ST建立完整的电机驱动生态系统加速产品创新

作者:中国电子商情 单祥茹  来源:中国电子商情

发布时间:2017-05-23

智能制造和高端消费电子市场的火爆将机器人、可穿戴设备、无人机、高性能家电等产品推上风口浪尖，在工业和家电市场原本需求量就很大的电机驱动与控制产品更是迎来新的市场爆发点。意法半导体（ST）是电机和运动控制领域的先驱者，旗下的STSPIN 系列主要面向工业级应用，是其销售量最大的电机驱动产品家族，共有超过125种直流有刷电机、直流无刷电机和步进电机的产品型号，从1.8V到80V均有可扩展的方案。

图1  ST亚太区智能电源、IPAD、保护器件产品部市场应用总监DAVID LUCCHETTI先生在介绍STSPIN产品特点及应用

据ST亚太区智能电源、IPAD、保护器件产品部市场应用总监DAVID LUCCHETTI先生介绍，STSPIN电机驱动器系列有一个共同的特点，那就是集成了极高精度高效驱动电机所需的所有性能，并且包括一个可降低主微控制器负荷的运动曲线生成器，同时通过一套全面的保护和诊断特性确保稳固性和可靠性。自始至终，STSPIN电机控制IC系列产品以模块化、可扩展、健壮性为开发目标，为设计者提供满足不同需求和系统架构的多种解决方案。其中，ST的步进电机驱动器，具有精确的定位和流畅的运动曲线，每步最多256个微步。有刷直流电机驱动器能够在很宽的电流和电压范围内驱动一个或多个有刷直流电机。无刷直流电机驱动器仅需使用很少的外部器件。尤其是，许多STSPIN电机驱动IC都已采用自适应电流衰变控制方案和创新的电压模式驱动，确保了高转矩的精度和运动平稳度。

面向电池供电等小功率应用
随着物联网和可穿戴设备的兴起，市场上需要电池供电的电子产品越来越多。电机是便携医疗注射泵和驱动器、个人健身设备、便携POS机、迷你机器人、安全监控设备、精密电动工具、便携式打印机等电子设备的核心组件，这些产品要求电机驱动IC要有极低的功耗，同时尺寸也要做得很小，以便节省设备的空间。去年，针对便携和电池供电设备，ST就推出了STSPIN220步进电机驱动器、STSPIN230三相无刷电机驱动器、STSPIN240 1.3A有刷直流电机驱动器三款单片低压驱动器。今年4月份，后续产品STSPIN250面世，它的高输出电流尤其适用于中低功率设备，例如便携打印机、POS支付终端机、消费电子设备、电动阀门、电动门锁、电子玩具，以及注射泵、电动牙刷等医疗保健产品。这款驱动器还内置全面的保护功能，包括欠压锁保护(UVLO)，非耗散过流保护、短路保护和过热关断。DAVID LUCCHETTI先生表示，现在，STSPIN产品家族完全满足设计人员为便携设备最常用的电机类型选择尺寸紧凑、使用简便等需求。

面向对功率和精准度有很高要求的应用
ST公司的POWERSTEP01系列在功率和精准度上表现出众，它由步进控制预驱动加8个分立MOSFET构成，具有可编程、SPI界面和数字运动引擎等特点。据DAVID LUCCHETTI先生介绍，相对分立器件解决方案，POWERSTEP01可以节省67%的PCB空间。因此，POWERSTEP01非常适合纺织机械、机器人焊接、工业条码打印、工业推土机和搅拌器、缝纫机器等大功率应用。

面向智能工业和高端消费电子应用
如果说上文提到的POWERSTEP01产品系列是把预驱动芯片和功率芯片集成在一起，那么STSPIN32F0模块就是在一个7mm x 7mm QFN微型封装内整合了微控制器和模拟芯片，由
STM32 Cortex M0 MCU与三相半桥驱动器组成（图2），产品充分利用了ST独有的功能丰富的STM32生态系统中功率控制固件库和算法，简化了智能和功能丰富的电机精度控制开发任务。DAVID LUCCHETTI先生认为，STSPIN32F0兼具基于微控制器的电机驱动器的处理性能和灵活性与单颗芯片的易用性和空间利用率。其目标应用包括智能制造设备、电动工具和散热风扇，以及新兴的高端科技产品，例如无人机、机器人，以及内置高能效电机的家电，例如高性能便携吸尘器或空气净化器等。

图2  STSPIN32F0模块STM32 Cortex M0 MCU与三相半桥驱动器组成，可充分利用STM32生态系统中功率控制固件库和算法

DAVID LUCCHETTI先生表示：“STSPIN电机驱动器IC具有杰出的性能、特性和全面的支持，令设计电机控制应用变得更加容易，使各种应用中的直流有刷、步进和无刷电机控制设计更加高效。”为了支持设计，缩短产品上市时间，针对工业和消费电子应用，ST还提供丰富的评估板以及低成本的即插即用探索套件，采用自助式设计，可与软件接口共同使用，是初学者有经验设计者的理想开发工具。由于配有嵌入式微控制器，还可与定制固件共同使用。此外，原理图、BOM和Gerber文件更为设计人员提供了极大的便利。提供的软件套件，能够轻松快速地对电机驱动解决方案进行开发。此外，STSPIN电机驱动器还可以在一个开放、灵活、经济的开发环境中结合STM32 MCU进行评估，从而快速开展原型设计。凭借完整的生态系统，STSPIN已经成为业界销量最大的电机驱动产品家族。