基於意法半導體STSPIN32F0B的低壓無刷電動工具解決方案

這款三相無刷電機驅動器代表了由2S至6S電池組提供的無繩電動工具應用的即用型解決方案。它使開發人員擺脫了複雜的設計考慮因素,包括尺寸限制、熱管理、運行和待機效率,以及可靠、高性能運行所需的控制和反饋機制。

該設計基於高度集成的STSPIN32F0B系統級封裝,能夠以各種模式驅動三相無刷電機。該元件嵌入了一個STM32微控制器,該微控制器具有專用程式,可隨時運行磁場定向控制、6步無感測器和其他高級驅動演算法、一個由內部LDO內部穩壓器提供的三重半橋柵極驅動器、一個DC/DC降壓轉換器(帶有外部STPS0560Z Schottky整流器),可提供適合為MCU和外部元件供電的3.3 V電壓。集成運算放大器可確保信號調理,而具有可程式設計閾值的比較器可提供可配置的過流保護。功率級 STL180N6F7 N 溝道功率 MOSFET 可確保極低的開關損耗,再加上高電流能力和低熱阻,可在緊湊的表面貼裝 PowerFLAT 5x6 封裝中實現高效可靠的電機驅動操作。

板卡接口包括一個代表電動工具觸發器的開關、另一個用於電機旋轉方向的開關和一個用於目標速度調節的電位器,所有這些都可以由外部輸入代替。 SWD 接口可用於 STSPIN32F0B 代碼調試,程式更新通過 UART 執行。 STSW-PTOOL1V1 程式即插即用,可用於具有霍爾效應傳感器反饋的 6 步電機控制,並且該板包括 BEMF 傳感電路以及有傳感器和無傳感器 FOC 的安裝選項。

主要元件介紹:

STSPIN32F0B - 採用STM32 MCU的先進無刷直流控制器

該控制器將ARM Cortex-M0 MCU與許多電源元件集成在一起,以實現更小、更高效的電動工具和類似的電池供電解決方案,以及設計靈活性,允許使用有感測器或無感測器反饋的不同控制技術。

STL130N8F7 - 功率 MOSFET 採用功率功率板 5x6 封裝

這款 N 溝道功率 MOSFET 具有非常低的導通電阻,可確保在小尺寸內實現高效的功率級,並具有良好的熱特性,適合潛在的熱功率工具應用。

STPS0560Z - 功率肖特基整流器

這款肖特基整流器採用微型 SOD-123 封裝,可為為 MCU 和外部元件供電的 3.3V DC-DC 降壓轉換器級提供極快的開關和可忽略不計的開關損耗。

►場景應用圖

►展示板照片

►方案方塊圖

►核心技術優勢

整合元件STSPIN32F0B(MCU與許多電源元件集成在一起) 擺脫了複雜的設計考慮因素,包括尺寸限制、熱管理、運行和待機效率,以及可靠、高性能運行所需的控制和反饋機制 完善的程式,易於調校的軟體工具及使用介面

►方案規格

支持 7 - 45 V 電機額定電壓 推薦用於 2S 至 6S 電池供電的電動工具 輸出電流高達 15 A 專為單分流應用量身定制的高級三相電機控制器 超低待機電流低於 1μA 用於改善功耗的散熱器 極其緊湊的佔地面積(70 毫米 x 30 毫米) 霍爾效應傳感器和編碼器的輸入連接器 通過帶有霍爾效應傳感器反饋的六步程式實現即插即用功能 通過專用 BEMF 傳感電路實現六步無傳感器控制 無傳感器/有傳感器磁場定向控制 通過外部微調器進行速度調節 保護:熱關斷、低電壓誤工作防止功能(Under Voltage LockOut, UVLO)、過流和功率級輸出的反向偏置(reverse biasing) SWD 調試接口和通過 UART 的直接程式更新 (DFU)

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