STMicroelectronics STEVAL-PTOOL4A BLDC/PMSM评估板

STMicroelectronics STEVAL-PTOOL4A BLDC/PMSM评估板是一款紧凑型系统，设计用于控制手持式电池供电工具等应用中的无刷直流 (BLDC) 或永磁同步电机 (PMSM)。它可在节气门等标准输入组上工作，以控制电机扭矩/速度并提供高达250W的电力。该板可连接到合适的21V/250W电动工具电机。可通过散热片或空气循环布置提供更多峰值功率，以实现更好的功率耗散。

该参考设计非常适合用于高性能电机控制，以实现诸如钻机、研磨机、光盘切割机、圆形锯、叶片鼓风机、手持式割草机等电动工具。该器件外形小巧，计算能力充足，因此非常适合用于无人机、轮椅、家用电器、电动自行车和机器人平台等应用。

STMicroelectronics STEVAL-PTOOL4A包括一个高性能STM32G473CE MCU，具有集成外设，特别优化用于通过三个半桥栅极驱动器STDRIVE101控制三相全桥转换器的电机控制应用。该MCU具有多个ADC外设，可同时对电机相电流和反向EMF电压进行采样。

该板可以利用MCSDK库为具有可配置性的六步或高性能FOC算法提供选项。

特性

输入电压范围：12V DC至28V DC（标称值21V）
输出RMS电流高达20A
该板包括以下关键器件
- STM32G473CET6 ：基于Arm®的高性能Cortex®-M4 32位MCU+FPU，采用LQFP48 (7x7mm)封装
  - 该MCU嵌入三角函数和算术数学加速器 (CORDIC+FMAC)、用于电机控制PWM和死区生成的计时器
- STDRIVE101 ：三个半桥栅极驱动器，采用VFQFPN (4x4mm) 封装，内置稳压器
- STL220N6F7 ：六个N沟道60V，0.0012Ω（典型值）120A，STripFET F7功率MOSFET，采用PowerFLAT 5x6封装
- L6981NDR ：采用PowerSO-8封装的38V、1.5A同步降压转换器
- LDL112 ：1.2A低静态电流LDO，具有反向电流保护功能，采用SO8蝙蝠翼形封装
- TSV912IQ2T ：双通道轨到轨输入/输出8MHz运算放大器
- BAT54KFILM ：40V、300mA小信号肖特基二极管（单通道）
- BAT54SWFILM ：40V、300mA小信号肖特基二极管（系列）
- 2STR2160 ：低压快速开关PNP功率晶体管
- 2STR1160 ：低电压快速开关NPN功率晶体管
- 2STR21STPS0560Z：60V、0.25A功率肖特基整流器
- ESDALC6V1-1U2 ：单线低电容Transil™（用于ESD保护）是一款500mA精密稳压器
硬件特性可实现高效电机控制选项
- 独立ADC，用于通过分流器进行三相电流检测
- 三个ADC通道，用于反向EMF检测
- 总线电压检测
- 通过栅极驱动实现硬件过流保护
- 温度传感选项
- 数字霍尔传感器或编码器输入选项
- 安装散热片选项

具有功能丰富的STM32电机控制生态系统，用于永磁同步电机(PMSM)、无刷直流电机(BLDC)
- 通过电机控制库(MCSDK)、相关GUI和profiler实现广泛的可配置性
- 无传感器三分流或单分流矢量磁场定向控制 (FOC) 算法（默认）
- 适用于ST的高性能STM32 ZeST（零速全扭矩）算法，可根据要求提供
- 无传感器或有传感器六步算法选项
- 调整驱动动态
- 开关频率等操作参数的选择
- 标称和故障条件下的其他参数值，例如过电流阈值
- 扭矩或速度模式运行
- 全面保护，具有过流保护、欠压锁定和热保护功能
- 还提供ST board designer的配置示例以及JSON文件
各种连接和用户控制选项
- 串行线调试 (SWD) 端口，用于调试/编程
- 通信接口，用于SPI、UART、CAN/I²C引脚
- 用于按钮和微调器以及一个板载按钮开关的连接器
故障、状态LED和外部LED接口，用于照明
可通过子卡进行增强
- 用于安装子板的连接器，例如MEMS传感器板或存储器
- 连接器，用于通过更换直流-直流转换器增加输入电压范围
板上测试焊盘区域，用于监控重要信号或DAC输出进行调试