ST 三相电机控制解决方案

2021年8月26日，由ASPENCORE主办的“全球MCU生态发展大会”及“电机驱动与控制论坛”在深圳成功举办。其中的“电机驱动与控制论坛”上众多厂商就MCU及电机驱动与控制等技术进行了深入交流。

意法半导体电机控制高级应用工程开发蔡先生意法半导体三相电机决方案及应用。

本文主要包含三部分：ST电机实验室介绍，ST 电机控制的产品及架构，ST电机控制参考解决方案。

ST电机控制创新技术中心（电机实验室）

2015年，ST针对电机控制部分加大投入，成立了研发中心，按照重点领域、硬件/软件开发以及对本地客户的更密切支持进行划分。

电机控制 CC 分为 3 个主要部分，家用电器和空调、电机驱动（专注于自动化和工业运输）以及电池供电和低压（专注于电动工具、园林工具、消费产品，如真空机器人吸尘器、健身 机器，教育机器人）

其主要职责一部分是提供系统级的研发，包括完整解决方案，原理图，调试、PCB料、产品效率分析等方面与客户合作。

另一部分是和客户建立伙伴关系，可以把彼此的算法结合起来，包括客户自己的专利算法，可以很容易的去融入到我们的方案中，而ST自己的专利算法可以供客户免费使用。

ST 电机控制产品及架构

电机控制里面的信息很重要的一环就是生态系统，怎么样让客户能简单容易的去找到他需要的东西，并且他在所使用的过程中很方便很容易上手，这是ST追求的一个目标。

STM32电机控制生态系统

STM32电机控制生态系统图

STM32电机控制生态系统包含三部分：

电机控制套件

在线工具，可轻松访问 STMicroelectronics MCU 生态系统中的电机控制资源

对于 STM32、STSPIN32 和 STM8 MCU。

电机控制软件开发 套件 (SDK)

电机控制固件库：全功能库

电机控制工作台：图形 (GUI) 配置器/监视器

对于 STM32、STSPIN32 MCU。

电机控制分析器

自动检测关键参数（Rs、Ls、Ke）

零设备需求

对于 STM32 MCU。

ST 电机控制驱动组合

这是ST在驱动器方面提供的运动控制整体产品。

涵盖了从嵌入功率级的集成驱动器（属于 STSPIN 产品系列，能够处理高达 100W 的应用）到分立智能栅极驱动器（属于 STDRIVE 系列，能够处理高达数十 KW 的应用）。

有先进的混合系统级封装，将栅极驱动器与MOSFET 集成在一起，适用于高达 500W 的应用。新的 STSPIN32 系列产品将 STM32 MCU 与先进的栅极驱动器和电源管理设备集成在一起。 STSPIN32 产品可以解决高达几千瓦的应用。

功率模块

在电源方面，ST 有比较广泛的产品组合，包括分立器件和电源模块。

IPM SLLIMM Nano、IPM SLLIMM、ACEPACK SMIT、ACEPACK 和 ACEPACK DRIVE 提供广泛的模块解决方案产品，涵盖从 30W 到 250KW 的广泛功率范围需求。

IGBT 基、硅 MOSFET 和 SiC MOSFET 的全硅选项，涵盖不同的应用性能需求。

100% ST 硅含量在内部和后端生产。

ST电机控制解决方案分级

ST电机控制中不同的低压和高压解决方案使运动控制设计人员能够为其设计采用最佳策略。

ST定义了三个不同级别的集成，以匹配架构要求。

Discrete Solution：由 MCU (STM8/STM32)、STDRIVE 系列的栅极驱动器或 STPOWER 系列组合。

智能集成控制解决方案：由STSPIN32F0等系统级封装（MCU+栅极驱动器）和分立功率级组成。

电源集成解决方案：将 MCU 与 STSPIN 单片或 SLLIMM 系列的 IPM 相结合。

应用解决方案

这是空调方案战略和路线图。

空调方案包括2kW 空调室外机，4kW空调、热泵，7kW 商用空调室外机，冰箱，洗衣机，以及室内风机, 油烟机, 吊扇, 工业风机等风机类参考解决方案。

利用STEVAL-CTM010V1实现2kW 空调室外机, 双电机& 单相数字PFC：

4kW空调、热泵解决方案，室外机---双电机和交错式数字PFC

采用双电机、交错式 dPFC 和 dICL 与单个 STM32G4 / STM32F3 MCU。

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