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，集成了三個高性能半橋柵極驅(qū)動器（具有豐富的可編程特性）和一個STM32G431混合信號微控制器。該板設(shè)計(jì)用于驅(qū)動高達(dá)5ARMS輸出電流、48V電源輸入的三相無刷電機(jī)，外觀尺寸非常緊湊 (62mm x 50mm) 但提供的總功率卻達(dá)到250W?？稍谶^熱、過壓和過流情況下監(jiān)控功率級。電機(jī)繞組電流的檢測可在三分流或單分流拓?fù)渲g選擇。該板可隨時用于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傳感器和基于傳感器的模式下運(yùn)行。

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

得益于與STWIN.box開發(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)測和預(yù)測性維護(hù)。

特性

• 功率級基于STL60N10F7功率MOSFET，輸出電流高達(dá)5A RMS ，具有過流保護(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
• NTC傳感器，用于功率級溫度監(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)動器與混合信號STM32G431微控制器，提供了一個高度集成的電機(jī)控制系統(tǒng)。

? 主要技術(shù)亮點(diǎn)： ?

• ?功率級設(shè)計(jì)?：采用STL60N10F7功率MOSFET，輸出電流最高達(dá)5A RMS，具備過流保護(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?：支持三路并聯(lián)或單路差分電流檢測，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)測保護(hù)?：配備NTC傳感器用于功率級溫度監(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)級封裝?構(gòu)成了該設(shè)計(jì)的核心，其架構(gòu)優(yōu)勢包括：

• ?高度集成?：將門極驅(qū)動器與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（磁場定向控制）和6步控制算法
• ?運(yùn)行模式靈活?：可工作在無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?四級電源管理方案?：

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

3.2 功率級設(shè)計(jì)

? MOSFET選型與布局： ?

• 采用6個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)化開關(guān)性能

3.3 傳感檢測系統(tǒng)

系統(tǒng)提供?雙重電流檢測拓?fù)?/strong>?：

• ?三并聯(lián)檢測?：通過三個獨(dú)立的檢測電阻實(shí)現(xiàn)精確相電流測量
• ?單路差分檢測?：使用嵌入式運(yùn)放實(shí)現(xiàn)高精度電流重構(gòu)

四、應(yīng)用場景與技術(shù)優(yōu)勢

4.1 目標(biāo)應(yīng)用領(lǐng)域

? 工業(yè)與家居自動化： ?

• 伺服驅(qū)動器和電動自行車
• 服務(wù)和自動化機(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： ?

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

4.2 智能功能特性

? 物聯(lián)網(wǎng)與預(yù)測性維護(hù)能力： ?

• ?有線無線連接?：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?：板載microSD卡支持?jǐn)?shù)據(jù)記錄
• ?狀態(tài)監(jiān)測?：實(shí)現(xiàn)設(shè)備健康狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)控

五、開發(fā)支持與生態(tài)系統(tǒng)

5.1 STWIN.box集成

通過與?STWIN.box開發(fā)套件?的無縫對接，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、傳感和接口設(shè)計(jì)
• ?PCB布局指導(dǎo)?：緊湊型62mm×50mm布局方案