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一起拆解伊莎贝拉ISA的电流采样模块IVT-S产品

03/26 15:50
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最近一段时间总是感觉有点浮躁,做事情有点急功近利、人浮于事,所以在想办法沉淀下来,调整下心态。

电流采样精度的提升我相信目前产品现状是都在做,所以我找了一个伊萨贝拉(ISA)的模块产品与大家一起学习分析下,看他们是如何做电流采样产品的。

具体的产品型号为IVT-S系列中的IVT-S-1K-U0-CAN1-12/24,即对外为CAN通信、电流采集范围1000A、不带电压采样功能,下图为此系列产品介绍(来自于ISA官网)。

此产品壳体由上下两部分组成,拆掉上盖后如下图所示:上下壳体通过卡扣固定,SHUNT安装部分裸露在壳体外面,PCB是卡到下壳体中;此型号产品对外只有一个低压4pin连接器,为供电与CAN通信信号。

拆掉下壳体,单板T面如下图,PCB为4层板,1.6mm厚,表面处理方式ENIG,过孔未做塞孔处理,器件的位号未显示,板上最小器件封装为0402,三防漆覆盖所有器件。

单板的B面如下图:此面只有SHUNT,没有其他器件,生产时应该是先把T面的器件贴好,再二次过炉去贴SHUNT;B面没有涂覆三防漆。

此产品为1000A类型,所以其SHUNT阻值应该是20uΩ,尺寸为8436,其表面镀层不像是镀锡,好像是镀镍的,因其质地更硬,不太确定。

下面来看下具体电路模块划分,如下图所示:这个架构还是挺清晰的,其中MCU被布置在高压区域,高低压之间通过隔离CAN来进行通信,而不是将MCU放置在低压端,通过隔离SPI进行通信,可能的原因是高压区域需要使用MCU的外设资源,仅仅一个BJB资源不够。

电源模块

整个电源大概的架构如下图所示:外部12V或24V输入,经过一级BUCK后转成5V,然后通过隔离反激电源给高压区域供电,高压区域经过一个LDO后转成3.3V给MCU和BJB供电,这里的隔离电源使用的是ADI的LT8301,也是比较常见的方案。

如下图,对于LT8301隔离电源方案,其变压器使用的是平板变压器方案,即绕组通过PCB走线来实现,然后将磁芯固定到PCB上;这种方案成本上可能有优势,菊花链的网络变压器也有类似的方案,例如BOURNS的产品就有平板变压器的类型,另外因为平板变压器减少了剥皮、绕线、浸锡等工艺步骤,可靠性上也有很大提升。

BJB模块

BJB芯片选用的是AMS的AS8510,这个芯片真是到处可见,而且还是一颗十几年前的芯片,之前分析过的零跑、CATL都用过此方案;而且我了解到的一些专门做电流采样模块产品的厂家也使用这颗料,可见其性能优势;在PCB上貌似布置了两个NTC,位于SHUNT的两边铜端子上,可能是用于EMF补偿。

此型号无高压采样功能,所以分压电阻都预留不焊;另外MCU选择的ST的STM8AF5288;硬件方案大体就这样,关键还是在于软件修正上电流采集怎么做到的高精度,这个就暂时分析不出来了。

总结:

错别字来不及检查了,困了睡觉;以上所有,仅供参考。

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公众号“新能源BMS”主笔,从事新能源汽车电池系统设计工作,具体为BMS硬件设计工作将近10年,在几个大的主机厂都工作过;希望通过文字,把一些设计经验和总结分享给大家,共同成长。