? 電機已經深入到人們生活的每個角落。從小型消費品到大型工業(yè)設備,風扇、泵、電動工具、吸塵器、洗衣機、空調、冰箱、汽車、機床、機器人等等都需要電機來提供驅動力。
更高效的電機
電動機是一種將電能轉化為機械能的裝置。在能量轉化過程中降低損耗,提升系統(tǒng)的效率是電動機控制、電動機驅動和電機設計中的永恒主題。 隨著碳排放達成共識和環(huán)境革命的到來,電機控制需要工業(yè)電機和驅動器不斷提高效率,降低成本,提高一體化水平,支持新技術進入市場,并提高安全性和可靠性。
為了提高電機系統(tǒng)的效率,電機控制技術大有可為。通過采用性能更高、集成度更高的半導體器件,功能強大且安全的微控制器,更智能的傳感器,結合更優(yōu)化的軟件算法,可實現提升效率、降低損耗的目的。
更智能的電機
電機智能化是實現智能工業(yè)的重要一環(huán)。電機控制的智能化可以從兩個方面來實現。 擴展感知范圍,在電機控制方案中加入更多傳感器,如振動傳感器,通過振動來監(jiān)測電機的運行狀態(tài),在發(fā)生故障之前提前感知,并進行維護或者自動修復。 采用針對電機控制優(yōu)化的MCU,并且添加豐富的外設功能,如高速ADC、柵極驅動器、電源模塊,及電機控制PWM等等;而在軟件方面,可以加入更多的AI算法,比如環(huán)境感知信息的處理算法、自身參數的識別算法等。
ST深耕工業(yè)電機控制市場超過20年,從傳統(tǒng)耐用可靠的電機控制方案到現代高效智能的電機控制方案,ST能夠提供性能強大的STM32 MCU、MPU和面向STM32一站式的電機控制解決方案;此外,完善的生態(tài)系統(tǒng)(包括一系列的評估板,參考設計,固件和開發(fā)工具鏈),將簡化工業(yè)電機控制系統(tǒng)設計,加快產品上市。
為電機控制而優(yōu)化的STM32 MCU
針對電機控制市場,ST定義了一系列具有競爭力的MCU產品,支持從入門級到主流應用,以及面向高端市場的電機控制需求:
可平替8位/16位MCU的STM32C0系列
基于Arm Cortex-M0+ 內核,主頻48 MHz,采用90nm工藝,讓用戶以低于8位MCU的普惠價格,擁有32位MCU的性能,不僅可讓開發(fā)人員事半功倍,還將在8位/16位微控制器的典型應用領域開疆拓土。STM32C0提供9種微型封裝,從最小的SO8N到最大的LQFP48,從8pin到48pin。新上市的STM32C071還將引腳拓展至64pin,并擁有128 KB 閃存和 24 KB 的 RAM,內存配置翻了兩番,同時配有無晶振 USB 控制器,可簡化BOM、降低PCB布局的復雜性;額外的 SPI / I2C 接口和 32 位定時器,不僅為開發(fā)者提供降本增效的可能,還確保了STM32C071和STM32G0之間的引腳兼容性,為未來可能的產品移植提供便利。 STM32C0系列面向價格敏感的入門級電機控制類應用,如小家用、工業(yè)泵類、風扇控制等。
入門級STM32G0系列
基于64MHz Arm Cortex-M0+內核,該系列具有高效、簡單、堅固耐用的特點,為高效微控制器必須具備的功能設定了新的定義。它內置12位ADC、DAC和比較器以及內置精確的內部時鐘,以最小的BOM成本和最大的升級靈活性實現設計目標,讓用戶的投資物超所值。另外,它在傳統(tǒng)的8位和16位市場中具有很強的競爭力,幫用戶省去了管理不同架構的需求,并節(jié)省相關的開發(fā)費用。 STM32G0系列非常適合入門級電機控制類應用,如家用空調風機、冷柜壓縮機、家用油煙機、高速電吹風、吸塵器、電動車控制器等。
主流STM32G4系列
? 基于170MHz Arm Cortex-M4內核,支持FPU和DSP指令,以及三種不同的硬件加速器:ART Accelerator可針對控制回路進行優(yōu)化加速、CCM-SRAM程序執(zhí)行加速器,以及數學運算加速器。該系列還提供豐富的高級模擬外設,內置高達5個12位ADC、7個12位DAC、7個高速比較器和6個可編程運算放大器,集成了用于三相逆變器和全橋轉換器驅動器的先進電機控制定時器。同時,該系列與STM32F3系列高度兼容,確保用戶在設計不同性能等級的衍生應用時提供卓越的效率。 STM32G4系列非常適合主流電機控制類應用,如變頻家用或中央空調、變頻冰箱、高端智能洗衣機、電動工具、高端電動車等。
兼具高性能和安全性的STM32H5系列
? 基于強大的Arm Cortex-M33內核 ,運行頻率高達250 MHz,從最基本的安全構建模塊到ST維護的安全認證服務,提供可擴展的安全性,滿足所有應用需求。STM32H5系列基于ST先進的40nm工藝,實現更優(yōu)化的性價比平衡,提供豐富的內存,外設和封裝選擇,給用戶帶來更強勁的性能和安全性,提供更多設計自由,加快產品上市。 STM32H5延續(xù)STM32現有生態(tài)系統(tǒng),有助于開發(fā)者輕松實現各類開發(fā)應用,還新增了一些特有的新功能,例如I3C通信接口,Secure manager,器件生命周期管理。適用的應用場景包括:智能家居,如空調系統(tǒng)、冰箱、報警系統(tǒng);工廠自動化,如PLC、電機控制、工業(yè)泵;智能城市的通信網關、燈光控制、能量轉換;以及鍵盤、跟蹤裝置、醫(yī)療配件等消費類應用。
面向高端應用的STM32H7系列
基于Arm Cortex-M7內核,運行頻率高達600 MHz。具有單核和雙核版本 (Cortex-M7 + Cortex-M4),獲得了基于Cortex-M的微控制器行業(yè)迄今最高的基準測試分數,高達3224 CoreMark。它具有出色的內存可擴展和靈活性,內置從64 KB到2 MB不等的嵌入式Flash存儲器,564 KB到1.4 MB的嵌入式SRAM,以及高達200 MHz的超快外部存儲器接口。 STM32H7系列為開發(fā)人員提供了更高的自由度,以適應未來最終用戶對豐富、互聯、強大和安全應用的需求,并滿足不斷變化的市場要求。
ST電機控制完整解決方案
除MCU產品外,ST還提供一系列面向不同終端應用的解決方案,包括家用電器、通用電機伺服控制以及電動工具類應用,為客戶提供從控制器到驅動器及傳感器的開箱即用軟硬件集成方案。 ?
STM32 電機控制軟件及生態(tài)支持
從硬件開發(fā)板、軟件工具和嵌入式軟件,到培訓資源和文檔,STM32生態(tài)系統(tǒng)可全方位簡化電機控制應用的開發(fā):
豐富的STM32/STM8(32位/8位)MCU產品組合,工業(yè)級,支持電機控制需求
針對電機應用量身打造的數字和模擬外設
各種嵌入式特性(在MC-SDK中提供)滿足不同的應用需求
獲取軟硬件資源
通過軟硬件開發(fā)工具的配合,ST為客戶提供從硬件初始化到最終產品量產的全開發(fā)流程支持。用戶可以通過訪問STM32 MCU & MPU Eval Tools - STMicroelectronics查詢相關硬件參考板,訪問ST-MC-SUITE - Online Motor Control solution finder for STM32 and STM8 products - STMicroelectronics了解相關軟件資源資源。
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