
一个典型的应用是在电动汽车的三相逆变器驱动系统中，典型输入电压为15V，100KHz开关频率。线圈（6-8）提供+15V输出，全桥整流器用于IGBT开关开启，线圈（5-7）提供-7.5V，半桥整流器用于开关关闭。
在电机控制器主控板中，变压器是一个关键的组件，用于改变电压水平，通常用于隔离高压和低压电路，以提高系统的安全性和抗干扰能力。
变压器的主要功能包括：
▶ 电压变换：变压器可以将输入电压转换为所需的输出电压，以适应不同组件的工作电压要求。
▶ 隔离：变压器提供电气隔离，减少高压电路对低压电路的干扰，同时保护低压电路免受高压电路的影响。
▶ 抗干扰：变压器的隔离特性有助于提高系统的抗干扰能力，减少外部电磁干扰对电路的影响。
▶ 电源供应：变压器为电机控制器主控板上的其他组件提供电源，确保它们在适当的电压和电流下工作。
▶ 电源保护：变压器有助于防止电源的过压和欠压，保护整个系统免受电源异常的影响。
变压器在电机控制器中的作用至关重要，因为它确保了系统的电源供应稳定可靠，这对于系统的性能和寿命至关重要。在设计电机控制器时，变压器的选择和布局对于确保系统的安全性和稳定性至关重要。
06高速开关二极管
BAV99在电路设计中常用于保护电路免受静电干扰和过电压的影响，特别是在汽车电子和高速通信系统中。它的设计和功能使其成为一种可靠且有效的ESD保护和电压限制元件。
在电机控制器主控板中，高速开关二极管是一种电子元件，主要用于保护电路免受反向电压的影响，以及在开关电源电路中帮助防止过电压。
高速开关二极管的主要特点和功能包括：
▶ 反向电压保护：当电路中的电压反向时，高速开关二极管能够迅速阻断反向电流，从而保护电路中的其他元件不受损害。
▶ 过电压保护：在开关电源电路中，高速开关二极管可以迅速响应过电压情况，避免电路中的元件受到损坏。
▶ 开关速度：由于其高速特性，高速开关二极管能够快速切换，响应时间短，适用于高频电路。
▶ 低导通电阻：高速开关二极管具有较低的导通电阻，有助于减少开关损耗，提高系统的效率。
▶ 耐压能力：一些高速开关二极管具有较高的耐压能力，能够承受较大的电压波动。
在电机控制器的设计中，高速开关二极管的选择和布局对于确保系统的稳定性和可靠性至关重要。它们通常与主控MCU、预驱动IC、PMIC、变压器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。
07外部存储芯片
华为DriveONE中使用的是NXP的TJA1145TFD是一款高速CAN收发器，它为控制器局域网（CAN）协议控制器和物理双线式CAN总线之间提供接口。这款收发器专为汽车行业的高速CAN应用设计，为带有CAN协议控制器的微控制器提供发送和接收差分信号的功能。TJA1145TFD在待机模式和睡眠模式下具有超低的功耗，并支持符合ISO 11898-2:2016标准的CAN局部联网，通过选择性唤醒功能实现。
TJA1145TFD产品具有CAN FD帧检测功能，因此不会存在假唤醒的情况。它还实现了当前ISO11898标准（ISO11898-2：2003，ISO11898-5：2007和ISO11898-6：2013）以及ISO 11898-2：2016即将发布的更新版本中定义的CAN物理层。在CAN FD快速相位下，即使数据速率高达2 Mbit/s，此实施也能实现可靠的通信。
此外，TJA1145TFD提供了SPI接口用于执行收发器控制和检索状态信息。电源断开时，总线连接变成为真正的浮空连接。该产品适用于12 V和24 V系统，提供SO14和无引脚HVSON14封装，并获得了AEC-Q100认证，是深绿产品（无卤，符合危害性物质限制(RoHS)指令）。
TJA1145TFD的高级ECU电源管理系统包括极低电流待机和睡眠模式，具有完全唤醒功能，可通过抑制输出让整个节点掉电，并支持本地和远程唤醒功能。I/O电平会自动调整到控制器的I/O电平，使得TJA1145可以直接连接到3.3 V至5 V的微控制器。
TJA1145TFD还具有保护功能，如16、24或32位SPI用于配置、控制和诊断，过温警告和关机，VCC、VIO和BAT针脚的欠压检测与恢复，以及冷启动诊断等。
综上所述，TJA1145TFD是一款高性能、低功耗的CAN收发器，适用于汽车行业中的高速CAN应用，能够提供可靠的通信和有效的电源管理。
在电机控制器主控板中，外部存储芯片是一个重要的组件，用于扩展主控MCU（微控制器单元）的存储能力。外部存储芯片通常包括Flash存储器、EEPROM（电可擦可编程只读存储器）或其他类型的非易失性存储器。
它们的主要功能包括：
▶ 存储程序代码和数据：外部存储芯片用于存储程序代码、数据和配置设置，这些信息可能不适合或不适合存储在主控MCU的内部存储器中。
▶ 数据备份：外部存储芯片可以用于存储关键数据，如故障记录、配置设置和用户数据，以便在主控MCU发生故障或需要重新编程时使用。
▶ 扩展存储容量：外部存储芯片提供额外的存储空间，使主控MCU能够处理更多的数据和程序代码，从而提高系统的性能和功能。
▶ 提高系统性能：通过将数据和程序代码存储在外部存储芯片中，主控MCU可以更快地访问这些信息，从而提高系统的响应速度和性能。
▶ 断电保护：外部存储芯片是非易失性存储器，即使系统断电，存储的数据也不会丢失。
在电机控制器的设计中，外部存储芯片的选择和配置对于确保系统的可靠性和性能至关重要。它们与主控MCU和其他组件协同工作，共同实现电机的精确控制和系统的稳定运行。
08静电保护芯片
华为DriveONE中使用的是NXP的PESD2CAN是一款小型SOT23表面贴装器件（SMD）塑料封装产品，旨在保护两条汽车控制器区域网络（CAN）总线免受静电放电（ESD）和其他瞬变造成的损害。
在电机控制器主控板中，静电保护芯片是一种电子元件，用于保护电路免受静电放电（ESD）的影响。静电放电是电子设备中常见的损害源，尤其是在环境湿度低或接触不良的情况下。
静电保护芯片的主要功能和特点包括：
▶ ESD保护：静电保护芯片能够在静电放电发生时迅速吸收或分流静电能量，从而保护电路中的其他敏感元件不受损害。
▶ 电压阈值：静电保护芯片通常具有一个特定的电压阈值，当电压超过这个阈值时，芯片会迅速启动保护功能。
▶ 响应速度：静电保护芯片的响应速度非常快，能够在纳秒级的时间内启动保护功能。
▶ 保护范围：静电保护芯片可以提供多种保护等级，以适应不同的应用需求。
▶ 无源器件：大多数静电保护芯片是无源器件，不需要外部电源即可工作。
在电机控制器的设计中，静电保护芯片的选择和布局对于确保系统的稳定性和可靠性至关重要。它们通常与主控MCU、预驱动IC、PMIC、变压器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。
09比较器
华为DriveONE中使用的是ST的LM2903是一款低功耗双电压比较器，它包括两个独立的低功耗电压比较器，专门设计用于在宽电压范围内由单电源供电运行。
该器件还有独特的特性，即虽然通过单电源电压工作，但输入共模电压范围包括负电源轨。其参数值包括输入失调电压为7mV，输入偏置电流为250nA，工作电压为1V至18V或2V至36V。
在电机控制器主控板中，比较器是一个关键的电子元件，用于比较两个电压或电流的级别，并输出比较结果。
比较器的主要功能和特点包括：
▶ 电压或电流比较：比较器能够比较两个输入端的电压或电流，并输出逻辑电平信号，指示输入信号之间的大小关系。
▶ 阈值设置：通过调整比较器的参考电压，可以设置比较器的阈值，使其能够检测到特定范围内的电压或电流变化。
▶ 信号处理：比较器常用于信号处理电路中，如波形整形、阈值检测、限幅等。
▶ 控制信号生成：比较器的输出信号可以用于生成控制信号，触发其他电路或执行特定操作。
▶ 抗干扰能力：比较器通常具有较高的抗干扰能力，能够在噪声环境中准确地比较信号。
在电机控制器的设计中，比较器的选择和布局对于确保系统的准确性和可靠性至关重要。它们通常与主控MCU、预驱动IC、PMIC、变压器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。
10运放
华为DriveONE中使用的是ROHM的BA3472YF-C是一款高速接地感测运算放大器，属于BA3472Y系列。
这款运算放大器的主要特点包括：
▶ 高速特性：具有10V/µs的转换速率和4MHz的增益带宽积。
▶ 高增益：提供高增益性能。
▶ 低功耗：设计上注重低功耗。
▶ 宽工作电压范围：能够在+3V至+36V（单电源）或±1.5V至±18V（双电源）的电压范围内工作。
▶ 内置相位补偿电容：在单芯片上集成了2个或4个独立的运算放大器和相位补偿电容。
▶ 功能安全：适用于汽车使用，支持功能安全分析。
▶ 静电保护：内置静电保护电路，人体模式(HBM)可达±5000V。
▶ 温度范围：能够在-40°C至+125°C的温度范围内工作。
▶ 封装尺寸：采用5x6.2mm（t=1.71mm）的封装。
BA3472YF-C适用于需要高速性能、高增益和宽工作电压范围的多种应用，特别是在汽车电子领域。
在电机控制器主控板中，运放（运算放大器）是一种非常重要的电子元件，用于放大电信号、执行模拟信号处理、滤波和其他信号调节功能。
运放的主要功能和特点包括：
▶ 信号放大：运放能够放大输入信号，提供高增益的放大。
▶ 信号处理：运放可以执行各种信号处理任务，如滤波、振荡、积分和微分等。
▶ 反馈网络：运放通常与反馈网络一起使用，以实现特定的增益和频率响应。
▶ 精度：现代运放具有高精度，能够提供稳定的增益和相位响应。
▶ 抗干扰能力：运放通常具有较高的抗干扰能力，能够在噪声环境中准确地处理信号。
▶ 温度稳定性：运放的设计考虑了温度变化，以确保在不同温度下都能提供稳定的性能。
在电机控制器的设计中，运放的选择和布局对于确保系统的准确性和可靠性至关重要。它们通常与主控MCU、预驱动IC、PMIC、变压器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。
11IGBT模块
华为DriveONE中使用的是安森美的NVG450A120L5DSC是VE-Trac Dual功率模块系列的最新成员，专门针对混合动力（HEV）和电动汽车（EV）牵引逆变器的800V母线电压应用设计。
这款模块包含两个最新的1200V Ultra Field Stop (UFS) IGBT，采用半桥配置。UFS IGBT芯片组利用成熟的Trench Ultra Field Stop IGBT技术，在提供高电流密度的同时提供强大的短路保护和更高的阻断电压。此外，UFS IGBT和共封装的软二极管能够在低功耗运行的同时实现软开关，有助于提高HEV/EV主驱应用的系统整体效率。
该模块的主要特点包括：
▶ 双侧散热；
▶ 集成芯片级温度和电流传感器；
▶ Tvj max = 175°C；
▶ 车规级；
▶ 低导通和开关损耗。
该产品适用于混合动力和电动汽车牵引逆变器以及高功率DC-DC转换器。它的设计考虑了高效率和紧凑的封装外形，使其非常适合于电动汽车和其他高性能应用在电机控制器中，绝缘栅双极晶体管（IGBT）模块扮演着核心角色，其主要作用包括：
▶ 开关功能：IGBT模块的主要功能是控制电机绕组的电流，实现电机的启动、停止、加速和减速。通过快速开关，IGBT模块可以精确控制电机中的电流和电压，从而实现对电机速度和位置的精确控制。
▶ 能量转换：在电机控制器中，IGBT模块负责将直流电（DC）转换为交流电（AC），以驱动交流电机，或将交流电转换为直流电，用于电池充电等应用。
▶ 效率优化：IGBT模块的高效率特性有助于降低能量损耗，提高电机系统的整体效率。这尤其重要在电动汽车（EV）和混合动力汽车（HEV）中，因为这些车辆的电池容量和续航能力直接受益于高效率的能量转换。
▶ 保护功能：IGBT模块通常包含或与外部电路集成，提供过电流保护、过热保护等保护机制，以防止电机和控制器因异常条件而损坏。
▶ 适应不同应用：IGBT模块的设计使其能够适应不同类型的电机和不同的工作条件，包括高电流和高电压应用。
▶ 热管理：由于IGBT模块在开关过程中会产生热量，因此它们通常需要有效的散热解决方案，如散热片或液冷系统，以保持工作温度在安全范围内。
▶ 系统集成：IGBT模块与电机控制器的其他部分（如微控制器、传感器、驱动电路等）紧密集成，共同实现复杂的控制策略，如矢量控制或直接转矩控制。
总之，IGBT模块在电机控制器中的作用是至关重要的，它不仅确保了电机的高效和精确控制，还提高了整个系统的可靠性和性能。
我们的宗旨
我们专注于此，
并全身心的投入其中，
愿意汇“智”，更愿意“慧（惠）”众！
我们提供新能源汽车系统化理实结合的技术培训方案。
——感谢选择我们的汽修精英！
我们提供从教师执教到学生就业等的全过程教育方案。
——感谢选择我们的职业院校！
我们提供工艺标准、保障完整、客户满意的解决方案。
——感谢选择我们的相关企业！
我们倡导品学兼优，创新发展，诚意汇智，真心慧众。
——感谢选择我们的合作伙伴！
我们与您携手营造中国新能源汽车技术第一品牌的愿景。
——感谢选择我们的各界朋友！
咨询电话：
18518951802（微信同号）
E-mail：
train@bjhzhz.com
bjhzhz@vip.163.com
关注“汇智易学”公众号 免费获取更多新能源汽车课程资源 文章来源于网络，如有侵权请联系删除