关于：基于意法半导体STM32G473和STDRIVE 101的电池供电BLDCPMSM电动工具

笑谈人生

STEVAL-PTOOL4A是一款紧凑型系统，专门用于控制面向手持式电池供电工具等应用的刷直流马达(BLDC) 或永磁同步马达(PMSM)。通过一点一滴的努力，让半导体方案的市场占有率越来越高，得到的投资回报率也稳步攀升。大大通还有完善个人的社交系统，关注技术大牛，获取积分，吸引粉丝，获取更高头衔和特别勋章，让工程师可以获得荣誉感、成就感。https://www.wpgdadatong.com.cn/blog/detail/74478

该系统拥有高达250 W的功率，可透过节气门等标准输入集来控制马达的扭力/速度。

使用者可将此开发板连接到适当的21 V/250 W电动工具马达上。可以使用散热器或空气循环装置来现更好的功率耗散效果，从而提升设备的峰值功率。

此参考设计非常适合现钻孔机、磨床、圆盘切割机、圆锯、吹叶机和手持式割草机等各种电动工具的高性能马达控制。

由于尺寸小巧且具备充足的运算能力，该产品甚至能够满足人机、轮椅、家用电器、电动自行车和机器人平台等应用的要求。

STEVAL-PTOOL4A中包含了一款高效能的STM32G473CE MCU，其中整合的周边装置专门针对马达控制应用进行了比较佳化，可透过半桥式闸极驱动器STDRIVE101来控制由六个高电流MOSFET组成的相全桥转换器。

此MCU具有多种ADC外设，因而能够对电机相电流和反电动势电压进行同步取样。

此开发板能够利用MCSDK函式库来提供六步骤算法或高效能FOC算法的可设定选项。

?场景应用图

意法半导体

?展示板照片

意法半导体


意法半导体

?方案方块图

意法半导体

?核心技术势
? 可客制化且可配置的紧凑型参考设计
? 单独的ADC可透过分流器进行相电流检测
? 透过马达控制库(MCSDK)、关联GUI和解析器提供更广泛的配置
? 感测器分流或单分流向量磁场定向控制(FOC) 算法（预设）
? 适用于意法半导体高效能的STM32 ZeST（零速全扭矩）算法，可按需提供
? 感测器或有感测器的六步骤算法选项
? 支持调节驱动动力学参数
? 支援选择开关频率等工作参数
? 其他标称和故障条件的参数值，例如过电流阈值
? 运转扭力或速度模式
? 提供包括过电流保护、欠压锁定和热保护在内的全方位保护
? 提供意法半导体开发板设计工具的设定范例，以及JSON文件
? 丰富的连接和用户控制选项

?方案规格
? 输入电压：12–28 V 直流电压  （额定21 V,使用 L7987L 选购品比较高可达 48 V）
? 输出RMS电流高达20 A
? 专为 5S-6S 锂聚合物电池组设计
? 输出功率：250W
? 开发板由以下关键装置组成：
? STM32G473CET6：基于Arm?的高效能Cortex?-M4 32位元MCU+FPU，采用LQFP48 (7x7mm) 封装。此MCU内嵌角函数和算术函数数学加速器(CORDIC + FMAC)，以及用于马达控制PWM和死区产生的定时器
? STDRIVE101：内建稳压器的半桥式闸极驱动器，采用VFQFPN (4x4mm) 封装
? STL220N6F7：六个N通道60 V，0.0012 Ω（典型值），120 A，STripFET F7功率MOSFET，采用PowerFLAT 5x6封装
? L6981NDR：38 V，1.5 A同步降压转换器，采用PowerSO-8封装
? LDL112：具有反向电流保护的1.2 A低静态电流LDO，采用SO8-batwing封装
? TSV912IQ2T：双轨对轨输入/输出8 MHz运算放大器
? BAT54KFILM：40 V，300 mA小讯号肖特基二极体（单品）
? BAT54SWFILM：40 V、300 mA小讯号肖特基二极体（系列）
? 2STR2160：低压速开关PNP功率电晶体
? 2STR1160：低压速开关NPN功率电晶体
? 2STR21STPS0560Z：60 V、0.25 A功率肖特基整流器
? ESDALC6V1-1U2：用于ESD保护的单线低电容transil TM是一款高精度的500 mA稳压器
? 丰富的硬体特性可提供多个高效率的马达控制选项
? 3个用于反电动势感测的ADC通道
? 总线电压检测
? 透过闸极驱动现硬体过流保护
? 温度感应选项
? 数位霍尔感测器或编码器输入选项
? 散热器安装选项
? 透过功能丰富的STM32马达控制生态系统现对永磁同步马达(PMSM) 和刷直流马达(BLDC) 的控制
? 用于调试/编程的串行线调试(SWD) 端口
? 面向SPI、UART、CAN/I2C引脚的通讯接口
? 用于按钮和微调器的连接器，以及一个板载按键式开关
? 故障、状态LED以及用于照明的外部LED接口
? 可透过子卡现增强功能
? 用于安装MEMS感测器板或记忆体等子板的连接器
? 透过更换DC-DC转换器来扩大输入电压范围的连接器
? 开发板上的测试焊盘区域，用于监控重要讯号或调试的DAC输出