了解我的粉丝都知道，我已经拆解了很多电瓶车控制器，今天再来拆解上图这款电瓶车控制器。这个控制器采用了铸铝结构的散热外壳。顶壳黑色ABS材质，和铸铝底壳通过螺丝固定，固定之后在周围的槽里灌胶进行密封防水。同样的，信号引出端子排处也做了灌胶密封处理。电源输入螺柱和电机相线螺柱分布在控制器靠左的位置，尤其电源输入螺柱的位置非常靠左。通过这个基本上可以猜出这个控制器里的电路板上器件布局，大概率是一端功率电路，一端控制电路。开盖之后发现有ABS上盖上还有一个板子，这个是信号转接板。看了一下控制板，第一眼就验证了我的猜想是正确的。接线螺柱所处的位置旁边是电解电容、汇流铜排、两排MOS管。而接线端子所在的位置，是MCU、预驱动器、电流采样，电源稳压电路等等。MCU采用了极海的APM32F103CBT6，这颗物料几乎二进制兼容STM32F103CBT6。右上角那四个孔，就是用来给MCU烧录程序的SWD接口。在SWCLK和SWDIO上各串了一个100欧的电阻。旁边用了两个SOP-8封装的运算放大器来采集相电流，但是这器件丝印我找了半天也没找到是什么型号，看来国产模拟器件发展确实迅猛，几年光景，我已经找不到北了。对于运放的型号知不知道不重要，但是一点很重要，那就是搞清楚相电流是如何采样的。这里我们并没看到每个桥臂的下臂对地有一个采样电阻，但是看到了每个下臂的三个MOS中最左边的一个MOS的D极和S极上都引出了信号线，最终走线到了运放外围的电阻上，也就是说，相电流采样不是通过外置的采样电阻，而是直接把下桥臂的其中一个MOS的Rdson当作采样电阻来进行采样的。半桥驱动器采用的是宇力半导体的U3215C。U3215C在小功率驱动应用场景下，通过上面这样的外围电路即可满足要求，这个驱动电路考虑到了MOS栅极的快速充电与放电回路。对照PCB实物，可以看到今天拆解的这个控制器也采用了这种方案。而在大功率应用的场景下，可以使用两个PNP三极管来增加驱动电路，实现MOS栅极的驱动。电源稳压这一块，采用了士兰微的SD4938，把电池输入降压到15V供栅极驱动器使用。为啥我知道是降到15V了呢，因为这个器件，7脚是电压设置引脚，如果悬空，输出12V。如果加一个下拉电阻，输出18V，如果直接接地，输出为15V。而看PCB实物，SD4938的第七脚很显然是直接和地连在一起的。15V的电还要通过LDO进一步降压到3.3V供控制系统使用。板子上并联了两个1毫欧1%的采样电阻，这两个电阻是用来测量母线电流的。这个板子上用了三个非常宽的导流铜条，另一个在电容后。这个图能更直观地看到这个导流条有多宽。板子上总共放了6个330uF100V的电解电容。MOS管采用了18个TO-220封装的S10H045R。为啥是18个，因为采用了三并管的形式。要不为啥说这个布局布线形式比较合理呢，因为这样布局，一个个桥臂看起来都很直观，更别提布线了。再看看背面，每个桥臂的6个MOS的对应应交直接通过一个标贴的导流板和相线接线柱连接在一起。这个电路板是个四层板，内层的铜皮可以很明显看出来。以上就是这个控制器的拆解。个人拙见：最优秀的设计自然是把功率和控制分成两个电路板，功率板用铜基板或者铝基板，控制板用FR-4，分层叠放，这样功率板可以直接大面积紧贴外壳进行散热，而且控制板的过流要求大幅度降低。这样的设计最好的原因是，在控制器里，影响输出功率的最大因素就是散热。但是这种设计的成本自然会高一些。最差的设计是控制电路和功率电路混合在一起，这样板子一般会比较大，所以做成两层板也可以布得下。但是不好的就是乱、而且性能往往难以做到最好。但是由于这种方案成本低，所以用的是最多的。而我们今天拆解的这个板子，显然是介于这两个方案之间的。它采用了这种比较合理的布局方式，使用一个四层板+悬浮的导流条解决了大电流的问题，又使得控制部分布局整齐合理。算是以上两种方案在性能和成本上的一个折中选择。
