基于意法半导体STSPIN32F0601Q和STGD5H60DF的250W冰箱及冷气压缩机方案

关键字 :ST 意法半导体 STSPIN32F0601Q STGD5H60DF compressor 压缩机

STEVAL-CTM011V1 是一款基于 STSPIN32F0601Q 控制器的三相逆变器，内置三相 600 V 栅极驱动器和 Arm® Cortex®-M0 STM32 MCU。功率级采用 STGD5H60DF IGBT。

该板支持一分流(one-shunt0和二加一分流(two- plus one-shunt)传感拓扑。您可以透过调整相关的分流电阻器（RS1、RS2 和 RS3）来正确设置分流拓扑。此外，您可以实现无传感器磁场定向控制 (FOC)。这可以驱动永磁同步电机 (PMSM) 和无刷直流 (BLDC) 电机，以涵盖广泛的应用，例如冰箱压缩机、帮浦、风扇和工业电器。 STEVAL-CTM011V1兼容各种输入电压。它包括一个采用降压配置的 VIPER122 的电源级，可生成应用所需的 +15 V 和 +3.3 V 电源电压。

配套程式是 X-CUBE-MCSDK，可从 https://www.st.com/en/evaluation-tools/steval-ctm011v1.html#tools-software下载，与压缩机电机的 STSW-CTM011 程式示例一起使用。

可以透过 STM32CubeIDE 和 B-STLINK-ISOL 以及 STLINK-V3SET 编译、调试和配置程式。 SWD 和 UART TX-RX 连接器也可用。

STSPIN32F060x是一个高度集成的IC，用于驱动三相应用，帮助设计人员减少 PCB 面积和整体材料清单。它嵌入了 STM32F031x6x7，具有 ARM® 32 位 Cortex®-M0 CPU 和 600 V 三重半桥栅极驱动器，能够驱动 N 通道功率 MOSFET 或 IGBT。集成了具有高级 smartSD 功能的比较器，可确保快速有效地防止过载和过流。

还集成了高压自举二极管，以及上下驱动部分的抗交叉传导、死区时间和 UVLO 保护，可防止电源开关在低效率或危险条件下工作。低侧和高侧部分之间的匹配延迟保证没有周期失真。集成的 MCU 允许执行 FOC、6 步无传感器和其他高级驱动算法，包括速度控制回路。

STGD5H60DF 是H系列600 V，5 A 高速IGBT，这些器件是使用先进的专有沟槽栅极场终止(trench gate field-stop)结构开发的 IGBT。这些器件是意法半导体H系列 IGBT 的一部分，它代表了传导损耗和开关损耗之间的最佳折衷，以最大限度地提高高速开关频率转换器的效率。此外，略为正的 VCE(sat) 温度系数和非常紧密的参数分布导致更安全的并联操作。

特色为

高速开关
紧密的参数分布
安全并联
低热阻
短路额定值
超快软恢复反并联二极管

STGD5H60DF - Trench gate field-stop IGBT, H series 600 V, 5 A high speed - STMicroelectronics

STSW-CTM011 是压缩机电机的固件示例,为 IAR v8.5 生成,可透过 SWD 端口下载。

https://www.st.com/en/embedded-software/stsw-ctm011.html

STM32 微控制器提供运行向量控制或 FOC 模式的行业标准 Arm® Cortex®-M 内核的性能，广泛用于空调、家用电器、无人机、楼宇和工业自动化、医疗和电动自行车应用的高性能驱动器。

STM32 MC SDK（电机控制软件开发套件）固件（X-CUBE-MCSDK 和 X-CUBE-MCSDK-FUL）包括永磁同步电机 (PMSM) 固件库（FOC 控制）和 STM32 电机控制工作台（用于配置 FOC 固件库参数）及其图形用户界面 (GUI)。

STM32 Motor Control Workbench 是一款 PC 软件，可减少 STM32 PMSM FOC 固件配置所需的设计工作和时间。用户通过GUI生成工程文件，根据应用需要初始化库。可以实时监控和更改正在使用的算法的一些变量

https://www.st.com/en/embedded-software/x-cube-mcsdk.html

STEVAL-CTM011V1官网连结URL

STEVAL-CTM011V1 - 250 W mainstream compressor solution based on STSPIN32F0601Q and STGD5H60DF - STMicroelectronics

►场景应用图

►展示板照片

►方案方块图

►核心技术优势

 用料精简,整合IC(MCU+gate driver)减少 PCB 面积和整体材料清单  丰富的软体资源与开发设定工具, 容易客制化  保护机制周全, UVLO、联锁Interlocking和死区时间功能  智能关机（smartSD）功能  低功耗待机模式  适用范围广，额定功率高达 250 W

►方案规格

 由即用型硬件和程式构成的完整系统解决方案  适用于由电源供电的各种应用，额定功率高达 250 W：冰箱压缩机,泵和风扇,工业用具  非常低的待机功耗和过流/欠压保护  基于STSPIN32F0601Q智能三相电机控制器，内嵌STM32  采用降压配置的基于 VIPER122 的电源，可生成板载直流电压  基于 STGD5H60DF IGBT 额定 600 V 和 5 A 的逆变器功率级  紧凑尺寸：7.5 x 11.2 厘米  配备经过验证的无传感器磁场定向控制 (FOC) 程式，采用单分流或 2+1 分流拓扑  符合 RoHS 标准

► 技术文档

类型	标题	档案
操作手册	User Manual
操作手册	Data brief
硬件	BOM
硬件	Gerber
硬件	Schematics