STSPIN32G4TR [STMicroelectronics]

Описание

STSPIN32G4 — это чрезвычайно интегрированный и гибкий контроллер двигателей для управления трёхфазными бесщёточными двигателями, который помогает разработчикам выбрать наиболее подходящий режим управления и сократить площадь печатной платы и общий перечень компонентов.

Он включает в себя тройной полумостовой драйвер затворов, способный управлять силовыми MOSFET-транзисторами с токовой нагрузочной способностью 1 А (на сток и исток). Также интегрированы три диода для цепей подзарядки затворов. Благодаря встроенной функции блокировки верхний и нижний ключи одного и того же полумоста не могут одновременно находиться в состоянии «включено». Дополнительную защиту обеспечивает аппаратная схема мониторинга напряжения VDS, которая постоянно отслеживает каждый из шести внешних MOSFET-транзисторов; при обнаружении превышения напряжения на одном из них все выходы драйвера затворов отключаются. Пороговое значение перенапряжения задаётся через специальный вывод SCREF.

Устройство полностью автономно благодаря встроенной гибкой структуре управления питанием, способной формировать все необходимые напряжения питания, исходя из напряжения питания двигателя VM — единственного напряжения, подаваемого извне. Встроенный программируемый понижающий регулятор с интегрированными силовыми MOSFET-транзисторами формирует напряжение питания для драйверов затворов, используя в качестве входного напряжение питания двигателя VM. Четыре различных значения выходного напряжения VCC (8 В — значение по умолчанию, 10 В, 12 В и 15 В) выбираются посредством специального регистра конфигурации.

Внутренний высокоточный линейный стабилизатор напряжения с малым падением (LDO) используется для формирования напряжения питания 3,3 В (VREG3V3) из входного напряжения REGIN. Выходное напряжение 3,3 В питает как логику драйвера затвора, так и микроконтроллер. Оно защищено от короткого замыкания, перегрузки и пониженного напряжения.

И импульсный преобразователь (buck), и LDO-стабилизатор могут быть обойдены при подаче внешних напряжений VCC и VREG3V3.

Дополнительный стабилизатор с очень низким током покоя используется, когда STSPIN32G4 находится в режиме ожидания, что позволяет снизить общее потребление тока до типичного значения 15 μA.

Интегрированный микроконтроллер (STM32G431VBx3) построен на основе высокопроизводительного 32-разрядного ядра ARM® Cortex®-M4, работающего на частоте до 170 МГц и оснащённого блоком одинарной точности с плавающей запятой (FPU), полным набором инструкций ЦОС (цифровой обработки сигналов) и модулем защиты памяти (MPU), что повышает безопасность приложения.

Этот микроконтроллер представляет собой основной выбор для передовых применений управления двигателями благодаря очень богатому и специализированному набору функций, таких как: два быстрых 12-битных АЦП (4 Мвыб/с), четыре компаратора, три операционных усилителя, четыре канала ЦАП (два внешних и два внутренних), буфер внутреннего опорного напряжения, один универсальный 32-битный таймер, два 16-битных таймера ШИМ, предназначенные для управления двигателем, семь универсальных 16-битных таймеров, один 16-битный энергосберегающий таймер.

Он также включает высокоскоростные запоминающие устройства (128 КБ флеш-памяти и 32 КБ ОЗУ) с несколькими механизмами защиты, до 40 доступных портов ввода/вывода общего назначения (GPIO), периферийные устройства для ускорения математических/арифметических операций (блок CORDIC для тригонометрических функций и блок FMAC для фильтрационных функций), основные интерфейсы (I²C, SPI, UART и CAN), широкий набор режимов энергосбережения, а также отдельный аналоговый источник питания для АЦП, ЦАП, операционных усилителей и компараторов.

Такой функционально насыщенный микроконтроллер позволяет выполнять алгоритмы управления двигателями с очень высокой производительностью, обеспечивая беспрецедентную гибкость при выборе оптимального метода управления даже для самых сложных задач управления движением. Пользователи могут программировать STSPIN32G4 для реализации бесдатчикового или датчикового векторного управления (FOC) с использованием одного, двух или трёх шунтов, более продвинутых алгоритмов управления положением или моментом либо более традиционного шестиступенчатого режима управления.

STSPIN32G4 также оснащён полным набором функций защиты и расширенным температурным диапазоном (от −40 °C до +125 °C), что гарантирует стабильную работу даже в самых требовательных промышленных приложениях. Для программирования и отладки прошивки микроконтроллера предусмотрены интерфейсы SWD и JTAG.