Treiber für die Ansteuerung von bürstenlosen Gleichstrommotoren

STROMVERSORGUNG

STMicroelectronics hat im Rahmen seiner für Motorregelungs-Anwendungen vorgesehenen System-in-Package-Familie STSPIN32F0 vier Bauelemente vorgestellt, die das Design von mit Netzstrom versorgten Hausgeräten und gewerblichen Ausrüstungen wie z. B. Elektrowerkzeugen, Antrieben, Pumpen, Lüftern und Kompressoren vereinfachen soll.



Die 250-V-Bausteine STSPIN32F0251 und STSPIN32F0252 und die für 600 V ausgelegten STSPIN32F0601 und STSPIN32F0602 kombinieren Drei-Phase-Gatetreiber und einen Arm Cortex-M0-Mikrocontroller des Typs STM32F0 zu einer Lösung für die Ansteuerung von bürstenlosen Gleichstrommotoren für hohe Spannungen. Regelungsalgorithmen werden ebenso angeboten wie Anwendungsbeispiele, darunter die Vektorregelung (Field-Oriented Control, FOC) mit einem oder drei Shunts sowie die traditionelle Single-Shunt-Lösung mit Sensor und die sensorlose Sechsschritt-Ansteuerung.


Dank der Pinkompatibilität ...

der vier Bauelemente können Hard- und Firmware gleichermaßen in Produkten für 110V und 250V Netzspannung verwendet werden. Der Standby-Modus der ICs hilft überdies beim Minimieren des Stromverbrauchs bei Nichtgebrauch.

Sämtliche Gatetreiber verfügen über integrierte Bootstrap-Dioden und Schutzschaltungen beispielsweise zur Unterbindung von Cross-Conduction-Effekten und zum Einfügen von Totzeiten. Eine Unterspannungs-Sperre (Under-Voltage Lockout) im oberen und im unteren Teil des Treibers verhindert außerdem einen Betrieb der Leistungsschalter unter Bedingungen, die zu einem geringen Wirkungsgrad führen oder gefährlich sind. Vorhanden ist außerdem eine smartSD-Funktion (Smart Shutdown) für den Überlast- und Überstromschutz.

Der integrierte, mit 48 MHz getaktete STM32F0-Mikrocontroller gibt Anwendern die Möglichkeit, bei der Realisierung ihrer Applikationen auf das STM32-Entwicklungssystem zurückzugreifen. 4 KByte SRAM und 32 KByte Flash stehen als Daten- und Codespeicher zur Verfügung, und die Ausstattung an analogen und digitalen Peripheriefunktionen umfasst einen 12bit-ADC mit bis zu 10 Kanälen, sechs Universal-Timer und 21 GPIO-Pins sowie I²C-, UART- und SPI-Ports. Ein integrierter Bootloader ermöglicht ein Lifecycle Management für die Bausteine, indem er das Einspielen von Firmware-Updates im Feld erlaubt.

Es werden vier Inverter Evaluation Boards angeboten, die kompatibel zum X-CUBE-MCSDK (Motor Control Software Development Kit) ab Version 5.4.1 sind. Diese Tools sollen die Entwicklung von Antrieben mit Ein-Shunt- und Drei-Shunt-Regelung vereinfachen. Die für 600V ausgelegten Boards EVSPIN32F0601S1, EVSPIN32F0601S3 und die Boards EVSPIN32F0602S1 und das EVSPIN32F0251S1 für 250V verfügen über eine Stromversorgung und eine bestückte MOSFET-Ausgangsstufe mit Dual-Footprint-Flexibilität: anstatt der mitgelieferten Bausteine können somit auch alternative MOSFETs oder IGBTs im DPAK- oder PowerFlat-Gehäuse eingebaut werden. Ein ansteckbarer STLINK‑Debugger ermöglicht die Konfiguration und das Debuggen der Firmware mit standardmäßigen STM32-Tools. Anschlüsse für SWD (Single-Wire Debug) und UART sind ebenfalls vorhanden.

Die Bausteine STSPIN32F0251, STSPIN32F0252, STSPIN32F0601 und STSPIN32F0602 werden in Gehäusen der Bauform TQFP mit Maßen von 10mm x 10mm angeboten und sind jetzt zu Preisen zwischen 1,84 und 2,09 US-Dollar (ab 1.000 Stück) verfügbar. 

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