STMicroelectronics EVLSPIN32G4-ACT基于STSPIN32G4的参考设计是用于实施基于STSPIN32G4电机控制器的下一代智能执行器的参考设计。STSPIN32G4采用9mm x 9mm VFQFPN封装，集成了三个高性能半桥栅极驱动器（具有丰富的可编程特性）和一个STM32G431混合信号微控制器。该板设计用于驱动高达5ARMS输出电流、48V电源输入的三相无刷电机，外观尺寸非常紧凑 (62mm x 50mm) 但提供的总功率却达到250W。可在过热、过压和过流情况下监控功率级。电机绕组电流的检测可在三分流或单分流拓扑之间选择。该板可随时用于FOC和6步控制算法，可以使用霍尔传感器或正交编码器在无传感器和基于传感器的模式下运行。

数据手册；*附件：STMicroelectronics EVLSPIN32G4-ACT基于STSPIN32G4的参考设计数据手册.pdf

得益于与STWIN.box开发套件的顺畅连接以及完整的软件和固件生态系统，该电机逆变器具备有线和无线连接（RS485、UART、USB、CAN和低功耗蓝牙、Wi-Fi®与和NFC）、各种惯性终端环境传感器（加速度计、陀螺仪、倾角仪、磁力计、湿度、温度和压力）以及板载数据（microSD™卡）。EVLSPIN32G4-ACT非常适合用于尖端的电机控制解决方案，如物联网、状态监测和预测性维护。

特性

• 功率级基于STL60N10F7功率MOSFET，输出电流高达5A RMS ，具有过流保护功能
• 总线电压范围为10V至48V，具有专用监控功能
• STSPIN32G4高性能三相电机控制器，带嵌入式STSPIN32G431 MCU
• CAN总线预处理
• 输入，用于通过数字霍尔传感器或增量正交编码器进行速度/位置反馈
• 使用嵌入式运算放大器进行三分流或单分流差分电流检测
• NTC传感器，用于功率级温度监控
• 连接STWIN.box和外部传感器板的接口

概览

STSPIN32G4智能驱动器技术解析：面向下一代智能执行器的完整解决方案

一、产品概述与核心特性

‌STSPIN32G4参考设计‌是基于STSPIN32G4系统级封装的完整解决方案，专为新一代智能执行器而设计。该产品在9x9mm VFQFPN封装中集成了三相高性能半桥门极驱动器与混合信号STM32G431微控制器，提供了一个高度集成的电机控制系统。

‌ 主要技术亮点： ‌

• ‌功率级设计‌：采用STL60N10F7功率MOSFET，输出电流最高达5A RMS，具备过流保护功能
• ‌宽电压输入‌：工作电压范围10V至48V，配备专用电压监控电路
• ‌灵活电流检测‌：支持三路并联或单路差分电流检测，使用嵌入式运算放大器
• ‌多功能反馈接口‌：支持数字霍尔传感器或增量正交编码器的速度/位置反馈
• ‌丰富通信接口‌：预置CAN总线接口，兼容STWIN.box和外部传感器板
• ‌完善监测保护‌：配备NTC传感器用于功率级温度监控

二、系统架构与技术规格

2.1 关键性能参数

根据数据手册规格，该参考设计的主要技术指标如下：

‌ 电气参数： ‌

• ‌输入电压范围‌：10V - 48V
• ‌输出电流能力‌：连续工作电流5A RMS，峰值电流7A
• ‌输出功率‌：最大250W（环境温度25°C条件下）
• ‌封装尺寸‌：62mm × 50mm紧凑型设计

2.2 核心控制器架构

‌STSPIN32G4系统级封装‌构成了该设计的核心，其架构优势包括：

• ‌高度集成‌：将门极驱动器与STM32G431 MCU集成于单一封装
• ‌可编程特性‌：提供丰富的可编程功能配置
• ‌多种控制算法‌：支持FOC（磁场定向控制）和6步控制算法
• ‌运行模式灵活‌：可工作在无传感器和基于传感器的多种模式

三、硬件设计深度解析

3.1 电源管理架构

系统采用‌四级电源管理方案‌：

1. ‌主电源输入‌：通过FASTON连接器提供10-48V直流输入
2. ‌降压稳压‌：ST1S14PHR步降开关稳压器提供稳定供电
3. ‌电容滤波网络‌：包含多级陶瓷电容和电解电容，确保电源质量
4. ‌电源监测‌：实时监控总线电压，提供过压、过流保护

3.2 功率级设计

‌ MOSFET选型与布局： ‌

• 采用6个STL60N10F7 N沟道功率MOSFET
• 典型导通电阻14.5mΩ，耐压100V，额定电流12A
• 采用STripFET F7 DeepGATE技术，优化开关性能

3.3 传感检测系统

系统提供‌双重电流检测拓扑‌：

• ‌三并联检测‌：通过三个独立的检测电阻实现精确相电流测量
• ‌单路差分检测‌：使用嵌入式运放实现高精度电流重构

四、应用场景与技术优势

4.1 目标应用领域

‌ 工业与家居自动化： ‌

• 伺服驱动器和电动自行车
• 服务和自动化机器人
• 真空吸尘器、烘干机和清洁机器人

‌ 专业工具与设备： ‌

• 电动工具和园林工具
• 泵和风扇系统
• 无人机和航空模型

4.2 智能功能特性

‌ 物联网与预测性维护能力： ‌

• ‌有线无线连接‌：支持RS485、UART、USB、CAN、BLE、Wi-Fi、NFC
• ‌多传感器集成‌：加速度计、陀螺仪、倾角计、磁力计、温湿度、压力传感器
• ‌数据存储‌：板载microSD卡支持数据记录
• ‌状态监测‌：实现设备健康状态的实时监控

五、开发支持与生态系统

5.1 STWIN.box集成

通过与‌STWIN.box开发套件‌的无缝对接，系统获得：

• 完整的软件和固件生态系统支持
• 快速原型开发和系统验证能力
• 丰富的外设扩展接口

六、设计参考价值

该参考设计为工程师提供了‌完整的实现蓝图‌：

• ‌详细物料清单‌：包含75个关键组件的完整规格信息
• ‌四部分电路原理图‌：详细展示控制器、功率级、传感和接口设计
• ‌PCB布局指导‌：紧凑型62mm×50mm布局方案