‌STEVAL-TTM007A汽车电机控制板技术解析

STMicroelectronics STEVAL-TTM007A控制板设计用于高压电机控制应用，如牵引逆变器和ASIL D系统。 STMicroelectronics STEVAL-TTM007A可由12V输入（辅助电池）或5V输入供电，绕过PMIC产生电压。该板具有多个连接器，可为数字和模拟输入/输出提供广泛的外部连接，并配有用于信号调理的优化滤波器。

数据手册；*附件：STMicroelectronics STEVAL-TTM007A控制板数据手册.pdf

特性

• 由StellarStudio MC配置工具提供支持
• 电机控制连接器有100个引脚，可支持不同类型的电机控制应用，如双电机、六相电机、EESM（外部激励式同步电机），并在解析器反馈电路调理中提供冗余
• 全套电机位置反馈采集功能允许用户处理和管理所有最先进的F.O.C.算法
• 2个CAN-FD和1个UART通信端口
• OBD2端口，用于车辆接口

示意图

STEVAL-TTM007A汽车电机控制板技术解析‌

一、产品概述

STEVAL-TTM007A是意法半导体（STMicroelectronics）专为汽车高压电机控制应用设计的评估板，适用于牵引逆变器（Traction Inverter）和车载充电器（OBC）等动力总成架构。其核心特性包括：

• ‌ASIL D级安全设计‌：搭载双核Arm Cortex®-M7 MCU（SR5E1E7）和ASIL-D认证的SPSB100电源管理IC，符合ISO 26262功能安全标准（AEC-Q100认证）。
• ‌多电机支持‌：通过100针电机控制接口，可驱动双电机、六相电机或外励同步电机（EESM），并支持冗余旋变反馈电路。
• ‌通信接口‌：集成2x CAN-FD、1x UART及OBD2车辆诊断端口。
• ‌兼容性‌：适配STEVAL-03ACB/04ACB/05ACB等栅极驱动板，支持最高350kW的牵引逆变器功率等级。

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二、关键硬件设计

1. ‌电源架构‌
   • ‌双电源输入‌：支持12V（辅助电池）或5V（绕过PMIC）供电。
   • ‌PMIC管理‌：SPSB100芯片提供多路稳压输出（如+3.3V、+5V），集成看门狗功能确保系统安全。
   • ‌热设计‌：通过热阻参数（RθJA）优化散热布局，满足高功率场景下的结温要求。
2. ‌电机控制接口‌
   • ‌电流采样‌：支持三相电流检测（ADC_U/V/W_D_Mx），配备专用滤波电路（如0.22μF去耦电容）。
   • ‌旋变器接口‌：提供激励信号（RES_Excitation）和正/余弦反馈（SIN/COS_Resolver），支持9Vpp或18Vpp可调激励幅度。
3. ‌通信与诊断‌
   • ‌CAN-FD隔离‌：采用TCAN330GD隔离收发器，支持CAN_H/L差分信号传输。
   • ‌OBD2诊断‌：符合ISO 9141-2和J1850协议，集成车辆总线接口。

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三、安全与冗余设计

1. ‌ASIL D实现‌
   • ‌双核MCU‌：SR5E1E7芯片通过锁步核（Lockstep Core）实现故障检测，配合SPSB100的硬件监控（如电压失效检测）。
   • ‌故障保护‌：内置电机急停信号（Motor_Control_BKINx）和栅极驱动故障反馈（DIAG_HS/LS_Mx）。
2. ‌信号冗余‌
   • ‌旋变反馈‌：双路旋变接口（Resolver 1/2）支持冗余信号采集，提升位置检测可靠性。
   • ‌电源备份‌：12V备用电源输入（12V_PWR-CTR）确保主电源失效时关键功能持续运行。

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四、典型应用场景

1. ‌牵引逆变器‌
   • 支持永磁同步电机（PMSM）或EESM的磁场定向控制（FOC），通过HRTIM模块生成高精度PWM信号。
2. ‌车载充电器‌
   • 结合STGAP4S隔离驱动芯片，实现高效率AC/DC转换。