低功率马达控制板STEVAL-IHM036V1的性能特性及应用电路分析

ST公司的STEVAL-IHM036V1低功率马达控制板采用小型低损耗智能模块（SLLIMM）STGIPN3H60和MCU STM32 F100C6T6B，能产生驱动永磁永磁同步电机（PMSM）的波形，不需要的传感器，最大输出功率100W。主要介绍在家庭热水泵，洗碗机马达，冰箱压缩机和高端风扇。本文介绍了STGIPN3H60主要特性，面板图和典型应用电路以及STEVAL-IHM036V1 100W马达控制板主要特性，马达控制系统架构图和电源引线，马达控制板电路图，材料清单和PCB布局图。

该智能电源模块STGIPN3H60以简单，坚固的设计实现了紧凑的高性能交流电动机驱动器。它由六个IGBT组成带有续流二极管和三个半桥HVIC的栅极驱动，提供低电磁干扰（EMI）特性和最佳开关速度。该封装针对内置电机应用或组装空间有限的其他低功耗应用中的热性能和紧凑性进行了优化。该IPM包括一个完全不使用的运算放大器和一个比较器，可用于设计快速有效的保护电路。SLLIMM™是意法半导体的商标。

STGIPN3H60主要特性：

■IPM 3 A，600 V，三相IGBT逆变桥，包括用于栅极驱动和续流二极管的控制IC

■针对低电磁干扰进行了优化

■VCE（sat）负温度系数

■3.3 V，5 V，15 V带有滞后和下拉/上拉电阻的CMOS / TTL输入比较器

■欠压锁定

■内部自举二极管

■互锁功能

■关断功能

■比较器，提供针对过热和过流的故障保护

■运算放大器，用于高级电流检测

■优化的引脚排列，易于电路板布局

STGIPN3H60应用：

■用于电机驱动的三相逆变器

■洗碗机，冰箱压缩机，加热系统，空调风扇，排水和再循环泵

图1。STGIPN3H60机架图

图2。STGIPN3H60典型应用电路图

STEVAL-IHM036V1低功率马达控制板

本文描述了具有SLLIMM™（小型低损耗智能模压模块）STGIPN3H60和MCU STM32F100C6T6B的低功率电机控制板STEVAL-IHM036V1。该演示板是一个AC / DC逆变器，该逆变器生成一个三相波形，以驱动具有磁场定向控制（FOC）的三相永磁同步电动机（PMSM），最大输出功率为100 W，而没有传感器。所使用的控制器所属的意法半导体™ ARM ®皮质基芯™-M3介质密度STM32™MCU系列。

本用户手册中介绍的主要设备是通用的，经过全面评估和填充的设计，包括一个基于NDIP-26L封装的600 V IGBT电源模块的三相逆变桥。IGBT电源模块将所有功率IGBT开关与续流二极管以及高压栅极驱动器集成在一起。借助此集成模块，该系统经过专门设计，可实现可靠而紧凑的功率逆变器。由于设计简单，这种集成节省了PCB空间占用和组装成本，并具有很高的可靠性。

该板设计为与欧洲230 V交流电源电压（+/- 15％）或相应的DC电源电压范围内的单相电源兼容。该评估板包括一个具有VIPer™16降压配置的电源级，可产生应用所需的+15 V电源电压。

STEVAL-IHM036V1低功率马达控制板的主要特性：

以下信息显示了转换器规格数据和STEVAL-IHM036V1演示板的主要参数设置。

●最小输入电压275 VDC或195 VAC

●马克西姆微米输入电压375 VDC或265 VAC

●最大输出功率为应用马达高达100瓦

基于NTC电阻●输入浪涌限制

基于降压转换器●15 V辅助电源与VIPer16

●使用NDIP-26L模制封装中的IGBT SLLIMM™STGIPN3H60

●带有测试点的完全组装的板概念

●过流硬件保护

●基于NTC电阻的过热保护

●基于STMicroelectronic基于ARM®Cortex™-M3核的STM32F100C6T6B微控制器

●可以修改带有RS-485总线的电路板

●使用“ STM32 PMSM FOC SDK v3.0电机控制固件库”定制的现场控制（FOC）固件（请参见www.st.com/internet/com/SOFTWARE_RESOURCES/SW_COMPONENT/FIRMWARE/stm32_pmsm_foc_moto rcontrol_fwlib.zip）

●符合EN55014（CISPR 14），IEC 61000-4-5和IEC61000-4-4

●PCB的类型和尺寸：

– PCB的材料-FR -4

–双面布局

铜厚度：〜60m

演示板的总尺寸：圆形，直径115毫米

STEVAL-IHM036V1低功率马达控制板目标应用：

●家用热水泵

●洗碗机泵

●冰箱压缩机

●高端粉丝们

图3。STEVAL-IHM036V1外形图

图4.马达控制系统架构图

图5.马达控制电源设定

图6。STEVAL-IHM036V1电路图（1）

图7。STEVAL-IHM036V1电路图（2）

图8。STEVAL-IHM036V1电路图（3）

STEVAL-IHM036V1电路图

图9。STEVAL-IHM036V1 PCB布局图：

图10。STEVAL-IHM036V1 PCB布局图：大量

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