Ovladač motoru STSPIN32G4

Model STSPIN32G4 je mimořádně integrovaný a flexibilní regulátor motoru pro pohon 3fázových bezkomutátorových motorů, který pomáhá návrhářům při výběru nejvhodnějšího režimu pohonu a snižuje plochu PCB a celkovou hodnotu materiálů. Obsahuje trojitý ovladač hradla s polovičním můstkem, který je schopen pohonnout napájecí tranzistory MOSFET s kapacitou proudu 1 A (sink a zdroj). Vestavěné jsou také tři bootstrap diody. Díky integrované funkci blokování nelze spínače pro vysokou a nízkou stranu stejného polovičního můstku pohánět současně vysoko. Další ochrannou funkcí je obvod hardwarového monitorování VDS, který neustále sleduje každý ze šesti externích tranzistorů MOSFET a v případě detekce přepětí v jednom z nich vypne všechny výstupy ovladače hradla. Prahová hodnota přepětí je nastavena pomocí vyhrazeného kolíku SCREF. Zařízení je plně samoobslužné díky integrované flexibilní struktuře řízení napájení, která je schopna generovat všechny požadované napájení od napájecího napětí motoru, VM, což je jediný napájecí napětí, které může být dodáno zvenčí. Integrovaný programovatelný buck regulátor s integrovaným výkonovým tranzistorem MOSFET generuje napájecí napětí pro ovladače hradla od napájecího napětí motoru VM. Čtyři různé výstupní hodnoty VCC lze zvolit prostřednictvím vyhrazeného konfiguračního registru, 8 V (výchozí hodnota), 10 V, 12 V a 15 V. Interní vysoce přesný lineární regulátor s nízkým poklesem (LDO) se používá k generování napájecího napětí 3,3 V (VREG3V3) od vstupního napětí REGIN. Výstupní napětí 3,3 V napájí logiku ovladače hradla i mikrokontrolér. Je chráněn proti zkratu, přetížení a podnapětí. Regulátory buck a LDO lze obejít a zajistit externí napájení VCC a VREG3V3.

Když je zařízení STSPIN32G4 v pohotovostním režimu, používá se dodatečný regulátor s velmi nízkou klidovou hodnotou, který umožňuje snížit celkovou spotřebu proudu na typickou hodnotu 15 μA. Integrovaný MCU (STM32G431VBx3) je založen na vysoce výkonném 32bitovém jádru ARM® Cortex®-M4, který pracuje při frekvenci až 170 MHz a je vybaven přesnou jednotkou s plovoucí tečkou (FPU), kompletní sadou instrukcí DSP (Digital Signal Processing) a paměťovou ochrannou jednotkou (MPU), která zvyšuje bezpečnost aplikace. Tento mikrokontrolér představuje hlavní volbu pro pokročilé aplikace řízení motorů díky velmi bohaté a specifické sadě funkcí, jako jsou: dva rychlé 12bitové ADC (4 Msps), čtyři komparátory, tři operační zesilovače, čtyři kanály DAC (2 externí a 2 interní), interní referenční buffer napětí, jeden univerzální 32bitový časovač, dva 16bitové časovače PWM určené pro řízení motoru, sedm univerzálních 16bitových časovačů, jeden 16bitový časovač s nízkou spotřebou energie. Zahrnuje také vysokorychlostní paměti (128 kB paměti Flash a 32 kB paměti SRAM) s několika ochrannými mechanismy, až 40 dostupných GPIO, periferní zařízení pro akceleraci matematických/aritmetických funkcí (CORDIC pro trigonometrické funkce a jednotka FMAC pro funkce filtru), hlavní rozhraní (I2C, SPI, UART a CAN), komplexní soubor režimů úspory energie a nezávislý analogový vstup napájení pro ADC, DAC, operační zesilovače a komparátory. Takový bohatý mikrokontrolér umožňuje spouštění velmi vysoce výkonných algoritmů řízení motoru, které nabízejí nebývalou flexibilitu při výběru nejlepší volby řízení i pro nejnáročnější aplikace řízení pohybu. Uživatelé mohou naprogramovat STSPIN32G4 tak, aby spustil bezsenzorové nebo senzorové řízení orientované na pole (FOC) s jedním, dvěma nebo třemi shunty, pokročilejšími algoritmy řízení polohy nebo točivého momentu nebo tradičnějším šestistupňovým režimem řízení. STSPIN32G4 má také kompletní sadu ochranných prvků a prodloužený rozsah teplot (-40 °C až +125 °C), což zaručuje stabilní provoz i v těch nejnáročnějších průmyslových aplikacích. Rozhraní SWD i JTAG jsou k dispozici pro programování a ladění firmwaru mikrokontroléru. Díky dalšímu externímu třífázovému ovladači (např. STDRIVE101) lze ze zařízení STSPIN32G4 efektivně pohánět dva nezávislé 3fázové motory BLDC, což nabízí nebývalé úspory BOM a optimalizaci aplikace.

• Napájecí napětí motoru 5,5 až 75 V


• Třífázové ovladače hradla:

Proudová kapacita 1 A při spájení/zdroji
Monitorování VDS tranzistorů MOSFET výkonového stupně
Integrovaná bootstrapová dioda
I2C přístupná konfigurace a stavové registry pro nejlepší kompatibilitu aplikace
Prevence křížového vedení

• Mikrokontrolér STM32G431 s 32bitovým jádrem ARM® Cortex®-M4 MCU + FPU:

Frekvence hodin až 170 MHz
Matematický hardwarový akcelerátor CORDIC pro trigonometrické funkce
Paměť Flash 128 kB s proprietární ochranou při čtení kódu (PCROP), zabezpečitelná paměťová oblast, 1 kB OTP
Paměť SRAM 32 kB s kontrolou parity HW
2x pokročilé časy pro řízení motoru, 16bitové s až 6x kanály PWM
8x univerzální časovače
2x ADC s 12bitovým rozlišením (až 19 kanálů) a převodní rychlostí 4 Msps
4 x 12bitový kanál DAC
4x mimořádně rychlé komparátory rail-to-rail
Možnost použití 3 x operačních zesilovačů Rail-to-Rail i v režimu PGA
Interní vysoce přesná referenční napětí
Až 40 GPIO
Kompletní sada rozhraní: I2C, SPI, UART a CAN

• Samozásobení díky vestavěné flexibilní správě napájení

Zvyšující měnič VCC až 200 mA s programovatelným výstupem a integrovaným tranzistorem MOSFET
Lineární regulátor LDO 3,3 V až 150 mA
Nízký lineární regulátor klidu pro napájení MCU v pohotovostním režimu
Kompletní sada ochranných funkcí: tepelné vypnutí, zkratu, přetížení a UVLO

• Možnost ovládání 2 motorů současně ze stejné jednotky MCU


• Stojan