STMicroelectronics STEVAL-CTM014A Referenzdesign

Das Referenzdesign STEVAL-CTM014A von STMicroelectronics wurde zur Ansteuerung eines dreiphasigen bürstenlosen DC-Motors bis 700 W entwickelt, wie er typischerweise bei Waschmaschinen zum Einsatz kommt. Die Schaltung besteht aus vier verschiedenen Teilen: dem Steuerteil, dem Kompressorantriebsteil, der Hilfstromversorgungsschaltung und der Kommunikationsschaltung.

Der Steuerungsteil verwendet den STM32G431CB als primären Steuerchip, der hauptsächlich zur Steuerung von Motoren verwendet wird. Er umfasst außerdem Strom-, Spannungs- und Temperaturmessung, Kommunikationsrealisierung, Überstromschutz, Überspannungsschutz und Übertemperaturschutz.

Der Kompressorantriebsteil umfasst eine dreiphasige Wechselrichterschaltung mit Stromabtastung der unteren Brücke des IPM (die Stromabtastung wird durch den internen integrierten Operationsverstärker des STM32G431CB realisiert). Die dreiphasige Wechselrichterbrücke verwendet das intelligente Leistungsmodul STGIPQ8C60T-HZ Der STGIPQ8C60T-HZ verfügt über sechs IGBTs, Gate-Treiber-Schaltungen, eine NTC-Temperaturmessung und Überstromvergleichsschaltungen.

Die Hilfstromversorgungsschaltung umfasst einen Transformator, einen Schaltnetzteil-Controller, einen Leistungsschalter, eine Gleichrichterdiode und weitere Komponenten. Der VIPER122 integriert einen Schaltnetzteil-Steuerchip und einen Leistungs-MOSFET und verfügt außerdem über Kurzschlussschutzfunktionen. Die genannten Funktionen vereinfachen das Design der Stromversorgung und reduzieren deren Größe.

Hinsichtlich der Kommunikationsschaltung verfügt der STEVAL-CTM014A von STMicroelectronics über eine Einleiter-Halbduplex-Serialkommunikationsschaltung mit Isolierung, die eine bequeme Kommunikation mit dem Bedienfeld der Waschmaschine ermöglicht. Eine typische Applikation für dieses Referenzdesign ist die Motorsteuerung.

Merkmale

Lösung für die Motorsteuerung eines 3-phasigen BLDC-Motors bis zu 700 W
Kompatibel mit dem aktuellen STM32 ZEST-Softwarealgorithmus
230 VAC/50 Hz Eingangsspannung
16 kHz Wechselrichterschaltfrequenz
DC-Bus-Überspannungsschutz
Überstromschutz im intelligenten Leistungsmodul (IPM)
Übertemperaturschutz im IPM
Drei-Shunt-Strommessung

Abtastung der Gegen-EMK des Motors
STLINK-V3-Anschluss für Debugging und Konfiguration
Isolierte Einleiter-Halbduplex-Serialkommunikation
Auf dem STM32G431 basierende Steuerungsstufe führt die Motorsteuerungsalgorithmen sowie Strom-, Spannungs- und Temperaturabtastung durch.
Leistungsstufe basierend auf dem STGIPQ8C60T-HZ IPM
- NTC (UL 1434 CA 2 und 4)
- UL 1557, Zulassungs-Nr. E81734