旺材电控与电机|分析 | 特斯拉Model 3与Model X电控系统对比( 二 )
DSP供电电源
Model 3上DSP供电电源采用的是英飞凌的DCDC芯片TLF35584 ， 它是一款多输出系统电源 ， 适用于安全相关应用 ， 通过在宽输入电压范围内高效灵活的前/后稳压器概念为DSP提供3.3V供电 。 宽开关频率范围允许在小型滤波器组件的效率和使用方面进行优化 。 专用参考稳压器为ADC提供独立于DSP载荷步 ， 并作为2个独立传感器电源的跟踪源 。 灵活的状态机 ， 包括计时器的唤醒概念和备用调节器有利于在众多应用中使用 。 多种安全功能可以与各种微控制器一起轻松实现ASIL-D 。 具有过压、欠压监控 ， 灵活的看门狗 ， 差错监控、带2输出的安全状态监控器和内置自检功能 。
Model X上DSP和FPGA供电电路 ， DCDC芯片相对于TLF35584的功能简单 ， 猜测应该是TI公司的TPS78650 ， 最大输出1A电流 ， 也是TI为2811系列推荐的电源DCDC芯片 。
母线电压采样
Model 3和ModelX采用相同的母线电压采样电路 ， 采用的是最常用的是AVAGO的ACPL-C87(A)BT ， 其中C87AT的精度为±1%， C87BT的精度为±0.5% 。 典型应用如下图 。
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图8 ACPL-C87A\BT典型应用
驱动电源电路
Model 3和 Model X的驱动电源电路从图上看 ， 采用的是相同的方案 ， 驱动电源电路采用的是常用的反激电路 ， 反激变压器采用的是TDK的VGT系列变压器 ， 型号为：VGT22EPC-222S6A12 ， VGT系列变压器为TDK专门为IGBT驱动设计的变压器 ， 没有找到VGT22EPC-222S6A12的图纸 ， 在TDK官网找到了VGT22EPC-200S6A12变压器图纸如下图 。 PWM控制器采用的UC28XX系列的芯片 。 从元器件上分析 ， 电源部分做了短路保护 ， 图中白色的采样电阻 。
不同之处是续流二极管的封装和型号不同 ， Model 3的续流二极管的封装更大 ， 耐电流能力更强 ， Model 3 的驱动部分电源的功率更大 ， 这也与两个系统使用的驱动芯片的输出电流大小不一样有关系 。
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图9 Model 3电源电路
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图10 Model X电源电路
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图11 Model X变压器
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图12 VGT22EPC-200S6A12变压器图纸
驱动电路
Model 3中驱动芯片采用的是ST的STGAP1AS ， 驱动能力为5A ， 输入输出传输延时为100ns,负压驱动能力 ， 米勒钳位、去饱和检测、Vce钳位 ， SPI通信等功能 ， 为了增强驱动能力采用MOS管组成的图腾柱增强驱动能力 ， 并且根据元器件可以看出 ， 驱动电路并不像驱动IGBT ， 没有有源钳位和去饱和检测电路 ， 在相对于IGBT更高的驱动频率的SiC电路中 ， 去饱和检测电路并不能起到保护作用 ， 但驱动电路中也没有其他保护电路 ， 猜测并没有在硬件上做短路保护功能 。
MOS管图腾柱电路放在SiC功率器件的背面 ， 使驱动电路布线最短化 ， 这一点在频率更高的SiC驱动电路设计中尤其重要 。
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图13 Model 3 驱动电路
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图14 STGAP1AS典型应用
Model X中采用的是英飞凌的磁隔离驱动芯片1ED02012FA2 ， 驱动能力为2A ， 轨到轨输出 ， 输入输出延时170ns ， 集成了米勒钳位、去饱和检测 ， 故障信号输出等功能 ， 同样采用了MOS管组成的图腾柱增强驱动能力 ， 相对于增加了去饱和检测电路 。
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