【哔哥哔特導讀】日常使用的電動車智能控制器到底是如何構造?本期拆解欄目帶你一探究竟。
随着工作和生活節奏的加快,人們逐漸追求同城短距離上的到達時速。無論是外賣小哥,還是近距離的上班一族,電動車的便捷成為了他們現實中的不二之選,也是多數人日常工作和生活中的理想搭檔。在大街小巷上,無不有電動車的身影穿梭。可以說,除汽車、自行車外,電動車是街道上十分常見的個人使用的交通代步工具。
相對于其他騎行工具,電動車比較簡單,其核心部件包括控制器、電機和電池等。在整體構造中,控制器就相當于電動車的“大腦”,掌控着整個車身系統。而正因為有控制器的存在,電動車想要具備更多的智能功能,得以有機會實現。
本期拆解欄目的拆解産品選用的是九号電動車控制器。Ninebot九号作為創新短交通領域的佼佼者,電動車全系标配ECU、RideyGo!智能化系統,強大的功能離不開智能控制器的支持,現在讓我們來看看這款控制器會給我們帶來怎樣的驚喜。
在其上方的黑色塑料盒中央,清晰可見這款控制器的部分參數和功能介紹。
型号:ZWK048035A
制造商:廣東高标電子科技有限公司
電壓:48V 限流:35±1A 欠壓:42±1V
相角:120° 刹車:低電平 轉把:1.1-4.2V
功能:E-ABS/高轉速/巡航/側撐斷電/矢量控制/儀表四擋/485通訊/P檔/防盜
來看一下它的側身,明顯控制器的底部五面均被鋁合金材質包裹,頂部塑料蓋由熱熔膠粘合而成。接下來,正式進行拆解。
首先,在控制器的左右兩側分别擰開四個六角螺絲,每側依次脫落一個鋁合金膠鑄片和小片狀塑料。
然後分别在兩側刮擦、清除黑色熱熔膠,找到開口縫隙。
取下黑色頂殼,來張PCB闆的全景俯視圖。
随後,用輔助工具撬開取出鉗在裡面的整個PCB闆。
分離PCB闆上的各個元器件,不緻排列重合。為更清晰地看到各元器件産品,部分産品被進行了單獨拆離。
在PCB闆的一側,整體共排列12個相同的電動車低壓MOS管,來自華潤微電子。
型号:SKST055N07N
此前,中航微被華潤微收購。該産品采用華潤微電子先進的SGT工藝。
■ 特性:
• 使用CRM(CQ)高級SkyMOS1技術
• 極低的接通電阻RDS(接通)
• 優秀的QgxRDS(on)産品(FOM)
• 符合JEDEC标準
■ 應用:電機控制和驅動、電池管理、UPS(不間斷電源)。
其産品資料可參考:
型号:MD7533H
這款美達微電子的高耐壓低壓差微功耗型MD7533H是使用CMOS技術開發的低壓差,高精度輸出電壓,超低功耗電流的正電壓型電壓穩壓電路。由于内置有低通态電阻晶體管,因而輸入輸出壓差低,同時具有高輸入電壓承受能力,最高工作電壓可達24V,适合需要較高耐壓的應用電路。
■ 用途:
• 使用電池供電設備的穩壓電源
• 通信設備的穩壓電源
• 家電玩具的穩壓電源
• 移動電話用的穩壓電源
• 便攜式醫用儀器穩壓電源
型号:SD06 2050C
SD06是電動車專用芯片,兼容聖邦微的SGM8632。SGM8632是單運算放大器和雙運算放大器,針對低電壓、低噪聲和低功耗操作進行了優化。這些設備可在2V至5.5V單電源下工作,同時消耗低靜态電流。
■ 特征:
• 輸入偏置電壓:3.5mV(最大值)
• 高增益帶寬積:6MHz
• 高轉換速率:3.7V/μs
• 2V階躍下0.1%的沉降時間:0.5μs
• 過載恢複時間:0.9μs
• 低噪音:13nV/√1kHz時的頻率
• 電源電壓範圍:2V至5.5V
• 輸入電壓範圍:-0.1V至5.6V,VS=5.5V
• 低電源電流:480μA/放大器(典型)
• 工作溫度範圍:-40℃至 125℃
■ 應用:傳感器、音頻、有源濾波器、A/D轉換器、通訊、測試設備、移動電話和無繩電話、筆記本電腦和PDA、光電二極管放大、電池供電儀表。
其産品資料可參考:
型号:FORTIOR FD2103S HL8013
FD2103S是一款峰岹科技的半橋栅極驅動電路芯片,設計用于高壓、高速驅動N型功率MOSFET;内置欠壓(UVLO)保護功能,防止功率管在過低的電壓下工作,提高效率;内置直通防止和死區時間,防止功率管發生直通,有效保護功率器件。
■ 特性:
• 懸浮絕對電壓 180V
• 輸出電流 1.0A/-1.0A
• 3.3V/5V輸入邏輯兼容
• VCC欠壓保護(UVLO)
• 高端輸出與高端輸入同相
• 低端輸出與低端輸入反相
• 内置直通防止功能
• 内置100ns死區時間
■ 封裝:SOP8
■ 應用:電機驅動、DC-DC轉換器
型号:GS8634 CE15BA
GS8634為聚洵半導體科技(上海)有限公司生産的低噪聲運算放大器。GS863X具有6MHz的高增益帶寬積、4.2V/µs的轉換速率和470µa的靜态電流放大器在5V。GS863X設計用于在低電壓和低噪聲系統中提供最佳性能。
■ 特征:
• 從 2.1V~ 5.5V的單電源操作
• 軌到軌輸入/輸出
• 增益帶寬乘積:6MHz(典型值)
• 低輸入偏置電流:1pA(典型值)
• 低偏移電壓:3.5mV(最大值)
• 靜态電流:每個放大器470µA(典型)
• 使用GS8631NH(有源高電平)和GS8631NL(低電平有效)
• 工作溫度:-40°C~ 125°C
■ 應用:傳感器、有源濾波器、手機和無繩電話、筆記本電腦和PDA、音頻、手持測試設備、電池供電儀表、A/D轉換器。
産品資料可參考:
型号:SN75HVD3082E
SNx5HVD308xE是德州儀器(TI)專為RS-485數據總線網絡設計的半雙工收發器。這些器件由5V電源供電,完全符合TIA/EIA-485A标準。這些器件具有受控的轉換時間,适用于通過長雙絞線電纜傳輸數據。SN75HVD3082E經過優化,支持高達200kbps的信号傳輸速率。
■ 特性:
• 符合或超出 TIA/EIA-485A 标準要求
• 低靜态功率
– 有源模式下為 0.3mA
– 關斷模式下為 1nA
• 1/8 單位負載,一條總線上多達 256 個節點
• 高達 15kV 的總線引腳 ESD 保護
• 業界通用 SN75176 封裝
• 失效防護接收器(總線開路、總線短接、總線空閑)
• 無幹擾上電和下電總線輸入和輸出
■ 應用:能量計網絡、電機控制、電源逆變器、工業自動化、樓宇自動化網絡、電池供電的應用、電信設備。
其産品資料可參考:
型号:STM32F103CBT6
主控采用的是意法半導體STM32F103CB——主流增強型ARM Cortex-M3 MCU,集成128KB Flash、72 MHz CPU、電機控制、USB和CAN,LQFP 48封裝。
具體産品資料參考:
以下是PCB闆上取下來的電容器産品部分。
SLF CD288H
該鋁電解電容由常州市深綠電子有限公司生産,其使用溫度範圍為-40 105℃,适用于電動車控制器、充電器等開關電源。其他産品資料可參考:
SZDLFA 63V 330μF
SZDLFA 100V 4.7μ
以上63V 330μF和100V 4.7μF的電解電容插件均來自深圳東聯發科技有限公司。
220μF25V 47μF25V
以上3款是其他電容器件,因未找到相關資料,産品其他信息未知。
最後,來一張整個PCB闆拆解後的“全家福”。
全部拆解完畢。
半導體器件應用網總結
在追求多項功能應用上,電動車主控芯片的選擇尤為重要。通過半導體器件應用網拆解了解到,這款電動車控制器主控芯片采用了意法半導體的主流增強型ARM Cortex-M3 MCU,集成多項功能,在儲存、管理、低功耗、定時器等方面具有明顯優勢,具備了穩定可靠的芯片基礎和實現功能的多樣性;同時采用峰岹科技的半橋栅極驅動電路芯片,使其在高壓或者低壓運行中,可有效提高電機驅動的轉速。
另外聚洵半導體的低噪聲運算放大器和聖邦微的運算放大器,讓控制器的運算能力發揮得更加出衆。同時控制器采用德州儀器(TI)的半雙工收發器和美達微的高耐壓低壓差微功耗型穩壓電路,疊加具備了低電壓、低噪聲和低功耗操作的優勢,使用上更安全、舒适和省電。
值得注意的是,多個元器件的使用溫度範圍是-40 105℃,足以滿足日常使用。12個電動車低壓MOS管的連接,讓電動車的電機驅動與控制上更加安全自如,以及PCB闆上多達15個電容器,電池管理更加安全可靠。電動車對于低壓MOS管和電容器來說,也是一個很大的應用市場。
作為交通代步工具,安全、穩定、性能可靠是電動車最為基礎的保障,也是人們選擇電動車最重要的衡量标準。如果電動車控制器在功能上更加智能化,貼合人們的騎行需求,同時騎行速度上又更勝一籌,那在消費者的選擇上便是錦上添花的事。
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