无刷促销)

汽车管理疯狂

2020年12月29日
由Digi-Key和意法半导体赞助:对电机控制进行优化的mcu为设计师提供效率、尺寸和成本优势。

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你有没有想过自己家里有多少台电机?可能不会,你真的在乎吗?但如果你做一个非正式的清单,你可能会感到惊讶。你的家装满了马达。空调,洗衣机,烘干机,冰箱,泳池水泵,还有很多小的东西(剃须刀,吹风机,吊扇,厨房电器,电动工具,甚至DVD或CD播放机的驱动马达(如果你还有的话)。

然而,在大多数工厂、过程控制工厂和办公大楼,甚至有更多的电机遍及HVAC、机床、机器人、泵、特殊设计的自动化机器、叉车,以及成百上千。汽车在工业和许多其他领域,如汽车、航空航天和军事领域都占据主导地位。

那么,是什么驱动这些马达呢?显然是电子产品,但是哪种呢?嵌入式微控制器通常与一些辅助电路一起处于其核心。现在,意法半导体有了一些新的mcu,它们抓住了这个机会,并提供了一些急需的好处,如更高的效率、更小的尺寸和开发速度。

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三相的挑战

许多需要控制的电动机是三相的。其中包括流行的无刷直流电机(bldc)。电机绕组相位由脉宽调制(PWM)驱动,它产生改变速度、频率或其他变量的信号。通常的配置是一个微控制器(MCU),一个特殊的电机驱动IC,和mosfet或igbt传递电流和电压到每个电机绕组。

通常需要将所有这些集成电路和相关部件封装在尽可能适合电机位置的最小的外壳中。这是多年来的一个主要问题,但现在有更好的选择。

例如,意法半导体最近宣布了一个新的mcu系列,提供了上述的优点。最顶级的产品是64针系统内封装(SiP)的STSPIN32F060x。在这个混合的包是一个32位的手臂皮质MCU-M0处理器。同时集成到SiP的是一个三重半桥门驱动器,它驱动外部mosfet和igbt。这些驱动程序可以传递一个大多数应用程序都可以使用的输入信号。

关于单片机

STSPIN32F061的内部是STM32F031x6 MCU。这是典型的32位手臂皮质,运行频率为48兆赫。它提供4kb的SRAM和32kb的闪存。其他功能包括六个通用定时器和先进的定时器控制PWM产生;CRC发生器;可达10路12位ADC;我2C、USART、SPI接口;加上多达21个通用I/ o。

门口的司机

包括在STSPIN32F061包三相门驱动器。驱动高压功率mosfet或igbt的栅极是棘手的——栅极驱动信号需要快速,处理大电流,并提供正确的电压水平。内部驱动部分可以处理高达600 V,重要的是,器件的栅极电流能力是1 A/0.85 A(源/sink)。每个栅极驱动输出来自与n通道mosfet或igbt兼容的半桥。你可以在半桥的高侧或低侧驾驶。

另一个版本

类似的IC值得考虑的是ST的STSPIN32F0(见图).同时还集成了Arm单片机和三相半桥输出。工作电压为8 ~ 45v。该芯片还包含运放,以接受来自无刷直流电机绕组的传感器反馈。这允许磁场定向控制(FOC)和其他运动控制方案。


STSPIN32F0系列与STSPIN32F061有一些重要的区别。首先,STSPIN32F0系列具有集成的电源管理(在HV系列中没有)。其次,它具有不同的栅源/汇电流能力。虽然它们都集成了mcu和半桥驱动器,但高低压器件是在不同的半导体工艺中制造的,导致了不同的特性集。

结束

如果您正在设计或预期设计一个完整的三相无刷直流电机驱动产品,这些意法半导体器件很可能会比您想象的更快更容易地将您送到那里。除了集成电路,该公司还提供了开发板和大量软件,以帮助您的原型更快地运行。

例如,Motor Control SDK支持许多STSPIN32设备家族的演示,并允许用户在几分钟内为FOC生成C代码。这一强大的工具使工程师能够非常快速地旋转电机,并评估设备和他们自己的解决方案的性能,从而缩短上市时间。如需进一步了解,请单击在这里

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