特斯拉Model 3电控硬件详细分析

本文摘要（由AI生成）：

本文详细分析了Model 3的电控整体设计，特别是其控制驱动一体板的电路布局和使用的IC。该设计减少了接插件和连接器的使用，降低了成本，同时有助于EMC设计。然而，这种一体化设计也带来了线路布局和铜排设计的挑战。电路部分涵盖了CAN、LIN通讯、旋变解码、DSP及其电源、驱动电源、高压取电和驱动部分电路等，并使用了多个知名品牌的芯片和组件。此外，还讨论了MOSFET温度采样电路、霍尔电路、低压连接器和放电电阻等部分。

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