STSPIN32G4, Motor Driver

STSPIN32G4 er en ekstremt integreret og fleksibel motorkontroller til at drive 3-fasede børsteløse motorer, hvilket hjælper designere med at vælge den mest velegnede driftstilstand og reducere printkortets område og den samlede materialeoversigt. Den har en tredobbelt half-bridge gate-driver, der kan drive strøm MOSFET'er med en strømkapacitet på 1 A (sink og kilde). Der er også indlejret tre bootstrap-dioder. Høj- og lav-side-kontakterne på samme halvbro kan ikke drives højt på samme tid takket være en integreret låsefunktion. En ekstra beskyttelsesfunktion repræsenteres af hardware VDS-overvågningskredsløb, der konstant overvåger hver af de seks eksterne MOSFET'er, og i tilfælde af, at en overspænding registreres på en af dem, slukker alle gate driver-udgange. Overspændingstærsklen indstilles via et dedikeret SCREF-ben. Enheden er fuldt selvforsyende takket være en integreret fleksibel strømstyringsstruktur, der er i stand til at generere alle nødvendige forsyninger fra motorens forsyningsspænding, VM, den eneste, der leveres udefra. En integreret programmerbar buck-regulator med integreret effekt-MOSFET genererer forsyningsspændingen til gate-drivere fra motorens forsyningsspænding VM. Fire forskellige VCC-udgangsværdier kan vælges via et dedikeret konfigurationsregister, 8 V (standardværdi), 10 V, 12 V og 15 V. En intern højpræcisions lineær regulator med lavt fald (LDO) bruges til at generere 3,3 V strømforsyning (VREG3V3) fra REGIN indgangsspændingen. 3,3 V udgangsspænding forsyner både gate driver-logikken og mikrokontrolleren. Den er beskyttet mod kortslutning, overbelastning og underspænding. Både buck- og LDO-regulatorerne kan omgås og giver ekstern VCC- og VREG3V3-forsyninger.

En ekstra meget lav hvileregulator bruges, når STSPIN32G4 er i standby-tilstand, hvilket gør det muligt at reducere det samlede strømforbrug ned til 15 μA typisk. Den integrerede MCU (STM32G431VBx3) er baseret på den højtydende 32-bit ARM® Cortex®-M4-kerne, der fungerer ved en frekvens på op til 170 MHz og har en enkelt præcisions flydende enhed (FPU), fuldt sæt af DSP (Digital Signal Processing) instruktioner og en hukommelsesbeskyttelsesenhed (MPU), som forbedrer anvendelsens sikkerhed. Denne mikrokontroller er det vigtigste valg til avancerede motorstyringsanvendelser takket være det meget rige og specifikke sæt af funktioner som f.eks.: to hurtige 12-bit ADC'er (4 Msps), fire komparatorer, tre operationsforstærkere, fire DAC-kanaler (2 eksterne og 2 interne), en intern spændingsreferencebuffer, en allround 32-bit timer, to 16-bit PWM timere dedikeret til motorstyring, syv allround 16-bit timere, en 16-bit laveffekts timer. Den integrerer også højhastighedshukommelser (128 kB flash-hukommelse og 32 kB SRAM) med flere beskyttelsesmekanismer, op til 40 tilgængelige GPIO'er, eksterne enheder til acceleration af matematiske/aritmetiske funktioner (CORDIC til trigonometriske funktioner og FMAC-enhed til filterfunktioner), hovedinterfaces (I2C, SPI, UART og CAN), et omfattende sæt strømbesparende tilstande og en analog uafhængig strømforsyningsindgang til ADC'er, DAC'er, operationelle forstærkere og komparatorer. En sådan funktionsrig mikrokontroller gør det muligt at køre meget højtydende motorstyringsalgoritmer, der giver en hidtil uset fleksibilitet ved valg af den bedste styring, selv til de mest udfordrende bevægelsesstyringsanvendelser. Brugere kan programmere STSPIN32G4 til at køre sensorløs eller sensoriseret Field Oriented Control (FOC) med en, to eller tre shunts, mere avancerede position- eller drejningsmomentstyringsalgoritmer eller mere traditionel seks-trins kontroltilstand. STSPIN32G4 har også det komplette beskyttelsessæt og et udvidet temperaturområde (-40 °C til +125 °C), hvilket garanterer stabil drift selv i de mest krævende industrielle anvendelser. Både SWD- og JTAG-grænseflader leveres til programmering og debugging af mikrocontroller-firmware. Endelig kan to uafhængige 3-fasede BLDC-motorer med en ekstra ekstern 3-faset driver (som f.eks. STDRIVE101) drives effektivt fra STSPIN32G4, hvilket giver en hidtil uset BOM-besparelse og optimering af anvendelsen.

• Motorforsyningsspænding fra 5,5 V til 75 V


• 3-fasede gate-drivere:

1 A sink-/kilde-strømkapacitet
VDS-overvågning af effekttrins MOSFET'er
Integreret bootstrap-diode
I2C tilgængelig konfiguration og statusregistre for den bedste anvendelse
Forebyggelse af krydskabelighed

• STM32G431 mikrokontroller med 32-bit ARM® Cortex®-M4 MCU+FPU-kerne:

Op til 170 MHz clock-frekvens
CORDIC matematisk hardwareaccelerator til trigonometriske funktioner
128 kB flash-hukommelse med egenudviklet kodeaflæsningsbeskyttelse (PCROP), hukommelsesområde, der kan sikres, 1 kB OTP
32 kB SRAM-hukommelse med HW paritetstjek
2 x avancerede tider til motorstyring, 16-bit med op til 6 x PWM-kanaler
8 x allround timere
2 x ADC'er 12-bit opløsning (op til 19 kanaler) med 4 Msps konverteringshastighed
4 x 12-bit DAC-kanaler
4 x ultrahurtige skinne-til-skinne komparatorer
3 x skinne-til-skinne operationsforstærkere kan bruges også i PGA-tilstand
Intern højpræcisions spændingsreference
Op til 40 GPIO'er
Komplet sæt af interfaces: I2C, SPI, UART og CAN

• Selvforsyning takket være integreret fleksibel strømstyring

VCC buck-konverter op til 200 mA, med programmerbar udgang og integreret MOSFET
3,3 V LDO lineær regulator op til 150 mA
Lineær regulator med lav hvilestilling til MCU-strømforsyning under standby
Komplet sæt af beskyttelsesfunktioner: termisk nedlukning, kortslutning, overbelastning og UVLO

• Mulighed for at styre 2 motorer samtidigt fra samme MCU


• Stativ