大疆T30植保机电调拆解：MOS驱动、栅极驱动器与隔离Fly-Buck方案详解

前两天拆解过大疆飞控板，今天再来拆一个大疆 T30 植保机无人机电调（ESC，Electronic Speed Controller，电子调速器），看看这个动力核心内部到底长什么样。

先看外观。外壳上带散热鳍片，一体成型，材质摸着像金属的。

一端有一个透明的 LED 指示灯罩，里面有三颗 RGB LED，飞行时不同颜色代表不同状态。

背面有一个接线端口。两个粗的镀金柱是电源母线输入，中间 6 根排针是通信接口，用来连接飞控。

另一端的三个柱子接电机。

拧掉螺丝拆开顶壳，映入眼帘的就是大疆最喜欢用的蓝色散热凝胶。几乎每个器件上都挤了一坨，当外壳装回去之后，这些凝胶刚好能接触到壳体，把热量导出去。

仔细看了一下才发现，这个壳体是镁铝合金材质，铸造出来之后 CNC 精加工装配面。虽然它只是一个电调外壳，但这是用在无人机上的电调，而无人机对重量的容忍度是克级的。镁铝合金的密度只有约 1.8 g/cm³，比铝的 2.7 g/cm³ 轻了三分之一，导热系数也不差。

外壳防水也是常规设计。挖槽塞个防水胶圈就搞定，简单直接。

其实比外壳更难防水的是连接器。这里采用了一个塑料底座，上面加了一个硅橡胶片。顶壳装配之后，这个硅橡胶片刚好夹在塑料底座和镁铝合金外壳之间，实现密封防水。

他这个散热凝胶点得挺讲究，每个芯片顶部基本都有一坨。

擦掉散热凝胶，看电路板正面全貌。MOS 用的是 TOLL 封装。除了 6 个电机驱动 MOS，另外还有两个应该用来实现母线切断功能，这部分是我根据电路位置猜的。

这三颗丝印 S21867 的芯片，带 IR 的 Logo，是三颗栅极驱动器，型号是 IRS21867，用来驱动三相电机的 U/V/W 三个相位的 MOS 管，驱动电流高达 4 A。

三个栅极驱动器旁边，有一颗来自 TI 的 ISO7710DR，这是一颗单通道 100 Mbps 数字隔离器。至于它的具体用途，我暂时还没完全想明白。

板子上还有一颗被屏蔽框围起来的芯片，型号是 LM5019MR，这是一颗 7.5-100 V 输入的 Fly-Buck 降压芯片。说实话我有点诧异，第一次看到 TI 用这种 Logo。这里还留了一个悬念：这颗 BUCK 的电感去哪儿了？

这六颗硕大的 MOS，封装形式是 TOLL-8L，来自 AOS 的 AOTL66912。100 V 的 N 沟道 MOS，导通内阻只有 1.7 毫欧，可以做到 380 A 连续电流，这个指标相当夸张。如果以后能找到便宜渠道，我做卡丁车也换成这个 MOS。

这两个器件放在相线输出位置，显然就是相线电流采样芯片了。

它的型号是 INA240A1DR，共模电压 -4~80 V，增益 20 V/V，具有 PWM 抑制能力，所以非常适合电机驱动应用。话说回来，有没有可能 TI 就是专门为了电机驱动场景的电流采样才研发这颗芯片的？这颗芯片价格在三块多左右，不算贵，但为啥 INA241 就找不到这么香的价格。

板子上还塞了一个二极管。这个二极管我个人认为是 TVS，用来吸收电机的反向电动势。可惜的是丝印 PJ041K 没查到对应的具体型号。

这个屏蔽壳，看尺寸下面大概率就是 MCU。

拆开之后果然不出所料，里面是一颗封装为 LQFP-48 的 MCU，具体型号不详，旁边还有一颗 SOT23-6 封装的 DC-DC。

先把固定板子的螺丝拆掉，把板子从壳里拿出来。这时候我才明白壳体中间为什么凸起那么高，原来是板子上放了四个很高的电解电容。

这四个电容容量是 270 μF，耐压 80 V。80 V 耐压足以覆盖 12S 电池再加上反向电动势的尖峰。电容品牌是 SAMXON，查了一下是万裕科技集团的产品。注意看，电容顶部也滴了一坨散热凝胶。

而且回想刚拆开外壳时看到的那些散热凝胶，原来我不知道这几个位置是什么元件的引脚，现在才明白，这些是直插电解电容焊接在板子另一面的引脚。真是散热武装到了牙齿。

板子一端是逻辑电路，大多都是阻容器件。

在阻容器件中混着一颗 TI 的芯片，ISO7742DBQR，这是一颗四通道 100 Mbps 数字隔离器。数字隔离器在电调中的隔离信号、保护控制链路等设计里属于常见器件，不过放到这种紧凑功率板上，更考验布局和可靠性。

板子一端还有一个 FPC 排针座。这个座子连接的 FPC 排线引到哪儿了呢？

原来是连接到了这块小板上。

这块板子拆下来一看，原来是灯板，上面焊接了三个 RGB 全彩灯，似乎还是个伪软硬结合板。

去掉灯板之后，看到两个大头螺丝。

拆下来之后才明白为什么要用大头螺丝。这个孔里有防水橡胶圈，大头螺丝拧进去之后，大头就压紧胶圈，从而实现防水。设计这个结构的人，真是把防水做到骨子里了。

那两个大头螺丝是固定什么的？就是为了固定灯板的透明罩子。而且罩子和金属外壳的连接处也打了胶，等于两层防水。

跑题了，回到板子上。我发现有一个比较高的屏蔽壳。这里面究竟是什么呢？拆掉高高的屏蔽壳，里面是一颗 CY0015-DL，这是一颗 1:1 门极驱动耦合变压器。它的背面刚好就是前面说的 Fly-Buck 降压芯片 LM5019MR。通过在 BUCK 拓扑上给电感多做一组隔离绕组，从这个隔离绕组出来的输出，就被隔离了。这个拓扑和反激非常类似。

在 LM5019MR 的手册里能找到这个隔离 Fly-Buck 降压方案。从原理图可以看到，输入端 VIN 为 20V-95V，经过 LM5019 和变压器绕组后，在副边输出两路隔离电压。像这种电机控制板，往往会同时需要一路非隔离主电源，以及一路给驱动侧供电的隔离电源，Fly-Buck 正因为结构简单，在工业电源、电调、新能源控制等场景里越来越常见。

板子背面在 MOS 背面做了大量漏铜，而且可以看到密密麻麻的过孔阵列。为了增加通流能力和过孔均流，很多地方还贴了镀锡铜排。

还看到两个 1210 封装的 MLCC。

这是采样电阻，用的都是 0.5 毫欧，配合板子另一面的 INA240A1 完成相电流采样。

再看一眼底壳，里面也在器件对应位置点了蓝色散热凝胶。根据凝胶厚度可以看出，器件距离外壳还挺远。这么设计的原因，主要是为了避免电容在遇到过压、反接、纹波电流过大、高温、老化等情况时，电解液气化，内部压力迅速升高。此时电容顶部可以通过十字槽快速泄压，降低炸裂、喷液、起火和伤人的风险。一般来说，电容顶部至少要预留 3 mm 空间。

这颗电调做工相当扎实。大疆在功率器件选型和散热设计上的功力是实打实的。他们的无人机能成为行业标杆不是没有原因的，定制芯片、垂直整合、极致散热、极致防水，每一层都有技术壁垒。而比这些硬件壁垒更高的，是飞控算法、电机驱动算法等软实力。再往上，比算法更高的，是掌舵人的眼光和坚持。