STMicroelectronics 电机驱动芯片

STSPIN32G4 是一款高度集成、高度灵活的电机控制器，它用于驱动三相无刷电机，帮助设计人员选择最合适的驱动模式，并减少 PCB 面积和总体物料清单。它嵌入了一个三重半桥栅极驱动器，能够以 1 A（灌电流和拉电流）的电流能力驱动功率 MOSFET。另外还嵌入了三个自举二极管。由于集成了互锁功能，同一半桥的高侧和低侧开关不能同时进行高电平驱动。附加保护功能由硬件 VDS 监控电路体现，该电路持续监控六个外部 MOSFET 中的每一个，如果在其中一个检测到过压，就会关闭所有栅极驱动器输出。过压阈值通过专用 SCREF 引脚设置。由于集成的灵活电源管理结构能够从电机电源电压 VM 开始生成所有必需的电源，因此该器件实现了完全自供电；只需从外面提供一个电源。配备嵌入式功率 MOSFET 的嵌入式可编程降压稳压器从电机电源电压 VM 开始为栅极驱动器生成电源电压。通过专用配置寄存器，可以选择这四种不同的 VCC 输出值：8 V（默认值）、10 V、12 V 和 15 V。内部高精度低压降线性稳压器 (LDO) 用于从 REGIN 输入电压生成 3.3 V 电源 (VREG3V3)。3.3 V 输出电压为栅极驱动器逻辑和微控制器供电。它受到短路、过载和欠压保护。降压和 LDO 稳压器都可以旁路提供外部 VCC 和 VREG3V3 电源。

当 STSPIN32G4 处于待机模式时，使用额外的超低静态稳压器可将总电流消耗降至 15 μA（典型值）。集成的 MCU (STM32G431VBx3) 基于高性能 32 位 ARM® Cortex® -M4 内核，工作频率高达170 MHz，并具备单精度浮点单元 (FPU)、全套 DSP（数字信号处理）指令和内存保护单元 (MPU)，增强了应用程序的安全性。该微控制器代表了高级电机控制应用的主流选择，这要归功于其丰富而又独特的特性，例如两个快速 12 位 ADC (4 Msps)、四个比较器、三个运算放大器、四个 DAC 通道（2 个外部通道和 2 个内部通道）、一个内部电压参考缓冲器、一个通用的 32 位定时器、两个专用于电机控制的 16 位 PWM 定时器、七个通用的 16 位定时器、一个 16 位低功耗定时器。它还嵌入了具备多种保护机制的高速存储器（128 kB 闪存和 32 kB SRAM）、多达 40 个可用的 GPIO、数学/算术函数加速外设（用于三角函数的 CORDIC 和用于滤波器函数的 FMAC 单元）、主要接口（I2C、SPI、UART 和 CAN）、一套完备的省电模式和一个用于 ADC、DAC、运算放大器和比较器的模拟独立电源输入。这种功能丰富的微控制器可以运行性能极高的电机控制算法，即使对于最具挑战性的运动控制应用，也可以前所未有地选择最合适的控制选项。用户可以对 STSPIN32G4 进行编程，利用一个、两个或三个分流器、更高级的位置或扭矩控制算法或较传统的六步控制模式，来运行无传感器或有传感器的磁场导向控制 (FOC)。STSPIN32G4 还提供全套保护和扩展的温度范围（-40°C 至 +125°C），即使在要求最苛刻的工业应用中，也能确保稳定运行。同时还提供了 SWD 和 JTAG 接口用于微控制器固件编程和调试。最后，借助额外的外部三相驱动器（例如 STDRIVE101），可以从 STSPIN32G4 高效驱动两个独立的三相 BLDC 电机，带来前所未有的 BOM 节省并优化应用。

• 电动机电源电压 5.5 V 至 75 V


• 三相栅极驱动器：

1 A 灌电流/拉电流能力
功率级 MOSFET 的 VDS 监控
集成自举二极管
I2C 可访问配置和状态寄存器，充分匹配应用
防交叉传导

• STM32G431 微控制器，带 32 位 ARM® Cortex®-M4 MCU+FPU 内核：

高达 170 MHz 的时钟频率
CORDIC 数学硬件加速器，用于三角函数
128 kB 闪存，具有专有代码读出保护 (PCROP)、安全存储区、1 kB OTP
32 kB SRAM 存储器，硬件奇偶校验
2 个用于高级电动机控制的时间，16 位，多达 6 个 PWM 通道
8 个通用定时器
2 个 ADC 12 位分辨率 (多达 19 个通道)，转换速率达 4 Msps
4 个 12 位 DAC 通道
4 个超快速轨到轨比较器
3 个轨到轨运算放大器也可用于 PGA 模式
内部高精度电压参考
多达 40 个 GPIO
全套接口：I2C、SPI、UART 和 CAN

• 借助灵活的嵌入式电源管理实现自供电

VCC 降压转换器，高达 200 mA，带可编程输出和嵌入式 MOSFET
3.3 V LDO 线性稳压器，高达 150 mA
低静态线性稳压器，用于在待机期间提供 MCU 电源
全套保护功能：热关断、短路、过载和 UVLO

• 可从相同的 MCU 同时控制 2 个电动机


• 支架