集成了32位MCU电机驱动SoC - 智能电机控制的革新

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Lee_ 发布于:周四, 01/19/2017 - 15:04 ,关键词:

来源:意法半导体IPG公众号

智能工业或工业4.0经常被称作第四次工业革命,它正为万物带来智能,电机控制也不例外:分布式智能、分散式诊断、实时对外部事件通信和灵活适应等都是必须的,除此之外还有对节能的不懈追求。

大家应该还记得之前提到过我们ST推出了一款新型的处理性能强大的智能电机控制单封装芯片组,它就是STSPIN32F0, 今天我们就给大家讲讲这个STSPIN家族新成员。

有了STSPIN32F0,电机控制也开始了第四次工业革命!

关键特性与优势

高性能的三相栅极驱动器
• 600 mA电流能力,可驱动宽范围的功率MOSFET
• 实时可编程的过电流
• 集成自举二极管
• 跨导、欠压和温度保护

集成具有ARM® Cortex®-M0内核的32位STM32F0 MCU
• 48 MHz,4KB SRAM和32KBFlash存储器
• 12位ADC
• 支持1至3个电阻采样FOC算法
• 通信接口:I2C,UART,SPI
• 有完备的开发生态环境

运算放大器和比较器
• 支持无传感器或霍尔传感器,可用于精确控制三相电机,具有高效率

片上产生的供电,可用于MCU、驱动器和外部电路
• 具有最大效率和灵活性

7x7 mm QFN封装
• 使设计紧凑

更加智能的STSPIN电机驱动器

受智能工业、城市和家庭需求的刺激,对更智能、更专业IC的需求增长迅速。得益于意法半导体的核心技术,STSPIN电机驱动器系列加速了这一趋势,它将STM32 32位微控制器的高计算能力和N沟道功率MOSFET三相栅极驱动器共同集成于同一IC。这使设计者能够实现非常精确的电机磁场定向控制、6步无传感器或其它高级驱动算法,包括速度控制环。

集成的运算放大器使高性价比的无传感器或霍尔传感器反馈系统的设计具有最大的灵活性。内部的3.3 V DC-DC降压转换器和12 V LDO线性稳压器,可为MCU、外部电路和栅极驱动器供电,这进一步精简了物料清单,提高了效率。IC可被置于待机模式,这时除了为MCU供电的DC-DC转换器外,所有内部电路都禁用,将功耗降低到最小。

有一系列完备的保护特性,包括过电流、过温、短路保护,这使它成为安全的解决方案,能满足高要求应用,尤其是
工业应用的需要,这也有助于进一步减少外部元件、成本和复杂度。

所有这些都位于小型的7x7 mm QFN封装中,令它非常适合小型设备,确保了最小尺寸。

完美适用于的应用范围

三相BLDC电机可用于高达45V的应用中,如:
• 便携式真空吸尘器
• 风扇
• 无人机和航模
• 电动工具
• 空气净化器
• 工业和教育机器人


开发设计环境

1)产品评估板:STEVAL –SPIN3201
STEVAL –SPIN3201三相无刷直流电机驱动评估板是基于STSPIN320F0和STD140N6F7开发出来的。该评估板可提供一个易于使用且适用于低电压电机驱动应用的解决方案,如电扇、无人机和电动工具。专为有感或无感3电阻采样FOC算法设计的。

特点:

输入电压:8 V to 45 V
• 输出电流高达15 Arms
• 基于STD140N6F7 MOSFET的功率驱动
• 嵌入3.3 V 降压稳压器
• 嵌入12 V LDO 稳压器
• 3电阻采样电流感应
• 数字霍尔传感器和编码器输入
• 过流保护
• 母线电压检测
• 完全支持STM32 PMSM FOC 软件开发套件 (STSW-STM32100)
• 嵌入ST-LINK/V2-1
• 按钮和微调方便调试
• 符合RoHS

2)固件:STSW-SPIN3201,可快速、便捷地评估BLDC磁场定向控制
STSW-SPIN3201是专为STSPIN320F0设计的基于STM32 PMSM FOC Software Development Kit (STSW-STM32100)的固件。
依靠行业标准Cortex®-M core,允许用户评估STSPIN320F0在驱动定向控制中三相永磁电机的性能。

特点:
• 基于STM32 PMSM FOC 软件开发套件
• 3电阻采样拓扑结构
• 无传感操作模式
• 速度和转矩控制
• 支持 STEVAL-SPIN3201评估板
• 可通过ST MC Workbench PC软件进行全定制和实时通信
• 符合固件 ANSI C, MISRA

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