STMicroelectronics EVLSPIN32G4-ACT基于STSPIN32G4的參考設計是用于實施基于STSPIN32G4電機控制器的下一代智能執行器的參考設計。STSPIN32G4采用9mm x 9mm VFQFPN封裝，集成了三個高性能半橋柵極驅動器（具有豐富的可編程特性）和一個STM32G431混合信號微控制器。該板設計用于驅動高達5ARMS輸出電流、48V電源輸入的三相無刷電機，外觀尺寸非常緊湊 (62mm x 50mm) 但提供的總功率卻達到250W。可在過熱、過壓和過流情況下監控功率級。電機繞組電流的檢測可在三分流或單分流拓撲之間選擇。該板可隨時用于FOC和6步控制算法，可以使用霍爾傳感器或正交編碼器在無傳感器和基于傳感器的模式下運行。

數據手冊；*附件：STMicroelectronics EVLSPIN32G4-ACT基于STSPIN32G4的參考設計數據手冊.pdf

得益于與STWIN.box開發套件的順暢連接以及完整的軟件和固件生態系統，該電機逆變器具備有線和無線連接（RS485、UART、USB、CAN和低功耗藍牙、Wi-Fi?與和NFC）、各種慣性終端環境傳感器（加速度計、陀螺儀、傾角儀、磁力計、濕度、溫度和壓力）以及板載數據（microSD?卡）。EVLSPIN32G4-ACT非常適合用于尖端的電機控制解決方案，如物聯網、狀態監測和預測性維護。

特性

• 功率級基于STL60N10F7功率MOSFET，輸出電流高達5A RMS ，具有過流保護功能
• 總線電壓范圍為10V至48V，具有專用監控功能
• STSPIN32G4高性能三相電機控制器，帶嵌入式STSPIN32G431 MCU
• CAN總線預處理
• 輸入，用于通過數字霍爾傳感器或增量正交編碼器進行速度/位置反饋
• 使用嵌入式運算放大器進行三分流或單分流差分電流檢測
• NTC傳感器，用于功率級溫度監控
• 連接STWIN.box和外部傳感器板的接口

概覽

STSPIN32G4智能驅動器技術解析：面向下一代智能執行器的完整解決方案

一、產品概述與核心特性

?STSPIN32G4參考設計?是基于STSPIN32G4系統級封裝的完整解決方案，專為新一代智能執行器而設計。該產品在9x9mm VFQFPN封裝中集成了三相高性能半橋門極驅動器與混合信號STM32G431微控制器，提供了一個高度集成的電機控制系統。

? 主要技術亮點： ?

• ?功率級設計?：采用STL60N10F7功率MOSFET，輸出電流最高達5A RMS，具備過流保護功能
• ?寬電壓輸入?：工作電壓范圍10V至48V，配備專用電壓監控電路
• ?靈活電流檢測?：支持三路并聯或單路差分電流檢測，使用嵌入式運算放大器
• ?多功能反饋接口?：支持數字霍爾傳感器或增量正交編碼器的速度/位置反饋
• ?豐富通信接口?：預置CAN總線接口，兼容STWIN.box和外部傳感器板
• ?完善監測保護?：配備NTC傳感器用于功率級溫度監控

二、系統架構與技術規格

2.1 關鍵性能參數

根據數據手冊規格，該參考設計的主要技術指標如下：

? 電氣參數： ?

• ?輸入電壓范圍?：10V - 48V
• ?輸出電流能力?：連續工作電流5A RMS，峰值電流7A
• ?輸出功率?：最大250W（環境溫度25°C條件下）
• ?封裝尺寸?：62mm × 50mm緊湊型設計

2.2 核心控制器架構

?STSPIN32G4系統級封裝?構成了該設計的核心，其架構優勢包括：

• ?高度集成?：將門極驅動器與STM32G431 MCU集成于單一封裝
• ?可編程特性?：提供豐富的可編程功能配置
• ?多種控制算法?：支持FOC（磁場定向控制）和6步控制算法
• ?運行模式靈活?：可工作在無傳感器和基于傳感器的多種模式

三、硬件設計深度解析

3.1 電源管理架構

系統采用?四級電源管理方案?：

1. ?主電源輸入?：通過FASTON連接器提供10-48V直流輸入
2. ?降壓穩壓?：ST1S14PHR步降開關穩壓器提供穩定供電
3. ?電容濾波網絡?：包含多級陶瓷電容和電解電容，確保電源質量
4. ?電源監測?：實時監控總線電壓，提供過壓、過流保護

3.2 功率級設計

? MOSFET選型與布局： ?

• 采用6個STL60N10F7 N溝道功率MOSFET
• 典型導通電阻14.5mΩ，耐壓100V，額定電流12A
• 采用STripFET F7 DeepGATE技術，優化開關性能

3.3 傳感檢測系統

系統提供?雙重電流檢測拓撲?：

• ?三并聯檢測?：通過三個獨立的檢測電阻實現精確相電流測量
• ?單路差分檢測?：使用嵌入式運放實現高精度電流重構

四、應用場景與技術優勢

4.1 目標應用領域

? 工業與家居自動化： ?

• 伺服驅動器和電動自行車
• 服務和自動化機器人
• 真空吸塵器、烘干機和清潔機器人

? 專業工具與設備： ?

• 電動工具和園林工具
• 泵和風扇系統
• 無人機和航空模型

4.2 智能功能特性

? 物聯網與預測性維護能力： ?

• ?有線無線連接?：支持RS485、UART、USB、CAN、BLE、Wi-Fi、NFC
• ?多傳感器集成?：加速度計、陀螺儀、傾角計、磁力計、溫濕度、壓力傳感器
• ?數據存儲?：板載microSD卡支持數據記錄
• ?狀態監測?：實現設備健康狀態的實時監控

五、開發支持與生態系統

5.1 STWIN.box集成

通過與?STWIN.box開發套件?的無縫對接，系統獲得：

• 完整的軟件和固件生態系統支持
• 快速原型開發和系統驗證能力
• 豐富的外設擴展接口

六、設計參考價值

該參考設計為工程師提供了?完整的實現藍圖?：

• ?詳細物料清單?：包含75個關鍵組件的完整規格信息
• ?四部分電路原理圖?：詳細展示控制器、功率級、傳感和接口設計
• ?PCB布局指導?：緊湊型62mm×50mm布局方案