Driver moteur STMicroelectronics

Le STSPIN32G4 est un contrôleur de moteur extrêmement intégré et flexible pour piloter des moteurs sans balais triphasés, aidant les concepteurs à choisir le mode de pilotage le plus approprié et à réduire la surface du circuit imprimé et la nomenclature globale. Il intègre un triple pilote de grille en demi-pont capable de piloter des MOSFET de puissance avec une capacité de courant de 1 A (source et drain). Trois diodes d'amorçage sont également intégrées. Grâce à une fonction d'interverrouillage intégrée, les interrupteurs côté haut et côté bas d'un même demi-pont ne peuvent pas être simultanément activés à un niveau élevé. Une fonction de protection supplémentaire est représentée par un circuit matériel de surveillance du VDS qui contrôle en permanence chacun des six MOSFET externes et qui, en cas de détection d'une surtension au niveau de l'un d'entre eux, coupe toutes les sorties du pilote de grille. Le dispositif est entièrement auto-alimenté grâce à une structure de gestion de l'énergie intégrée et flexible, 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 MOSFET de puissance intégré, génère la tension d'alimentation pour les pilotes 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 (LDO) interne de haute précision à faible chute est utilisé pour générer l'alimentation 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 pilote de grille et le microcontrôleur. Il est protégé contre les courts-circuits, les surcharges et les sous-tensions. Les régulateurs abaisseurs et LDO peuvent être contournés en fournissant des alimentations externes VCC et VREG3V3.

Un régulateur supplémentaire à très faible repos est utilisé lorsque le STSPIN32G4 est en mode veille, ce qui permet de réduire la consommation globale de courant jusqu'à 15 μA typiques. Le microcontrôleur intégré (STM32G431VBx3) est basé sur le cœur ARM® Cortex®-M4 32 bits haute performance, fonctionnant à une fréquence allant jusqu'à 170 MHz et doté d'une unité de virgule flottante (FPU) monoconductrice, d'un jeu complet d'instructions DSP (Digital Signal Processing, traitement des signaux numériques) et d'une unité de protection de la mémoire (MPU), qui renforce 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 à grande vitesse (128 Ko de mémoire flash et 32 Ko de SRAM) avec plusieurs mécanismes de protection, jusqu'à 40 GPIO disponibles, des périphériques d'accélération des fonctions mathématiques/arithmétiques (CORDIC pour les fonctions trigonométriques et unité FMAC pour les fonctions de filtrage), 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, les amplificateurs opérationnels et les comparateurs. Un microcontrôleur aussi riche en fonctionnalités permet d'exécuter des algorithmes de commande de moteur très performants, ce qui offre une souplesse sans précédent dans le choix de la commande la mieux adaptée, même pour les applications de commande de mouvement les plus complexes. Les utilisateurs peuvent programmer le STSPIN32G4 pour qu'il exécute une commande à flux orienté (FOC) sans capteur ou avec capteur, avec un, deux ou trois shunts, des algorithmes de contrôle de position ou de couple plus avancés ou un mode de contrôle plus traditionnel à six étapes. Le STSPIN32G4 dispose également d'un ensemble complet de protections et d'une plage de température étendue (-40 °C 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 microcontrôleur. Enfin, avec un pilote triphasé externe supplémentaire (tel que le STDRIVE101), deux moteurs BLDC triphasés indépendants peuvent être pilotés efficacement à partir du STSPIN32G4, offrant une économie de nomenclature et une optimisation de l'application sans précédent.

• 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 des transistors MOSFET d'étage de puissance
Diode d'amorçage intégrée
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