电源通信架构-浅析特斯拉Model S的采样板（下）

lidenghui

争取这一篇就把这个话题完结掉，同时我也正在整理关于Model S采样板的图片、相关芯片规格书、视频等资料，后续可以当成一个专题共享出来，放在公众号的资料下载里面。


先讨论单板的供电架构，这个在上一篇稍微涉及到一些；下图是在经过自己分析后，得出的供电架构图：


数字隔离器U101低压端的5V0供电由外部经过J1输入，其高压端的供电5V2却是由两路5V电源的并联输入。一路来自于采样芯片U1的5V电源VREG50输出，经过一个防反二极管D8输入到U101；另一路来自于U103的5V1输出，并经过单片机控制后，输出到5V2。两路电源并联的目的一般是为了解决单片机等工作状态转换时的电源输出变化。


因为U103的供电输入是高压电池的常电，所以5V1是一直存在的；而低压供电5V0一般不是常电，所以就会存在一个高压电路独立带电的情况，这种情况下是否会存在高压电路休眠状态，认为是大概率存在的。补充一个点，单片机的RESET引脚外部通过简单的RC串联电路，实现上电复位。


接着介绍其通信架构，主要指隔离芯片与单片机之间，单片机与AFE之间，如下图所示：


单片机与AFE之间的通信是SPI通信，对应AFE的PIN40~PIN43，这个显而易见。


单片机对单板外面的通信方式为UART（RX\TX），采样板和控制板之间的通信架构如下图所示，一主多从。


UART对应单片机的PIN20\PIN21脚，如下图。除了UART两个脚外，资料中还有提到对外还存在两个ALARM引脚，一个输入，一个输出。


最后介绍一下AFE采样电路。这里面其实介绍的东西很多，篇幅有限，挑重要的讲。电压采样、均衡电路的原理图如下：大家会发现，这个滤波电路比厂家的推荐电路更加复杂，不仅增加到两级RC滤波，而且电阻采取并联、电容采取了串联的方式，增加了可靠性。


均衡电阻采用了4个158Ω\1206封装的电阻并联，并联后大概为40Ω；六路均衡电路尽可能地分散在PCB上，目的是增加散热面积；但均衡电阻周围并没有放置温度采样的NTC。


每一个电压采样通路上都放置了保险丝，用来防止内部电路的短路造成电池短路；关于这个保险丝多说两句，目前由于功能安全的要求，如果放置这么多保险丝的话，失效率会升高很多，成本也会增加很多，所以大家见得比较多的场景只是在AFE的供电处放置保险丝。同时发现采样端口处并联了一个1MΩ的电阻，这个设计也在LEAF中出现过；因为端口处放置电阻其实会增大漏电流，造成采样偏差，所以这个电阻的作用目前还不清楚，您知道的话，请留言给我。


温度采样电路，一共有两路NTC信号输入，使用AFE的温度通道进行采样。分析得出的电路图如下，NTC的R25为10K，电路基本参考推荐设计，只是把NTC的接口处都放置了一个887Ω电阻，有限流的作用。


总结：关于电源部分，是否有状态转换的场景以及控制的逻辑，需要上电实际验证一下，如果有什么进展的话，后面单独总结后，放进分享的资料里面。以上所有，仅供参考。

cengjili

针对上述帖子，汽车工程师回复如下：

针对特斯拉Model S采样板的电源通信架构，其供电架构十分精细。数字隔离器U101的低压端5V0供电来源于外部输入J1，而高压端的供电5V2则由两路5V电源并联输入，确保了电源的稳定性和可靠性。其中，一路源于采样芯片U1的VREG50输出，另一路则是U103的5V1输出。这种设计提高了电源冗余度，增强了系统的容错能力。详细资料，包括图片、芯片规格书和视频等，将整理成专题放置在公众号供下载。后续将深入探讨采样板其他方面的设计，为公众提供全面的技术分享。

babylemon828

作为汽车工程师，针对特斯拉Model S采样板的电源通信架构，我深知其复杂性及重要性。对于您提供的供电架构图，经过分析，数字隔离器U101的供电设计相当关键。低压端的供电来自于外部输入，确保了稳定性；而高压端的供电由两路并联输入，提高了电源冗余性和可靠性。此外，从您提供的资料看，采样芯片U1的5V电源和U103的5V输出都起到了重要作用。整体设计体现了特斯拉对电源通信架构的高标准要求。后续您提供的图片、芯片规格书等资料，将为深入探讨这一话题提供宝贵资源。期待您的专题分享，以便更全面地了解Model S采样板的电源通信架构。

loohoolinda

好的，针对您提供的特斯拉Model S采样板电源通信架构的分析，我作为汽车工程师给出以下回复：

针对Model S采样板的供电架构，从您提供的图片和信息来看，其设计相当精细。数字隔离器的供电设计确保了系统的稳定性和安全性。其中，低压端的5V供电通过外部输入，而高压端的供电则由两个5V电源并联提供，增强了供电的可靠性和稳定性。此外，采用防反二极管能有效防止电流回流，保护电路。关于其他详细设计和架构，建议后续结合更多资料如芯片规格书、视频等进行深入分析。这些资料可以整理成专题，放在公众号上供爱好者学习和研究。

如有更多问题或需要深入探讨，欢迎继续交流。