STMicroelectronics EVLSPIN32G4-ACT基于STSPIN32G4的參考設(shè)計(jì)是用于實(shí)施基于STSPIN32G4電機(jī)控制器的下一代智能執(zhí)行器的參考設(shè)計(jì)。STSPIN32G4采用9mm x 9mm VFQFPN封裝，集成了三個(gè)高性能半橋柵極驅(qū)動(dòng)器（具有豐富的可編程特性）和一個(gè)STM32G431混合信號(hào)微控制器。該板設(shè)計(jì)用于驅(qū)動(dòng)高達(dá)5ARMS輸出電流、48V電源輸入的三相無(wú)刷電機(jī)，外觀尺寸非常緊湊 (62mm x 50mm) 但提供的總功率卻達(dá)到250W。可在過(guò)熱、過(guò)壓和過(guò)流情況下監(jiān)控功率級(jí)。電機(jī)繞組電流的檢測(cè)可在三分流或單分流拓?fù)渲g選擇。該板可隨時(shí)用于FOC和6步控制算法，可以使用霍爾傳感器或正交編碼器在無(wú)傳感器和基于傳感器的模式下運(yùn)行。

數(shù)據(jù)手冊(cè)；*附件：STMicroelectronics EVLSPIN32G4-ACT基于STSPIN32G4的參考設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

得益于與STWIN.box開(kāi)發(fā)套件的順暢連接以及完整的軟件和固件生態(tài)系統(tǒng)，該電機(jī)逆變器具備有線和無(wú)線連接（RS485、UART、USB、CAN和低功耗藍(lán)牙、Wi-Fi?與和NFC）、各種慣性終端環(huán)境傳感器（加速度計(jì)、陀螺儀、傾角儀、磁力計(jì)、濕度、溫度和壓力）以及板載數(shù)據(jù)（microSD?卡）。EVLSPIN32G4-ACT非常適合用于尖端的電機(jī)控制解決方案，如物聯(lián)網(wǎng)、狀態(tài)監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)性維護(hù)。

特性

• 功率級(jí)基于STL60N10F7功率MOSFET，輸出電流高達(dá)5A RMS ，具有過(guò)流保護(hù)功能
• 總線電壓范圍為10V至48V，具有專用監(jiān)控功能
• STSPIN32G4高性能三相電機(jī)控制器，帶嵌入式STSPIN32G431 MCU
• CAN總線預(yù)處理
• 輸入，用于通過(guò)數(shù)字霍爾傳感器或增量正交編碼器進(jìn)行速度/位置反饋
• 使用嵌入式運(yùn)算放大器進(jìn)行三分流或單分流差分電流檢測(cè)
• NTC傳感器，用于功率級(jí)溫度監(jiān)控
• 連接STWIN.box和外部傳感器板的接口

概覽

STSPIN32G4智能驅(qū)動(dòng)器技術(shù)解析：面向下一代智能執(zhí)行器的完整解決方案

一、產(chǎn)品概述與核心特性

?STSPIN32G4參考設(shè)計(jì)?是基于STSPIN32G4系統(tǒng)級(jí)封裝的完整解決方案，專為新一代智能執(zhí)行器而設(shè)計(jì)。該產(chǎn)品在9x9mm VFQFPN封裝中集成了三相高性能半橋門極驅(qū)動(dòng)器與混合信號(hào)STM32G431微控制器，提供了一個(gè)高度集成的電機(jī)控制系統(tǒng)。

? 主要技術(shù)亮點(diǎn)： ?

• ?功率級(jí)設(shè)計(jì)?：采用STL60N10F7功率MOSFET，輸出電流最高達(dá)5A RMS，具備過(guò)流保護(hù)功能
• ?寬電壓輸入?：工作電壓范圍10V至48V，配備專用電壓監(jiān)控電路
• ?靈活電流檢測(cè)?：支持三路并聯(lián)或單路差分電流檢測(cè)，使用嵌入式運(yùn)算放大器
• ?多功能反饋接口?：支持?jǐn)?shù)字霍爾傳感器或增量正交編碼器的速度/位置反饋
• ?豐富通信接口?：預(yù)置CAN總線接口，兼容STWIN.box和外部傳感器板
• ?完善監(jiān)測(cè)保護(hù)?：配備NTC傳感器用于功率級(jí)溫度監(jiān)控

二、系統(tǒng)架構(gòu)與技術(shù)規(guī)格

2.1 關(guān)鍵性能參數(shù)

根據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)規(guī)格，該參考設(shè)計(jì)的主要技術(shù)指標(biāo)如下：

? 電氣參數(shù)： ?

• ?輸入電壓范圍?：10V - 48V
• ?輸出電流能力?：連續(xù)工作電流5A RMS，峰值電流7A
• ?輸出功率?：最大250W（環(huán)境溫度25°C條件下）
• ?封裝尺寸?：62mm × 50mm緊湊型設(shè)計(jì)

2.2 核心控制器架構(gòu)

?STSPIN32G4系統(tǒng)級(jí)封裝?構(gòu)成了該設(shè)計(jì)的核心，其架構(gòu)優(yōu)勢(shì)包括：

• ?高度集成?：將門極驅(qū)動(dòng)器與STM32G431 MCU集成于單一封裝
• ?可編程特性?：提供豐富的可編程功能配置
• ?多種控制算法?：支持FOC（磁場(chǎng)定向控制）和6步控制算法
• ?運(yùn)行模式靈活?：可工作在無(wú)傳感器和基于傳感器的多種模式

三、硬件設(shè)計(jì)深度解析

3.1 電源管理架構(gòu)

系統(tǒng)采用?四級(jí)電源管理方案?：

1. ?主電源輸入?：通過(guò)FASTON連接器提供10-48V直流輸入
2. ?降壓穩(wěn)壓?：ST1S14PHR步降開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器提供穩(wěn)定供電
3. ?電容濾波網(wǎng)絡(luò)?：包含多級(jí)陶瓷電容和電解電容，確保電源質(zhì)量
4. ?電源監(jiān)測(cè)?：實(shí)時(shí)監(jiān)控總線電壓，提供過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)

3.2 功率級(jí)設(shè)計(jì)

? MOSFET選型與布局： ?

• 采用6個(gè)STL60N10F7 N溝道功率MOSFET
• 典型導(dǎo)通電阻14.5mΩ，耐壓100V，額定電流12A
• 采用STripFET F7 DeepGATE技術(shù)，優(yōu)化開(kāi)關(guān)性能

3.3 傳感檢測(cè)系統(tǒng)

系統(tǒng)提供?雙重電流檢測(cè)拓?fù)?/strong>?：

• ?三并聯(lián)檢測(cè)?：通過(guò)三個(gè)獨(dú)立的檢測(cè)電阻實(shí)現(xiàn)精確相電流測(cè)量
• ?單路差分檢測(cè)?：使用嵌入式運(yùn)放實(shí)現(xiàn)高精度電流重構(gòu)

四、應(yīng)用場(chǎng)景與技術(shù)優(yōu)勢(shì)

4.1 目標(biāo)應(yīng)用領(lǐng)域

? 工業(yè)與家居自動(dòng)化： ?

• 伺服驅(qū)動(dòng)器和電動(dòng)自行車
• 服務(wù)和自動(dòng)化機(jī)器人
• 真空吸塵器、烘干機(jī)和清潔機(jī)器人

? 專業(yè)工具與設(shè)備： ?

• 電動(dòng)工具和園林工具
• 泵和風(fēng)扇系統(tǒng)
• 無(wú)人機(jī)和航空模型

4.2 智能功能特性

? 物聯(lián)網(wǎng)與預(yù)測(cè)性維護(hù)能力： ?

• ?有線無(wú)線連接?：支持RS485、UART、USB、CAN、BLE、Wi-Fi、NFC
• ?多傳感器集成?：加速度計(jì)、陀螺儀、傾角計(jì)、磁力計(jì)、溫濕度、壓力傳感器
• ?數(shù)據(jù)存儲(chǔ)?：板載microSD卡支持?jǐn)?shù)據(jù)記錄
• ?狀態(tài)監(jiān)測(cè)?：實(shí)現(xiàn)設(shè)備健康狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控

五、開(kāi)發(fā)支持與生態(tài)系統(tǒng)

5.1 STWIN.box集成

通過(guò)與?STWIN.box開(kāi)發(fā)套件?的無(wú)縫對(duì)接，系統(tǒng)獲得：

• 完整的軟件和固件生態(tài)系統(tǒng)支持
• 快速原型開(kāi)發(fā)和系統(tǒng)驗(yàn)證能力
• 豐富的外設(shè)擴(kuò)展接口

六、設(shè)計(jì)參考價(jià)值

該參考設(shè)計(jì)為工程師提供了?完整的實(shí)現(xiàn)藍(lán)圖?：

• ?詳細(xì)物料清單?：包含75個(gè)關(guān)鍵組件的完整規(guī)格信息
• ?四部分電路原理圖?：詳細(xì)展示控制器、功率級(jí)、傳感和接口設(shè)計(jì)
• ?PCB布局指導(dǎo)?：緊湊型62mm×50mm布局方案