STMicroelectronics 3-faset, Motordriver IC, 500 kHz, 64 Ben, FPN 4 V Børsteløs jævnstrømsmotor STSPIN32G4

STSPIN32G4 er en ekstremt integreret og fleksibel motorcontroller til kørsel af 3-fasede børsteløse motorer, som hjælper designere med at vælge den mest egnede kørselstilstand og reducere PCB-arealet og den samlede regning af materialer. Den har en tredobbelt half-bridge gate-driver, der kan drive effekt 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 kan 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 regulator med meget lav hvilestilling bruges, når STSPIN32G4 er i standbytilstand, 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 signalbehandling) 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.