本次拆解的对象是一款采用铸铝散热外壳的电瓶车控制器。
其顶壳为黑色ABS材质，通过螺丝与铸铝底壳固定，并在接缝处的槽内灌胶以实现防水密封。电源与电机相线的接线螺柱分布在控制器左侧，这种布局暗示了内部电路板很可能采用一端布置功率器件、另一端布置控制电路的经典设计。
打开外壳后，可见ABS上盖内侧固定有一块信号转接板。观察主控制板，验证了这一布局：接线螺柱侧集中了电解电容、汇流铜排和两排MOS管；而另一侧则是微控制器（MCU）、预驱动器、电源管理等控制核心电路。
主控MCU采用极海半导体的APM32F103CBT6，其与STM32F103CBT6高度兼容。板载预留了四孔SWD调试接口，用于程序烧录，并在SWCLK和SWDIO信号线上各串联了一个100欧姆电阻。
相电流采样部分使用了两颗SOP-8封装的运算放大器，其具体型号难以辨识，侧面反映了国产模拟芯片的快速发展。分析其外围电路是理解设计的关键：板上并未见到常见的、串联在每相下桥臂对地的采样电阻，但发现每个下桥臂三个MOS管中最左侧一个的漏极（D）和源极（S）均引出了信号线，并连接到运放周围的电阻网络。
这表明，该控制器巧妙地利用了下桥臂MOS管自身的导通电阻（Rdson）作为采样电阻，实现了无外置采样电阻的相电流检测方案。
半桥驱动器采用了宇力半导体的U3215C。对于小功率应用，其典型驱动电路设计已能提供快速的MOSFET栅极充放电能力，本控制器即采用了此简化方案。
电源管理部分，使用士兰微的SD4938将电池输入电压降压，为栅极驱动器供电。根据其规格书描述，其第7脚（电压设置引脚）的接法决定输出电压：悬空为12V，下拉电阻为18V，接地则为15V。观察PCB实物，SD4938的第7脚直接接地，因此输出为15V。
此15V电压再通过一颗低压差线性稳压器（LDO）降至3.3V，为控制系统供电。此外，板上并联了两颗阻值为1毫欧、精度1%的采样电阻，用于检测母线电流。
功率部分设计值得关注：板上使用了三条宽大的导流铜条（一条位于电容后）承载大电流。
共使用了6个330μF/100V的电解电容（品牌丝印为ZhiCheng）。功率开关器件为18颗TO-220封装的MOS管（型号S10H045R），采用每臂三管并联（三并管）的形式。这种布局使得每个桥臂的功率路径清晰直观，有利于优化布线。
观察PCB背面，可见每个桥臂的6个MOS管引脚通过一块贴片式导流板直接与相线接线柱连接，进一步降低了连接阻抗。
该控制器主板为四层板结构，内层用于铺设计算机供电等大电流铜皮。
设计分析
从工程角度看，最优方案是将功率电路与控制电路完全分离，分别制作在铜基板（或铝基板）和普通FR-4板上，并分层叠放。这样功率板可直接紧贴外壳散热，且控制板无需承受大电流，性能与可靠性最佳，但成本较高。
最普遍的方案则是控制与功率电路混合布设在单块大面积双层板上。此方案成本最低，但布局往往杂乱，电气性能与散热能力受限。
本次拆解的控制器设计居于两者之间。它通过合理的分区布局、采用四层板并结合悬浮导流条技术，既有效解决了大电流承载与散热问题，又保证了控制部分的规整。这种在电源管理与功率驱动上的折中设计，在成本与性能之间取得了良好平衡。 | 
发表于 3 天前
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