STMicroelectronics STEVAL-PTOOL4A BLDC/PMSM 평가 보드

STMicroelectronics STEVAL-PTOOL4A BLDC/PMSM 평가 보드는 휴대용 배터리 전원 공급식 도구와 같은 애플리케이션에서 BLDC(브러시리스 DC) 또는 PMSM(영구 자석 동기식 모터)을 제어하도록 설계된 소형 시스템입니다. 스로틀과 같은 표준 입력 세트에서 작동하여 모터 토크/속도를 제어하고 최대 250W의 전력을 공급합니다. 이 보드는 적합한 21V/250W 전동 공구 모터에 연결할 수 있습니다. 히트싱크를 사용하거나 공기를 순환시키는 장치를 사용하여 보다 많은 피크 전력을 공급하고 전력 소모를 개선할 수 있습니다.

이 기준 설계 장치는 드릴 머신, 그라인더, 디스크 커터, 원형 톱, 낙엽 송풍기, 핸드헬드 잔디 깎는 기계 등과 같은 전동 공구를 실현하기 위한 고성능 모터 제어에 이상적입니다. 소형 폼팩터와 충분한 컴퓨팅 성능 덕분에 드론, 휠체어, 가전제품, 전기 자전거, 로봇 플랫폼과 같은 애플리케이션에도 적합합니다.

STMicroelectronics STEVAL-PTOOL4A에는 3중 하프 브리지 게이트 드라이버 STDRIVE101를 통해 6개의 고전류 MOSFET으로 구성된 3상 풀 브리지 컨버터를 제어하는 모터 제어 애플리케이션에 맞게 최적화된 통합 주변기기를 갖춘 고성능 STM32G473CE MCU가 포함되어 있습니다. 이 MCU는 여러 ADC 주변기기를 갖추고 있어 모터 위상 전류 및 백 EMF 전압을 동시에 샘플링할 수 있습니다.

이 보드는 MCSDK 라이브러리를 활용하여 구성 가능성을 갖춘 6단계 또는 고성능 FOC 알고리즘 모두를 위한 옵션을 제공할 수 있습니다.

특징

12~28V DC 입력 전압(공칭 21V)
최대 20A의 출력 RMS 전류
이 보드는 다음과 같은 주요 장치로 구성됩니다.
- STM32G473CET6: LQFP48(7x7mm) 패키지로 제공되는 고성능 Arm® 기반 Cortex®-M4 32비트 MCU+FPU
  - MCU에는 삼각함수 및 산술 수학 가속기(CORDIC+FMAC), 모터 제어 PWM용 타이머 및 데드 타임 생성 기능이 내장되어 있습니다.
- STDRIVE101: 내장형 레귤레이터가 있는 VFQFPN(4x4mm)으로 제공되는 3중 하프 브리지 게이트 드라이버
- STL220N6F7: 6개의 N-채널 60V, 0.0012Ω(표준), PowerFLAT 5x6 패키지로 제공되는 120A, STripFET F7 전력 MOSFET
- L6981NDR: PowerSO-8 패키지로 제공되는 38V, 1.5A 동기식 강압 컨버터
- LDL112: SO8-batwing 패키지에서 역전류 보호 기능을 제공하는 1.2A 낮은 대기 전류 LDO
- TSV912IQ2T: 듀얼 레일-레일 입/출력 8MHz 연산 증폭기
- BAT54KFILM: 40V, 300mA 소신호 쇼트키 다이오드(단일)
- BAT54SWFILM: 40V, 300mA 소신호 쇼트키 다이오드(시리즈)
- 2STR2160: 저전압 고속 스위칭 PNP 전력 트랜지스터
- 2STR1160: 저전압 고속 스위칭 NPN 전력 트랜지스터
- 2STR21STPS0560Z: 60V, 0.25A 전력 쇼트키 정류기
- ESDALC6V1-1U2: ESD 보호를 위한 단일 라인 저정전용량 transil™은 정밀 500mA 레귤레이터입니다.
효율적인 모터 제어 옵션을 지원하는 하드웨어 기능
- 션트를 통한 3상 전류 감지를 위한 독립적인 ADC
- 백 EMF 감지용 ADC 채널 3개
- 버스 전압 감지
- 게이트 드라이브를 통한 하드웨어 과전류 보호
- 온도 감지 옵션
- 디지털 홀 센서 또는 인코더 입력 옵션
- 히트 싱크 장착 옵션

PMSM(영구 자석 동기식 모터), BLDC(브러시 리스 DC 모터)를 위한 기능이 풍부한 STM32 모터 제어 에코 시스템으로 전력 공급
- 모터 제어 라이브러리(MCSDK), 관련 GUI, 프로파일러를 통한 폭넓은 구성 가능성
- 센서리스 3-션트 또는 단일 션트 벡터 FOC(필드 지향 제어) 알고리즘(기본)
- 요청 시 ST의 고성능 STM32 ZeST(제로 속도 풀 토크) 알고리즘에 적합
- 센서리스 또는 센서리스 6단계 알고리즘 옵션
- 드라이브 역학 튜닝
- 스위칭 주파수와 같은 작동 매개변수 선택
- 예를 들어, 현재 임계값에서 공칭 및 결함 조건에 대한 기타 매개 변수값
- 토크 또는 속도 모드 작동
- 과전류 보호, 저전압 차단, 과열 보호 기능으로 완벽하게 보호
- ST 보드 설계자를 위한 구성 예제인 JSON 파일도 제공됨
연결 및 사용자 제어를 위한 폭넓은 옵션
- 디버깅/프로그래밍을 위한 SWD(직렬 와이어 디버그) 포트
- SPI, UART, CAN/I²C 핀용 통신 인터페이스
- 보드 내장형 푸시 버튼 스위치 1개와 함께 버튼 및 트리머용 커넥터
조명용 외부 LED용 결함, 상태 LED, 인터페이스
도터 카드로 향상을 위한 옵션
- 예를 들어 MEMS 센서 보드 또는 메모리를 장착하기 위한 커넥터
- DC-DC 컨버터를 대체하여 입력 전압 범위를 늘리기 위한 커넥터
디버깅을 위한 중요한 신호 또는 DAC 출력 모니터링을 위한 보드의 테스트 랜드 영역