STMicroelectronics STSPIN32G060x 600V三相BLDC控制器数据手册

STMicroelectronics STSPIN32G060x 600V三相BLDC控制器 采用一体化封装，用于驱动三相应用。STMicro STSPIN32G060x包括一个带32位Arm® Cortex®-M0 + CPU的STM32G031x8x3 MCU。该器件还包括一个600V三半桥栅极驱动器和一个smartSD比较器，用于快速过载和过流保护。该控制器集成了高压自举二极管、防交叉传导、死区时间和UVLO保护，可实现高效安全运行。该MCU的工作频率高达64MHz，并通过内存保护单元 (MPU) 增强了安全性。

数据手册：

*附件：STSPIN32G0601数据手册.pdf

*附件：STSPIN32G0602数据手册.pdf

特性

• 三相栅极驱动器
  • 高达600V的高压轨
  • dV/dt瞬态抑制：±50V/ns
  • 栅极驱动电压范围：9V至20V
• 驱动器电流能力
  • 25°C时拉电流/灌电流：200/350mA (STSPIN32G0601)
  • 25°C时拉电流/灌电流：1.00/0.85A (STSPIN32G0602)
• 32位Arm Cortex-M0+ MCU内核
  • 时钟频率高达64 MHz
  • 8KB SRAM，带硬件奇偶校验
  • 64KB闪存，带保护和安全区域
  • CRC 计算单元
• 多达32个通用I/O端口 (GPIO)
• 一个用于电机控制的高级定时器,16位，具有多达6个PWM通道
• 5个通用定时器(1个32位）
• 两个低功耗定时器
• 12位ADC转换器（多达15通道），转换速率为2MSps
• 具有灵活映射的5通道DMA控制器
• 内部高精度电压基准
• 2个I^2^C、2个SPI、3个UART和1套完整的低功耗UART接口
• 所有通道均有相配的传播延迟
• 集成自举二极管
• 用于快速过流保护的比较器
• UVLO、联锁和死区时间功能
• 智能关断 (smartSD) 功能
• 用于实现低功耗的待机模式
• 通过SWD支持片上调试功能
• 扩展温度范围：-40°C至+125°C
• QFN 10x10 72L脚距0.5爬电距离1.8mm封装

框图

STSPIN32G0601三相无刷电机控制器技术解析与应用指南

一、核心架构特性

STSPIN32G0601是一款‌系统级封装‌解决方案，集成了600V三相门极驱动器和STM32G031x8x3微控制器。其核心优势体现在：

1. ‌高压驱动能力‌
   • 支持高达600V的工作电压，具备±50V/ns的dV/dt瞬态抗扰度，适用于工业级高压环境。
2. ‌智能集成设计‌
   • 内置32位Arm Cortex-M0+内核，主频最高64MHz，配备8KB SRAM（带硬件奇偶校验）和64KB闪存，满足复杂电机控制算法的存储需求。
3. ‌全面保护机制‌
   • 集成欠压锁定、互锁功能和可编程死区时间，防止功率管直通；通过智能关断电路实现过流保护响应时间<500ns。

二、关键电气特性

根据数据手册第8-12页的实测数据：

‌驱动性能指标‌（VCC=15V, TJ=25℃）：

参数	最小值	典型值	最大值	单位
源极峰值电流	160mA	200mA	300mA
灌电流能力	230mA	350mA	500mA
开关频率	-	-	800kHz

‌电源管理特性‌：

• VCC工作范围：8.5V-20V（推荐值）
• 待机模式功耗：430μA（VCC=7V）
• 工作温度范围：-40℃至+125℃

三、智能保护系统详解

‌SmartSD智能关断机制‌采用双阶段控制：

1. ‌快速关断阶段‌：比较器检测到CIN引脚电压超过内部基准VREF时，立即关闭所有驱动输出。
2. ‌自动恢复阶段‌：
   • 通过外部COD电容设置关断持续时间
   • 恢复时间计算公式：t₂ ≅ COD·(VSSDh - VSSDl)/IOD
   • 典型恢复时间：1-10ms可调

四、电机控制优化方案

‌高级定时器配置‌：

• TIM1定时器专为电机控制优化，支持：
  • 6通道PWM输出
  • 互补输出带可编程死区
  • 支持FOC场定向控制算法

‌引脚复用策略‌（参见引脚描述表）：

• PB12-PB15用于FAULT/LIN信号输入
• PA8-PA11专用于HIN/EN控制

五、实际应用设计要点

1. ‌PCB布局建议‌：
   • 采用JEDEC 2s2p标准测试板
   • 结到环境热阻：22.4℃/W
   • 散热焊盘必须可靠接地
2. ‌外围元件选型‌：
   • 自举二极管：集成Rd=240mΩ
   • 栅极驱动电阻：根据峰值电流计算
3. ‌防护设计‌：
   • 绝对最大耐压值：620V（OUT引脚）
   • 建议在CIN引脚串联100Ω电阻以提高抗干扰能力

六、调试与编程接口

• SWD调试接口支持实时固件更新
• 支持三种启动模式：用户闪存/系统存储器/嵌入式SRAM
• 通过BOOT0引脚选择启动方式

七、典型应用场景

1. ‌工业驱动器‌：支持有感/无传感器FOC控制
2. ‌变频器应用‌：兼容IGBT和MOSFET功率器件
3. ‌智能风机控制‌：可实现多级调速和软启动