Driver moteur Non Triphasé STMicroelectronics 500 kHz 64 broches FPN 4V Moteur sans balais c.c. STSPIN32G4

Contrôleur de moteur triphasé hautes performances avec microcontrôleur STM32G4 intégré

Le STSPIN32G4 est un contrôleur de moteur extrêmement intégré et flexible pour piloter des moteurs brushless triphasés, aidant les concepteurs à choisir le mode de pilotage le plus adapté et réduisant la surface de circuit imprimé et la facture de matériaux globale. Il intègre un driver de grille à demi-pont triple capable de piloter des transistors MOSFET de puissance avec une capacité de courant de 1 A (dissipateur et source). Trois diodes d'amorçage sont également intégrées. Les commutateurs haut et bas du même demi-pont ne peuvent pas être commandés simultanément en haut grâce à une fonction de verrouillage intégrée. Une fonction de protection supplémentaire est représentée par le circuit de surveillance VDS matériel qui surveille en permanence chacun des six transistors MOSFET externes et, en cas de surtension détectée sur l'un d'entre eux, désactive toutes les sorties de driver de grille. Le seuil de surtension est réglé par une broche SCREF dédiée. Le dispositif est entièrement auto-alimenté grâce à une structure de gestion de l'alimentation flexible intégrée capable de générer toutes les alimentations nécessaires à partir de la tension d'alimentation du moteur, VM ; la seule à être fournie de l'extérieur. Un régulateur abaisseur programmable intégré, avec transistor MOSFET de puissance intégré, génère la tension d'alimentation pour les drivers de grille à partir de la tension d'alimentation du moteur VM.

• Quatre valeurs de sortie VCC différentes peuvent être sélectionnées via un registre de configuration dédié, 8 V (valeur par défaut), 10 V, 12 V et 15 V. Un régulateur linéaire à faible chute (LDO) interne de haute précision est utilisé pour générer l'alimentation de 3,3 V (VREG3V3) à partir de la tension d'entrée REGIN. La tension de sortie de 3,3 V alimente à la fois la logique du driver de grille et le microcontrôleur. Il est protégé contre les courts-circuits, les surcharges et les conditions de sous-tension. Les régulateurs abaisseur et LDO peuvent être contournés pour fournir des alimentations externes VCC et VREG3V3. Un régulateur de repos très faible supplémentaire est utilisé lorsque le STSPIN32G4 est en mode veille, ce qui permet de réduire la consommation de courant globale à 15 μA typiquement. Le microcontrôleur intégré (STM32G431VBx3) est basé sur le cœur ARM® Cortex®-M4 32 bits hautes performances, fonctionnant à une fréquence jusqu'à 170 MHz et doté d'une unité à virgule flottante (FPU) de précision simple, d'un jeu complet d'instructions DSP (traitement de signal numérique) et d'une unité de protection de mémoire (MPU), ce qui améliore la sécurité de l'application.

• Ce microcontrôleur représente le choix courant pour les applications de commande de moteur avancées grâce à l'ensemble très riche et spécifique de caractéristiques telles que : deux ADC 12 bits rapides (4 Msps), quatre comparateurs, trois amplificateurs opérationnels, quatre canaux DAC (2 externes et 2 internes), un tampon de référence de tension interne, un timer 32 bits à usage général, deux timers PWM 16 bits dédiés à la commande de moteur, sept timers 16 bits à usage général, un timer 16 bits à faible consommation. Il intègre également des mémoires haut débit (128 ko de mémoire Flash et 32 ko de mémoire SRAM) avec plusieurs mécanismes de protection, jusqu'à 40 GPIO disponibles, des périphériques d'accélération de fonction mathématique/arithmétique (CORDIC pour les fonctions trigonométriques et l'unité FMAC pour les fonctions de filtre), des interfaces principales (I2C, SPI, UART et CAN), un ensemble complet de modes d'économie d'énergie et une entrée d'alimentation analogique indépendante pour ADC, DAC, amplificateurs opérationnels et comparateurs. Un tel microcontrôleur riche en fonctionnalités permet d'exécuter des algorithmes de commande de moteur à très hautes performances offrant une flexibilité sans précédent dans le choix du meilleur choix de commande de raccordement, même pour les applications de commande de mouvement les plus exigeantes. Les utilisateurs peuvent programmer le STSPIN32G4 pour exécuter la commande orientée sur le terrain (FOC) sans capteur ou captée avec un, deux ou trois shunts, des algorithmes de commande de position ou de couple plus avancés ou un mode de commande à six étapes plus traditionnel. Le STSPIN32G4 est également doté de l'ensemble complet de protections et d'une plage de températures étendue (-40 à +125 °C), garantissant un fonctionnement stable même dans les applications industrielles les plus exigeantes. Les interfaces SWD et JTAG sont fournies pour la programmation et le débogage du micrologiciel du microcontrôleur. Enfin, avec un driver triphasé externe supplémentaire (tel que le STDRIVE101), deux moteurs BLDC triphasés indépendants peuvent être entraînés efficacement à partir du STSPIN32G4, offrant une économie de BOM et une optimisation d'application sans précédent.

Caractéristiques clés

• Tension d'alimentation moteur de 5,5 à 75 V
• Drivers de grille triphasés :
• Capacité de courant de dissipation/source de 1 A
• Surveillance VDS du transistor MOSFET d'étage de puissance
• Diodes d'amorçage intégrées
• Configuration et registres d'état accessibles par I2C pour la meilleure adaptation à l'application
• Prévention de la conduction croisée
• Microcontrôleur STM32G431 avec microcontrôleur ARM® Cortex®-M4 32 bits + noyau FPU :
• Fréquence d'horloge jusqu'à 170 MHz
• Accélérateur matériel mathématique CORDIC pour fonctions trigonométriques
• Mémoire Flash de 128 ko avec protection de lecture de code propriétaire (PCROP), zone de mémoire sécurisable, 1 ko OTP
• Mémoire SRAM de 32 ko avec contrôle de parité HW
• 2 temps avancés pour la commande de moteur, 16 bits avec jusqu'à 6 canaux PWM
• 8 timers à usage général
• 2 ADC de résolution 12 bits (jusqu'à 19 canaux) avec vitesse de conversion de 4 Msps
• 4 canaux DAC 12 bits
• 4 comparateurs rail à rail ultrarapides
• 3 amplificateurs opérationnels rail-to-rail utilisables également en mode PGA
• Référence de tension interne haute précision
• Jusqu'à 40 GPIO
• Ensemble complet d'interfaces : I2C, SPI, UART et CAN
• Auto-alimenté grâce à la gestion de l'alimentation flexible intégrée
• Convertisseur abaisseur V c.c. jusqu'à 200 mA, avec sortie programmable et transistor MOSFET intégré
• Régulateur linéaire LDO 3,3 V jusqu'à 150 mA
• Régulateur linéaire à faible repos pour l'alimentation du microcontrôleur pendant la veille
• Ensemble complet de fonctions de protection : shutdown thermique, court-circuit, surcharge et UVLO
• Possibilité de commander 2 moteurs simultanément à partir du même microcontrôleur
• Support