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标题: 特斯拉汽车Model3前控制板5V供电DC-DC电路原理分析 [打印本页]

作者: 迅维快修 时间: 2024-3-22 08:52
标题: 特斯拉汽车Model3前控制板5V供电DC-DC电路原理分析

前控制板5V供电由LMR14020芯片驱动输出，是一个8 脚buck降压转换电源驱动IC；各引脚的作用如下：

1#BOOT：自举升压脚，外转连接一个0.1 μF电容，电容连接BOOT和SW脚；

2#VIN：供电脚，接12V供电输入；

3#EN：开启脚，当EN引脚为高电平时，电源IC启动工作；

4#RT：频率设定脚，通过电阻下拉接地，电阻的阻值决定工作频率；

5#FB：反馈脚，调整输出电压；

6#SS：软启动控制引脚。连接到电容以设置软启动时间。

7#GND：接地脚

8#SW：输出脚，内部接开关管D极；

LM14020是的一个DC-DC降压型电源模块，内部集成MOSFET，可以把12V电压转换为5V，最大输出电流为2A。

在前控制板中电路图如下：

芯片的工作流程：

一、 VBAT_PROT（公共点电压）经过D19361和FB017968后给U4的2#提供12V供电；同时通过上拉电阻R017955给3#提供开启电压。

D19361作为单向开关作用，VBAT_PROT过来的时候正向导通正常给U4的2#供电，因为二极管的特性反向截止，2#的电压不能反向流向VBAT_PROT。

FB17968是一个保险电感，当后级出现短路的情况，有大电流流经FB17968，保险电感熔断，保护前级电路。。

3#是芯片的开启脚，高电平开启，低电平关闭，正常芯片工作时3#电压为12V；

二、 频率设定RT、软启动SS开始工作；

RT脚外接一下电阻到GND，用来设定电源芯片的工作频率，这个电阻不能随便更换，必须原值替换。

SS脚外接一个电容到地，电容的容量确定软启动的时间，软启动电路控制输出电压斜率以防止过大的浪涌电流，保持受控的输出电压，并在电源管理 IC 启动期间避免不必要的电压过冲和压降；

三、 自举升压BOOT模块工作：供电、EN、SS、RT都正常后，芯片驱动配合BOOT脚外部电容完成自举升压。

Boot脚外转的自举电容的作用是把12V的电压升压到24V给芯片内部驱动模块供电。

芯片内部一般使用N沟道MOS管作为上下管，nMOS的导通条件简单点来说是G极电压大于S极4.5V，也就是Vgs>Vth，芯片供电为12V，同时供给上管D极，此时G极的驱动电压最高也是12V，当上管导通后就会出现Vgs之间的压差为0，MOS管截止，所以想要MOS管正常导通，就需要把G极驱动电压升高，BOOT脚的电容就是自举升压电容，能把电压升到倍压，也就是24V。

具体工作流程如下：

12V经过VIN脚到芯片内部的自举模块后从BOOT脚输出到自举电容C19374上，此时上MOS管截止，下MOS管导通，此时电流如下图所示的方向形成回路，给电容充电。

当电容充满后，此时电容两端的电压为左12V，右0V。然后上管导通，下管截止，电流方向如下图

12V经过上管后从SW脚经过电阻R19437加到自举电容右边，此时右边电压从0V变为12，由于电容的特性：电容两端电压不能突变，当右边电压升高12V，左边电压也会从12V升到24V，来抑制电压的突变。

这个24V电压会经过BOOT脚加到上管的G极，使MOS管能持续导通。由于二极管的存在，24V不能反向流向VIN。

四、 芯片开始工作输出5V供电；

自举升压正常后，芯片驱动MOS管导通，完全导通后MOS管相当于一条直线，电感储能，此时流经电感的电流方向为左正右负，同时给电容充电，电容两端电压不能突变，充电时电压是慢慢上升的。

（R17441-R19440）R19439形成分压反馈接到芯片的FB引脚，FB脚接到内部接比较器的负极，比较器正极接基准电压0.75V，当输出电压为5V的时候经过电阻分压后到FB的电压也为0.75V，当输出电压大于5V，FB的电压也大于0.75V，此时比较器负大于正，输出低电平，芯片停止驱动MOS管导通。

工作过程如下图所示

当MOS管导通时，流经电感的电流方向为左正右负，当MOS截止时，相当于开关断开，没有电流流经电感，而电感的特性：“流经电感的电流不能发生突变“，发生突变时电感会产生反向**势来抑制电流的突变，电流方向变为左负右正。如下图所示；

MOS截止时，由电感储存的电能继续供电，从+流向负载到地后通过二极管D19369回到负形成回路。

电感放电放到电压低于5V，FB脚的电压也会低于0.75V，此时芯片继续驱动MOS管导通，如此反复运行，通过电容滤波储能后就能得到一个稳定的5V电压。

作者: lzcubchgg 时间: 2024-3-22 09:12
牛X。。。。现在开始修汽车了。。。

作者: 新杨科技 时间: 2024-3-22 10:11
这才是电脑行业改行的前景所在啊。转行有望。GODD.....

作者: 韦柳琴 时间: 2024-3-22 17:13
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作者: sandylynn 时间: 2024-3-22 20:56
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作者: 1037874846 时间: 2024-3-24 13:27
准备战未来

作者: 小龙汽车电子 时间: 2024-3-24 19:23
厉害好详细

作者: 小飞2H 时间: 2024-3-25 08:05
牛逼啊，以后迅维转行修汽车得了

作者: 杰之王 时间: 2024-3-25 10:21
收藏了，以后改修车板去

作者: yangsong1986529 时间: 2024-3-25 11:08
谢谢分享！！！！！

作者: 840031813 时间: 2024-3-27 08:17
牛逼呀，我也学习学习

作者: wangqh88 时间: 2024-3-27 23:27
NB啊，车都开始修了

作者: u1545409 时间: 2024-3-28 15:40
牛逼啊、我也学习学习

作者: u1545508 时间: 2024-3-29 10:18

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作者: 讯发深本配件 时间: 2024-4-1 13:02
这样就方便很多了

作者: 讯发深本配件 时间: 2024-4-1 13:03

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作者: sdlovelife 时间: 2024-4-3 10:09
楼主辛苦，谢谢分享。。。

作者: wangqh88 时间: 2024-4-3 12:39
这个太Nb了

作者: VXkYTg2c 时间: 2024-4-6 16:43
这个牛逼

作者: ↘`尐强 时间: 2024-4-7 17:57
能修汽车的都是大神厉害

作者: 光头老奎托斯 时间: 2024-4-8 07:44
提前转战汽车行业是不是还能捞一把？

作者: 鬼魅1 时间: 2024-4-8 09:02
很详细，值得学习

作者: 来来up 时间: 2024-4-11 00:14
学习了，（R17441-R19440）这个是R19441吧，然后能不能讲解一下与R19440并联的C19380的作用呢，谢谢

作者: 海汉 时间: 2024-4-15 16:47
感谢分享

作者: songthinker666 时间: 2024-4-18 09:41
这个必须赞，楼主厉害！

作者: 寂寞的小清新 时间: 2024-4-19 15:33
能修汽车的都厉害

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