‌EVSPIN32G06Q1S3评估板技术解析：基于STSPIN32G0601的三相逆变器设计

STMicroelectronics EVSPIN32G06Q1S3评估板是一款基于STSPIN32G0601控制器的三相完整逆变器，其控制器内置有一个三相600V栅极驱动器和一个Cortex ^®^ -M0+ STM32 MCU。该板采用三分流检测拓扑，设计用于带检查或无传感器模式下的磁场定向控制(FOC)算法。这样即可驱动永磁同步电机(PMSM)和无刷直流(BLDC)电机。该评估板中的功率级包含STGD6M65DF2 IGBT,但可适应任何采用DPAK/powerFLAT 8x8 HV封装的IGBT或功率MOSFET。EVSPIN32G06Q1S3评估板支持35V AC （50V DC ）至280V AC （400V DC ）的宽输入电压范围。典型应用包括家用和工业冰箱压缩机、工业驱动器、泵、风扇、家用电器和工业自动化。

数据手册：*附件：STMicroelectronics EVSPIN32G06Q1S3 评估板数据手册.pdf

特性

• 输入电压范围：35V AC （50V DC ）至280V ~AC ~ （400V DC ）
• 适用于250W应用，1ARMS~ 相电流
• STGD6M65DF2 IGBT功率级具有如下特性：
  • V ~(BR)CES ~ =650V
  • VCE(sat) =1.55V（IC =6A时）
• 过流阈值设置：3.5Apeak
• IGBT/MOSFET封装的双占位面积：
  • DPAK或PowerFlat 8x8 HV
• 总线电压检测
• 符合 RoHS 标准
• 三分流电流检测，适用于：
  • 有传感器或无传感器三分流矢量(FOC)算法
• 15 V VCC和3.3 V VDD电源
• 智能关断过流保护
• 数字霍尔传感器和编码器输入
• 通过STLINK-V3SET或STLINK/V2调试器/编程器进行外部连接
• 用户接口简单，带按钮和微调

板布局

‌EVSPIN32G06Q1S3评估板技术解析：基于STSPIN32G0601的三相逆变器设计‌

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‌一、核心架构与技术特性‌

1.1 主控与功率级设计

EVSPIN32G06Q1S3评估板以‌STSPIN32G0601Q‌为核心控制器，集成600V三相门极驱动器和‌Cortex-M0+内核STM32 MCU‌。其功率级采用‌STGD6M65DF2 IGBT‌，具备以下关键参数：

• ‌耐压能力‌：V(BR)CES = 650V
• ‌饱和压降‌：VCE(sat) = 1.55V @ IC = 6A
• ‌封装灵活性‌：支持DPAK或PowerFlat 8x8 HV封装的IGBT/MOSFET兼容设计

1.2 输入与输出范围

• ‌输入电压‌：35VAC（50VDC）至280VAC（400VDC）
• ‌适用功率‌：约250W应用，相电流1ARMS
• ‌过流保护‌：阈值设置为3.5A峰值，配合智能关断机制

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‌二、关键电路模块解析‌

2.1 三并联电阻电流检测拓扑

评估板采用‌三并联电阻电流检测方案‌，支持以下控制模式：

• ‌ 有传感器/无传感器三相矢量控制（FOC） ‌
• ‌适用电机类型‌：永磁同步电机（PMSM）

2.2 电源管理架构

集成‌VIPER06XS反激变换器‌，生成系统所需的‌ +15V（VCC）与+3.3V（VDD） ‌ 电源轨，确保驱动与逻辑电路的稳定供电。

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‌三、硬件接口与扩展功能‌

3.1 调试与通信接口

• ‌STLINK-V3SET或STLINK/V2‌ 调试器支持固件烧录与实时监控
• ‌多协议串行接口‌：
  • ‌SWD/JTAG‌：用于程序调试
  • ‌UART/I2C/SPI‌：支持外部设备连接与数据传输

3.2 反馈与保护网络

• ‌母线电压检测‌：通过分压电阻网络实现高压侧电压采样
• ‌数字霍尔传感器与编码器输入‌：支持高精度位置检测
• ‌温度反馈电路‌：基于NTC电阻与运放组成的模拟信号调理链路

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‌四、应用场景与设计优势‌

4.1 典型应用领域

• ‌家电与工业驱动‌：冰箱压缩机、空调风机、工业泵类
• ‌电动工具‌：有线电钻、园艺设备
• ‌自动化设备‌：机器人关节电机、传送带控制系统

4.2 技术优势总结

1. ‌高集成度‌：单一芯片融合MCU与门极驱动，简化外围电路
2. ‌灵活拓扑‌：三并联检测支持FOC算法，兼容有感/无感模式
3. ‌宽电压适配‌：兼容全球主流电网电压（85V-265VAC）
4. ‌安全合规‌：通过RoHS认证，满足环保要求

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‌五、设计注意事项与安全规范‌

5.1 电气安全警告

• ‌非隔离设计‌：板卡直接连接高压交流输入，需通过外部隔离设备（如USB隔离器）保护主机安全13
• ‌电容放电延迟‌：断电后需等待高压电容完全放电再接触板卡

5.2 布局与散热建议

• ‌功率器件布局‌：IGBT/MOSFET需靠近散热器，确保热阻优化
• ‌信号完整性‌：电流检测路径需避免功率环路干扰，采用差分走线布局