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一起拆解伊莎貝拉ISA的電流采樣模塊IVT-S產(chǎn)品

03/26 15:50
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最近一段時間總是感覺有點浮躁,做事情有點急功近利、人浮于事,所以在想辦法沉淀下來,調(diào)整下心態(tài)。

電流采樣精度的提升我相信目前產(chǎn)品現(xiàn)狀是都在做,所以我找了一個伊薩貝拉(ISA)的模塊產(chǎn)品與大家一起學習分析下,看他們是如何做電流采樣產(chǎn)品的。

具體的產(chǎn)品型號為IVT-S系列中的IVT-S-1K-U0-CAN1-12/24,即對外為CAN通信、電流采集范圍1000A、不帶電壓采樣功能,下圖為此系列產(chǎn)品介紹(來自于ISA官網(wǎng))。

此產(chǎn)品殼體由上下兩部分組成,拆掉上蓋后如下圖所示:上下殼體通過卡扣固定,SHUNT安裝部分裸露在殼體外面,PCB是卡到下殼體中;此型號產(chǎn)品對外只有一個低壓4pin連接器,為供電與CAN通信信號。

拆掉下殼體,單板T面如下圖,PCB為4層板,1.6mm厚,表面處理方式ENIG,過孔未做塞孔處理,器件的位號未顯示,板上最小器件封裝為0402,三防漆覆蓋所有器件。

單板的B面如下圖:此面只有SHUNT,沒有其他器件,生產(chǎn)時應(yīng)該是先把T面的器件貼好,再二次過爐去貼SHUNT;B面沒有涂覆三防漆。

此產(chǎn)品為1000A類型,所以其SHUNT阻值應(yīng)該是20uΩ,尺寸為8436,其表面鍍層不像是鍍錫,好像是鍍鎳的,因其質(zhì)地更硬,不太確定。

下面來看下具體電路模塊劃分,如下圖所示:這個架構(gòu)還是挺清晰的,其中MCU被布置在高壓區(qū)域,高低壓之間通過隔離CAN來進行通信,而不是將MCU放置在低壓端,通過隔離SPI進行通信,可能的原因是高壓區(qū)域需要使用MCU的外設(shè)資源,僅僅一個BJB資源不夠。

電源模塊

整個電源大概的架構(gòu)如下圖所示:外部12V或24V輸入,經(jīng)過一級BUCK后轉(zhuǎn)成5V,然后通過隔離反激電源給高壓區(qū)域供電,高壓區(qū)域經(jīng)過一個LDO后轉(zhuǎn)成3.3V給MCU和BJB供電,這里的隔離電源使用的是ADI的LT8301,也是比較常見的方案。

如下圖,對于LT8301隔離電源方案,其變壓器使用的是平板變壓器方案,即繞組通過PCB走線來實現(xiàn),然后將磁芯固定到PCB上;這種方案成本上可能有優(yōu)勢,菊花鏈的網(wǎng)絡(luò)變壓器也有類似的方案,例如BOURNS的產(chǎn)品就有平板變壓器的類型,另外因為平板變壓器減少了剝皮、繞線、浸錫等工藝步驟,可靠性上也有很大提升。

BJB模塊

BJB芯片選用的是AMS的AS8510,這個芯片真是到處可見,而且還是一顆十幾年前的芯片,之前分析過的零跑、CATL都用過此方案;而且我了解到的一些專門做電流采樣模塊產(chǎn)品的廠家也使用這顆料,可見其性能優(yōu)勢;在PCB上貌似布置了兩個NTC,位于SHUNT的兩邊銅端子上,可能是用于EMF補償。

此型號無高壓采樣功能,所以分壓電阻都預(yù)留不焊;另外MCU選擇的ST的STM8AF5288;硬件方案大體就這樣,關(guān)鍵還是在于軟件修正上電流采集怎么做到的高精度,這個就暫時分析不出來了。

總結(jié):

錯別字來不及檢查了,困了睡覺;以上所有,僅供參考。

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公眾號“新能源BMS”主筆,從事新能源汽車電池系統(tǒng)設(shè)計工作,具體為BMS硬件設(shè)計工作將近10年,在幾個大的主機廠都工作過;希望通過文字,把一些設(shè)計經(jīng)驗和總結(jié)分享給大家,共同成長。