这次又要讨论下MODEL 3 BMS主控板上面的高压隔离电源问题,因为有一些新的发现,感觉又很重要;这个高压隔离电源在大概两年前介绍过,链接在此《MODEL 3 BMS控制器上的高压隔离电源》。
重新分析这个问题的起因是领导问我MODEL 3 BMS主控板为什么用了一个从电池取电的常电电源,当时情景是这样的:
领导:MODEL 3上为什么设计了从电池转换出来的常电供电?
老胡:它们这样设计一定是有特殊考虑的,例如是哨兵模式下的供电…(第一反应是我哪里知道特斯拉怎么想的,当然不能直接这样讲,嘿嘿)
领导:即使哨兵模式,那它是怎么样的工作策略啊?(领导潜台词是你不要忽悠我哦)
老胡:我下来具体再看下。
于是就详细地查找与测试了一下,还真的有新发现,下面来介绍下。
一、隔离输出电源一给单板供电
之前分析隔离电源输出一是12V,这个经过实际测量,发现之前的结论是错误的,真实的电压输出是25V;而隔离电源输出二其实又分为两路输出,电压大概都在8.7V左右。
重点放在这个25V的隔离电源上面,前文分析过,这个电源连接到了单板的12V供电处,如下图所示:这路电源实际连接到了一个PMOS,后面又串联了一个二极管做防反,所以它给SBC供电的功能无疑问的,但是电压为什么是25V,这里留下一个疑问等待下面分析。
具体地,我测试了一下这个高压电源的输入输出情况,单纯针对隔离电源来讲:当外部的输入电压大于140V左右后才会正常输出25V,而输入电压降低到50V以下时,这个25V电压才会消失。
进一步地,测试这路25V电源与外部KL30供电的关系,发现外部KL30正常供电时,这路25V电源的高边控制PMOS是不导通的,只有当KL30电压降低到大概5V以下时,MCU控制PMOS导通,此时两路SBC由25V电源来供电。
二、隔离输出电源一给Pyrofuse电路供电
上面还是没有解释为什么是25V,直到我发现了这路隔离电源一还给Pyrofuse电路供电,这个之前也没有发现,如下图所示:储能电容的一个引脚连接了很宽的铜皮,这个就是25V隔离电源。
MODEL 3控制板上面的Pyrofuse驱动芯片来自于博世的CG985型号,它是一个SPI控制的4通道专用驱动芯片,其内部类似高低边驱动的结构,但是驱动的供电电源需要外部提供。
在博世官网上面介绍了CG985的外部驱动供电推荐为25V或33V,所以这里就找到了为什么隔离电源输出是25V的原因。
最后,高压隔离电源的拓扑就大概如下图所示了:所以无论外部KL30是什么情况,Pyrofuse都可以可靠断开。