STMicroelectronics EVLDRIVE101-HPD Reference Design Board
Tæknilýsing
- Inntak binditage: Nafn frá 18 V til 52 V
- Úttaksstraumur: Hámark 21.15 A, samfellt 15 A rms
- Úttaksstyrkur: Samfellt 750 W
Upplýsingar um vöru
Öryggisráðstafanir
Viðvörun: Sumir íhlutir á borðinu gætu náð hættulegum hitastigi meðan á notkun stendur. Fylgdu þessum varúðarráðstöfunum:
- Ekki snerta íhluti eða hitaskápinn.
- Ekki hylja borðið.
- Avoid contact with flammable materials or materials releasing smoke when heated.
- Leyfðu borðinu að kólna eftir aðgerð áður en þú snertir það.
Kröfur um vélbúnað og hugbúnað
Til að nota borðið þarftu:
- Windows PC
- STLINK kembiforritari/forritari fyrir STM32 eða sambærilegt
- Firmware tdample myndaður með MCSDK 6.2 eða nýrri
- Aflgjafi með úttaksvoltage á milli 18 V og 52 V
- Þriggja fasa burstalaus mótor samhæft við aflgjafa og borð voltage svið
Notkunarleiðbeiningar fyrir vöru
Að byrja
- Tengdu burstalausa mótorfasa við J1, J2 og J3.
- Gefðu afl í gegnum J5 (jákvæð) og J6 (jörð).
- Sæktu samansettan kóða í gegnum SWD viðmótið með því að tengja STLINK forritarann við J7.
- Til að forrita MCU skaltu setja stýrirásina með því að stytta pinna 5 á J8 við jörðu.
Vélbúnaðarlýsing og stillingar
Forskriftir borðsins eru taldar upp hér að neðan:
| Parameter | Gildi |
|---|---|
| Inntak binditage | Nafn frá 18 V til 52 V |
| Úttaksstraumur | Hámark: 21.15 A, Stöðugt: 15 A rms |
| Úttaksstyrkur | Stöðugt: 750 W |
Algengar spurningar
- Sp.: Hvað ætti ég að gera ef borðið verður of heitt meðan á notkun stendur?
A: Ef borðið nær hættulegu hitastigi skal stöðva notkun tafarlaust og leyfa því að kólna áður en þú snertir það. - Sp.: Get ég notað aflgjafa með úttaksvoltage lægra en 18 V?
A: Mælt er með því að nota aflgjafa innan tilgreinds binditage svið (18 V til 52 V) fyrir hámarksafköst og öryggi.
UM3257
Notendahandbók
Byrjað með EVLDRIVE101-HPD fyrirferðarlítið viðmiðunarhönnun sem byggir á STDRIVE101 fyrir hástraums og burstalaus vélknúin verkfæri
Inngangur
EVLDRIVE101-HPD er þriggja fasa afar fyrirferðarlítill inverter fyrir burstalausa mótora byggt á STDRIVE101 tækinu í tengslum við STM32G071KB örstýringuna. Spjaldið er tilbúin til notkunar og sveigjanleg lausn sem er tilvalin fyrir rafhlöðuknúna þriggja fasa notkun sem krefst mikillar útstreymis.
Það útfærir bæði þriggja shunt og einn shunt svæðisfræði og inniheldur eftirfarandi eiginleika:
- Rekstrarbindtage frá 18 V til 52 V
- Úttaksstraumur allt að 15 armar
- Lítil eyðsluhamur sem skerðir rafhlöðuna til stjórnbúnaðarinstage
- Straumtakmarkari með stillanlegri viðmiðun
- VDS eftirlit, undirbtage lockout, overcurrent, and protection against reverse biasing from power stage framleiðsla
- Bak-EMF (BEMF) skynjunarrásir
- Inntakstengi fyrir kóðara eða skynjara byggða á Hall-effekt
- Strætó árgtage vöktun og hitavöktun
- 5 auka GPIO
- SWD kembiviðmót og bein fastbúnaðaruppfærsla í gegnum UART (DFU)
Öryggisráðstafanir
Viðvörun: Sumir íhlutanna sem festir eru á borðið gætu náð hættulegum hitastigi meðan á notkun stendur.
Þegar þú notar borðið skaltu fylgja þessum varúðarráðstöfunum:
- Ekki snerta íhlutina eða hitaskápinn.
- Ekki hylja borðið.
- Do not put the board in contact with flammable materials or with materials releasing smoke when heated.
- Eftir aðgerð, leyfðu borðinu að kólna áður en þú snertir það.
Vélbúnaðar- og hugbúnaðarkröfur
Til að nota borðið þarf eftirfarandi hugbúnað og vélbúnað:
- Windows PC
- STLINK kembiforritari/forritari fyrir STM32 eða sambærilegt
- 6 þrepa eða FOC vélbúnaðar tdample myndaður með MCSDK 6.2 eða nýrri. Til að búa til kóðann, lýsingin á borðinu (JSON file) verður að flytja inn í MSDK Workbench GUI, ef það er ekki þegar til staðar, í gegnum stjórnarstjóra eins og tilgreint er í MSDK Workbench notendahandbókinni. Lýsingu stjórnarinnar er hægt að hlaða niður á web síðu EVLDRIVE101-HPD
- IDE valinn meðal IAR Embedded Workbekk fyrir arm (IAR-EWARM), Keil® örstýringarbúnað (MDK-ARM-STM32) og STM32CubeIDE (STM32CubeIDE)
- Aflgjafi með úttaksvoltage á milli 18 V og 52 V
- Þriggja fasa burstalaus mótor sem passar við straum og voltage svið bæði aflgjafa og borð
Að byrja
Til að hefja verkefnið þitt með stjórninni:
- Tengdu burstalausu mótorfasana við J1, J2 og J3
- Gefðu borðinu í gegnum J5 (jákvætt) og J6 (jörð)
- Sæktu samantekna kóðann í gegnum SWD tengið sem tengir STLINK forritarann við J7 (STDC14 tengi)
Athugið:
Til að forrita MCU verður stýrirásin að vera til staðar sem styttir pinna 5 á J8 við jörðu (þ.e. kveikjarofinn lokaður). Sjá kafla 4.6 Kveikja/slökkva rafrásir fyrir frekari upplýsingar.
Vélbúnaðarlýsing og stillingar
Einkunnir borðsins eru skráðar í töflu 1 og mynd 2 sýnir staðsetningu tengjanna á borðinu.
Tafla 1. EVLDRIVE101-HPD forskriftir
| Parameter | Gildi | |
| Inntak binditage | Nafn | Frá 18 V til 52 V |
| Úttaksstraumur | Hámarki | 21.15 A |
| Stöðugt (1) | 15 A rms | |
| Úttaksstyrkur | Stöðugt (1) | 750 W |
Raunverulegur samfelldur straumur getur verið takmarkaður af umhverfishita og hitaútbreiðslu.
Tafla 2 sýnir MCU GPIO sem kortlagt eru á J8 tengjunum.
Tafla 2. J8 pinouts
| Tengi | Pinna | Merki | Athugasemdir |
| J8 | 1 | 5 V | 5 V framboð |
| 2 | 3.3 V | 3.3 V framboð | |
| 3 | Jarðvegur | ||
| 4 | Jarðvegur | ||
| 5 | Kveikjurofi fyrir inntak | Tengdu við jörðu til að veita stjórnrásinni | |
| 6 | Ekki tengdur | ||
| 7 | PA6 | Valfrjálst inntak 1 fyrir inntaksmæli (ADC rás 6) | |
| 8 | PA12 | Straumtakmarkari samanburðarútgangur |
| Tengi | Pinna | Merki | Athugasemdir |
| J8 | 9 | PB2 | Valfrjálst inntak 2 fyrir inntaksmæli (ADC rás 10) |
| 10 | PB4 | Núverandi takmörkunarviðmiðun | |
| 11 | PB8 | Frátekinn GPIO til að halda lífi hringrás | |
| 12 | PB9 | ||
| 13 | PB7 | USART_RX | |
| 14 | PB6 | USART_TX |
Rekstrarstillingar
- EVLDRIVE101-HPD styður FOC og 6 þrepa reiknirit, bæði skynjaralaust og ritskoðað.
- Samkvæmt reikniritinu verður að breyta vélbúnaðaruppsetningu borðsins eins og sýnt er í töflu 3 og sýnt á mynd 3.
Tafla 3. EVLDRIVE101-HPD stillingar
| Rekstrarhamur | Vélbúnaðarbreytingar |
| FOC Þrír shunts | Sjálfgefið - engar breytingar eru nauðsynlegar |
| FOC Single shunt |
|
| 6-STEF skynjaralaus Voltage-hamur |
|
| 6-STEF Hall-skynjarar Voltage-hamur | Sjálfgefið - engar breytingar eru nauðsynlegar |
| 6-STEF Hall-skynjarar Straumstilling |
|
Núverandi skynjun
Stjórnin festir þrjár shuntviðnám til að skynja strauminn sem flæðir inn í mótorfasa. Hver viðnám er tengd við amplifier fyrir merkjaskilyrði áður en skynjað gildi er sent til ADC. Hægt er að breyta síunarbreytum og ávinningsstuðli þökk sé R59, R64, R69 og C38, C39, C40.
STDRIVE101 samþættir samanburðartæki fyrir yfirstraumsgreiningu (OC).: inngrip þess er stillt til að breyta gildi R4, R5, R6 og R7 (sjá mynd 4) í samræmi við jöfnuð. (1).
Jafna 1
Hvar
Rnet = RR54 = RR64 = RR74
VREF = 0.505V
Sjálfgefinn þröskuldur er stilltur á 25.5 A.
Hall-effekt skynjarar og kóðara tengi
Stjórnin gerir mótorum með stafrænum Hall-effekt skynjara eða kóðara kleift að tengja við borðið í gegnum tengi J4.
Tengið veitir:
- Uppdráttarviðnám (R44, R45, R46) fyrir opið frárennsli og opið safnara tengi. Það er alltaf mælt með því að fjarlægja uppdráttarviðnámið ef um er að ræða push-pull úttak (sjá mynd 5)
- 5 V framboð myndað af voltage eftirlitsstofnanna samþættur í stjórninni
Tafla 4. J4 pinout
| Pinna | Kóðari | Hall-effekt skynjari |
| 1 | A+ | Salur 1 |
| 2 | B+ | Salur 2 |
| 3 | Z | Salur 3 |
| 4 | Aflgjafi fyrir kóðara | Aflgjafi skynjara |
| 5 | Jarðvegur | Jarðvegur |
BEMF skynjunarkerfi
Eins og sýnt er á mynd 6, samþættir borðið BEMF skynjunarnet til að leyfa skynjaralausan akstursham með 6 þrepa reiknirit. Áfangi binditage VOUT er skipt í samræmi við jöfnuð. (2) fyrir ADC umbreytingu.
Jafna 2
Athugið:
- Ráðlagt er að VADC fari ekki yfir VDD til að koma í veg fyrir skemmdir á GPIO.
- Á hinn bóginn ætti notandinn að vera meðvitaður um að innleiðing á VADC / VOUT hlutfalli mun lægra en þörf krefur, BEMF merkið gæti verið of lágt og stjórnin ekki nógu öflug. Ráðlagt gildi er:
Straumtakmarkari
- Stjórnin samþættir straumtakmarkara til að leyfa núverandi akstursstillingu með 6 þrepa reiknirit og mótorum með Hall skynjara. Að stilla borðið í staðfræði með einum shunt, the ampLified núverandi merki er borið saman við viðmiðunina (PB4) sem myndast með síuðu PWM merki. Skýringarmyndin er sýnd í kafla 4.5.
- Núverandi takmörkunareiginleikinn er ekki í boði með 6 þrepa skynjaralausri akstursstillingu.
Kveikja/slökkva rafrásir
- Ytri rofi sem staðsettur er á milli pinna 5 á J8 og jarðar (pinna 3 á J8) gerir kleift að tengja og aftengja stýrirásina við rafhlöðuna og draga úr kyrrstöðunotkuninni í lægsta mögulega stig.
- Skýringarmyndin á mynd 8 sýnir kveikjurásina. Við ræsingu er Q1 PMOS opinn og rafhlaðan aftengd við stýrirásina. Þegar rofanum er lokað, er hlið Q1 PMOS þvingað lágt og tengir rafhlöðuna við stýrirásina.
Halda lífi hringrás
- Um leið og Q1 PMOS tengir rafhlöðuna við STM32G071KB heldur MCU Q1 PMOS lokuðu með því að nota Q2 NMOS. Reyndar virkar það sem MCU-drifinn rofi samhliða ytri kveikjurofanum.
- Þannig tekur fastbúnaðurinn stjórn á tengingu rafhlöðunnar og stýrirásarinnar, sem gerir kóðanum kleift að slökkva á öruggan hátt, td.ample, hemla mótorinn.
- Mælt er með því að stilla GPIO úttak sem stjórnar Q2 hliðinu (PB8) strax í upphafi MCU frumstillingarinnar.
- Greining á stöðu ytri kveikjarans
- Sérstök hringrás gerir kleift að fylgjast með raunverulegri stöðu ytri kveikjarofans.
- The monitoring GPIO (PB5) is connected to the switch through the D13 diode. As long as the switch is closed, it forces the GPIO low through D13. Releasing the switch, D13 turns off and the GPIO returns high thanks to a pull-up resistor.
- Þegar MCU skynjar opnun rofans er hemlun og stöðvun mótorsins ræst.
Protection against reverse biasing from power stage framleiðsla
- Eins og sýnt er á skýringarmyndinni í kafla 6, mynd 9, er rafhlaðan alltaf tengd við afltage meðan Q1 PMOS rofinn tengir og aftengir stýrirásina. Á þennan hátt er árgtage af krafti stage úttak (VOUT) getur verið hærra en stýrikerfisframboð (VM) sem brýtur gegn AMR-mörkum hliðarakstursrásarinnar: VOUT, max = VM + 2 V.
- Tækið er varið gegn þessu ástandi með díóðum á milli hvers úttaks og VM framboðsins (D1, D2, D3 og D4).
Efnisskrá
Tafla 5. EVLDRIVE101-HPD efnisskrá
| Atriði | Magn | Ref. | Hluti/verðmæti | Lýsing | Framleiðsla. | Pöntunarkóði |
| 1 | 5 | CI,C2,C38,C39,C40 | NM | SMT keramik þéttir | ||
| 2 | 7 | C3,C19,C21,C 23,C28,C34,C4 1 | 100 nF | SMT keramik þéttir | ||
| 3 | 5 | C4,C26, C35,C36,C37 | 1n | SMT keramik þéttir | ||
| 4 | 2 | C5,C27 | 10n | SMT keramik þéttir | ||
| 5 | 2 | C6,C17 | 1uF | SMT keramik þéttir | ||
| 6 | 1 | C7 | 100n | SMT keramik þéttir | ||
| 7 | 1 | C8 | 220 nF | SMT keramik þéttir | ||
| 8 | 1 | C9 | 4.7uF | SMT keramik þéttir | ||
| 9 | 5 | C10,C11,C12,C 20,C22 | 1uF | SMT keramik þéttir | ||
| 10 | 3 | C13,C14,C15 | NM | SMT keramik þéttir | ||
| 11 | 1 | C16 | 470 nF | SMT keramik þéttir | ||
| 12 | 1 | C18 | 2.2uF | SMT keramik þéttir | ||
| 13 | 1 | C24 | 4.7 u | SMT keramik þéttir | ||
| 14 | 1 | C25 | 220n | SMT keramik þéttir | ||
| 15 | 3 | C29,C30,C31 | 2.2 nF | SMT keramik þéttir | ||
| 16 | 2 | C32,C33 | 220 u | Í gegnum gat ál valinn. þétti | Panasonic | ECA2AM221 |
| 17 | 6 | D1,D2,D3,D4,D 12,D13 | 1N4148WS | Lítið merki hratt skiptidíóða | Vishay | 1N4148WS-E3-08 / -E3-18 eða sambærilegt |
| 18 | 6 | D5,D6,D7,D8,D 9,D10 | BAT30 | Lítið merki Schottky díóða | STMicroelectronics | BAT30KFILM |
| 19 | 1 | D11 | BZT585B12T | SMD nákvæmni Zener díóða | Díóða Incorporated | BZT585B12T eða sambærilegt |
| 20 | 5 | J1,J2,J3,J5,J6 | pad200hole118_11 | |||
| 21 | 1 | J4 | STRIP 1×5 | Strip tengi 5 skaut, 2.54 mm | ||
| 22 | 1 | J7 | STDC14 | Tengihaus SMD 14POS 1.27 mm | Samtec | FTSH-107-01-L-DV-KA |
| Atriði | Magn | Ref. | Hluti/verðmæti | Lýsing | Framleiða. | Pöntunarkóði |
| 23 | 1 | J8 | STRIP 2×7 | Strip tengi 7×2 skaut, 1.27 mm | NP | |
| 24 | 1 | L1 | 47uH | Inductor, varið, 47 uH, 580 mA, SMD | Wurth Elektronik | 744031470 |
| 25 | 2 | NTC1, NTC2 | 10 þús | NTC hitastillir | Vishay | NTCS0603E3103FMT |
| 26 | 1 | Q1 | STN3P6F6 | P-rás -60 V,
0.13 Ohm, -3 A STripFET F6 afl MOSFET |
STMicroelectronics Diodes Incorporated | STNP6F6 DMP6023LE-13 |
| 27 | 1 | Q2 | 2N7002 | N-rás 60 V, 7.5 Ohm MOSFET | Diodes Inc. | 2N7002 eða sambærilegt |
| 28 | 2 | R1,R43 | 39 þús | SMT viðnám | ||
| 29 | 4 | R2,R36,R37,R38 | 100 þús | SMT viðnám | ||
| 30 | 1 | R3 | 22 þús | SMT viðnám | ||
| 31 | 1 | R4 | 7.32 þús | SMT viðnám | ||
| 32 | 3 | R5, R6, R7 | 3.3 þús | SMT viðnám | ||
| 33 | 5 | R8,R59,R64,R 69,R71 | 10 þús | SMT viðnám | ||
| 34 | 6 | R9,R11,R13,R1 5,R17,R19 | 100 | SMT viðnám | ||
| 35 | 6 | R10,R12,R14, R16,R18,R20 | 39 | SMT viðnám | ||
| 36 | 3 | R21, R22, R23 | 0.01 | SMT viðnám | Bourns | CRA2512-FZ-R010ELF |
| 37 | 3 | R24, R27, R30 | 68 þús | SMT viðnám | ||
| 38 | 3 | R25, R28, R31 | 4.3 þús | SMT viðnám | ||
| 39 | 3 | R26, R29, R32 | NM | SMT viðnám | ||
| 4 | 3 | R33, R34, R35 | 10 R | SMT viðnám | ||
| 41 | 2 | R39,R40 | 150 þús | SMT viðnám | ||
| 42 | 1 | R41 | 30 þús | SMT viðnám | ||
| 43 | 1 | R42 | 100 þús | SMT viðnám | ||
| 44 | 6 | R44,R45,R46, R47,R48,R49 | 1k | SMT viðnám | ||
| 45 | 2 | R51,R53 | 910 | SMT viðnám | ||
| 46 | 1 | R54 | 91 þús | SMT viðnám | ||
| 47 | 1 | R55 | 5.6 þús | SMT viðnám | ||
| 48 | 3 | R56, R61, R66 | 20 þús | SMT viðnám | ||
| 49 | 6 | R57,R58,R62, R63,R67,R68 | 1.4 þús | SMT viðnám | ||
| 50 | 3 | R60, R65, R70 | 0R | SMT viðnám | ||
| 51 | 2 | SB1, SB2 | SOLDER_JUMPER1x3 | Jumper | ||
| 52 | 6 | TP1,TP2,TP3,T P4,TP5,TP6 | TP-Pad þvermál 1_5 mm | Prófunarpunktur - Púði 1.5 mm í þvermál |
| Atriði | Magn | Ref. | Hluti/verðmæti | Lýsing | Framleiða. | Pöntunarkóði |
| 53 | 1 | U1 |
STM32G071KBT3 |
Örstýringarmur Cortex-M0+ MCU, 128 KB
flass, 36 KB vinnsluminni, 64 MHz örgjörvi |
STMicroelectronics | STM32G071KBT3 |
| 54 | 1 | U2 | STDRIVE101 | Þriggja fasa hlið bílstjóri | STMicroelectronics | STDRIVE101 |
| 55 | 6 | U3,U4,U5,U6,U 7,U8 | STL220N6F7 | N-rás 60 V, 1.2 mO gerð, 120 A STripFET F7 afl MOSFET | STMicroelectronics | STL220N6F7 |
| 56 | 1 | U9 | L7983PU50R | 60 V 300 mA
samstilltur rofastillir |
STMicroelectronics | L7983PU50R |
| 57 | 1 | U10 | LDL112PU33R | 1.2 Lágur kyrrstraumur LDO | STMicroelectronics | LDL112PU33R |
| 58 | 4 | U11,U12,U13,U14 | TSV991ILT | Breiðbandsbreidd (20 MHz) járnbraut til járnbrautarinntak/útgangur 5 V CMOS op amp | STMicroelectronics | TSV991ILT |
| 59 | 1 | Y1 | NM | Kristall 32.768 kHz 12.5 PF SMD | NDK | NX3215SA-32.768K- STD-MUA-8 |
| 60 | 1 | Jumper 2 stangir 1.27 mm | Wurth Elektromik | 622002115121 |
Skýringarmynd
Mynd 11. EVLDRIVE101-HPD skýringarmynd: umbreyting aflgjafa
Mynd 12. EVLDRIVE101-HPD skýringarmynd: inntak og úttak
Endurskoðunarsaga
Tafla 6. Endurskoðunarferill skjala
| Dagsetning | Útgáfa | Breytingar |
| 11-des-2023 | 1 | Upphafleg útgáfa. |
MIKILVÆG TILKYNNING - LESIÐU VARLEGA
- STMicroelectronics NV og dótturfélög þess („ST“) áskilja sér rétt til að gera breytingar, leiðréttingar, endurbætur, breytingar og endurbætur á ST vörum og/eða þessu skjali hvenær sem er án fyrirvara. Kaupendur ættu að fá nýjustu viðeigandi upplýsingar um ST vörur áður en þeir leggja inn pantanir. ST vörur eru seldar í samræmi við söluskilmála ST sem eru í gildi þegar pöntun er staðfest.
- Kaupendur bera einir ábyrgð á vali, vali og notkun ST vara og ST tekur enga ábyrgð á umsóknaraðstoð eða hönnun vöru kaupenda.
- Ekkert leyfi, óbeint eða óbeint, til nokkurs hugverkaréttar er veitt af ST hér.
- Endursala á ST vörum með öðrum ákvæðum en upplýsingarnar sem settar eru fram hér ógilda alla ábyrgð sem ST veitir fyrir slíka vöru.
- ST og ST merkið eru vörumerki ST. Fyrir frekari upplýsingar um ST vörumerki, sjá www.st.com/trademarks. Öll önnur vöru- eða þjónustuheiti eru eign viðkomandi eigenda.
- Upplýsingar í þessu skjali koma í stað og koma í stað upplýsinga sem áður hafa verið gefnar í fyrri útgáfum þessa skjals.
- © 2023 STMicroelectronics – Allur réttur áskilinn
UM3257 – Rev 1
Skjöl / auðlindir
 |
STMicroelectronics EVLDRIVE101-HPD Reference Design Board [pdfNotendahandbók EVLDRIVE101-HPD viðmiðunarhönnunarráð, EVLDRIVE101-HPD, viðmiðunarhönnunarráð, hönnunarráð, borð |
