應(yīng)用于堆高機(jī)、高爾夫球車(chē)的電機(jī)控制方案

堆高機(jī)，高爾夫球車(chē)和電動(dòng)工具的電動(dòng)牽引部分是需要低電壓，高電流的STEVAL-CTM009V1套件方案是展示基于STripFET?F7技術(shù)的ST功率MOSFET的功能, 搭配L6491高電流能力柵極驅(qū)動(dòng)器是這應(yīng)用的理想選擇。 

STEVAL-CTM009V1套件由STEVAL-CTM004V1，STEVAL-CTM005V1，STEVAL-CTM006V1，STEVAL-CTM008V1板組成，這些板組裝在一起，為三相電機(jī)構(gòu)建逆變器功率級(jí)。STEVAL-CTM004V1電源板具有絕緣金屬基板（IMS），用于熱保護(hù)的NTC和用于每個(gè)功率MOSFET的去耦柵電阻。該板將ST器件安裝在H2PAK-6封裝中。驅(qū)動(dòng)級(jí)是STEVAL-CTM006V1電路板，帶有L6491高電流能力柵極驅(qū)動(dòng)器，用于驅(qū)動(dòng)功率MOSFET和用于保護(hù)的集成比較器。驅(qū)動(dòng)板包括ST電機(jī)控制連接器，因此您可以將STEVAL-CTM009V1與適用于電機(jī)控制的任何ST MCU控制板連接。該系統(tǒng)還有一個(gè)STEVAL-CTM005V1總線連接電容板，用于連接48 VDC電源（例如電池）以管理紋波電流，STEVAL-CTM008V1電流感應(yīng)板用于讀取三相電流和直流母線電流。

STEVAL-CTM009V1套件旨在讓您評(píng)估STH31 * N10F7功率MOSFET，其中由高端和低端L6491高電流能力柵極驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)。 該系統(tǒng)包括大容量電容器電路板和電流感應(yīng)板。STEVAL-CTM009V1可與任何帶有嵌入式ST電機(jī)控制的ST MCU評(píng)估板連接和ST FOC固件庫(kù)支持。該套件已使用STEVALHKI001V1的STEVAL-CTM001V1C控制板進(jìn)行測(cè)試，具有STM32F303RB 32位微控制器。

STEVAL-HKI001V1是一款工業(yè)驅(qū)動(dòng)評(píng)估系統(tǒng)，旨在展示用于電機(jī)控制應(yīng)用的A2C35S12M3-F IGBT功率模塊的功能。它為單相或三相主輸入提供解決方案，采用轉(zhuǎn)換器逆變器制動(dòng)（CIB）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，能夠處理高達(dá)35 A的電機(jī)電流（功率模塊最大額定電流）。硬件平臺(tái)是一個(gè)可堆疊的解決方案，包括功率級(jí)（STEVALCTM002V1），其中包含電源模塊和電流感應(yīng)電路，以及通過(guò)外部連接器連接的驅(qū)動(dòng)套件（STEVAL-CTM001V1）。 STEVAL-CTM001V1驅(qū)動(dòng)套件包括一個(gè)基STM32F303RBT7微控制器的STEVAL-CTM001V1C控制板，能夠執(zhí)行磁場(chǎng)定向控制（FOC）算法，以在所有電機(jī)控制應(yīng)用中獲得最佳性能，以及STEVAL-CTM001V1D驅(qū)動(dòng)板基于新型電隔離STGAP1AS gapDRIVE?，具有合適的電路，可驅(qū)動(dòng)電源模塊中的嵌入式IGBT?？刂瓢寰哂蠷S232和CAN外部接口，可讓您通過(guò)PC在評(píng)估系統(tǒng)上監(jiān)控和控制應(yīng)用程序。

STEVAL-CTM004V1電源板具有36個(gè)STH31 * N10F7 N溝道功率MOSFET H2PAK-6封裝。在每個(gè)功率MOSFET附近放置一個(gè)柵極電阻，以消除寄生振蕩。一個(gè)每個(gè)晶體管的柵極和源極之間的下拉電阻有助于避免電容耦合驅(qū)動(dòng)?xùn)艠O浮動(dòng)時(shí)晶體管和不需要的導(dǎo)通。每個(gè)開(kāi)關(guān)上的緩沖RC電路限制了速率開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換期間的電壓變化，以減少電磁干擾（EMI）和損耗?？拷_(kāi)關(guān)功率MOSFET的兩個(gè)去耦電容可減少VDS上的振鈴和電壓應(yīng)力在設(shè)備上。電容器減少寄生電流突然電流變化引起的電壓過(guò)沖電路中的電感器。為了監(jiān)控電源板的溫度并提供過(guò)溫保護(hù)，放置了三個(gè)NTC在每個(gè)逆變器支路的一個(gè)功率MOSFET的漏極附近的電源板上。電源部分還有驅(qū)動(dòng)板連接器，帶CON5（phase_U），CON6（phase_V）和CON7（phase_W）用于柵極驅(qū)動(dòng)和NTC傳感，J3用于總線電壓。

N溝道功率MOSFET采用STripFET?F7技術(shù)，具有增強(qiáng)型溝槽柵極結(jié)構(gòu)低導(dǎo)通電阻，降低內(nèi)部電容和柵極電荷，實(shí)現(xiàn)更快，更高效的開(kāi)關(guān)。STH315N10F7 N溝道功率MOSFET具有以下特性：

?專為汽車(chē)應(yīng)用而設(shè)計(jì)，符合AEC-Q101標(biāo)準(zhǔn)

?市場(chǎng)上最低的RDS（on）

?出色的品質(zhì)因數(shù)（FoM）

?低Crss / Ciss比率，用于EMI抗擾度

?高雪崩堅(jiān)固性

在EV逆變器系統(tǒng)中，總線連接電容器可降低紋波電流并抑制由泄漏引起的電壓尖峰電感和開(kāi)關(guān)操作。 這些電容為紋波電流提供低阻抗路徑由輸出電感負(fù)載，總線電壓和PWM頻率引起。

STEVAL-CTM008V1電流檢測(cè)板是一種通用電路控制板，可以讀取如果四個(gè)ICS在板上，則三相電機(jī)電流和直流母線電流。 套件中包含的主板有兩個(gè)ICS讀取兩相電流。該傳感功能可根據(jù)FOC算法確定用于數(shù)字控制的電機(jī)電流。 傳感器提供高精度，在-40°C至+ 105°C的溫度范圍內(nèi)具有4 mV / A，額定電流為200 ARMS。通常使用ICS的內(nèi)部參考電壓（根據(jù)它們的VCC），但是參考電壓通過(guò)J1連接器提供外部參考電壓可以過(guò)驅(qū)動(dòng)。電纜用于連接驅(qū)動(dòng)板上的CON2和電流感應(yīng)板上的J1。來(lái)自傳感器的信號(hào)以1.65 V（零電流下的平均值）為中心。

?場(chǎng)景應(yīng)用圖

?產(chǎn)品實(shí)體圖

?方案方塊圖

?電源板

?核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)

?dV / dt抗擾度在整個(gè)溫度范圍內(nèi)±50 V / ns

?驅(qū)動(dòng)器電流能力：4 A源/接收器

?開(kāi)關(guān)時(shí)間上升/下降15 ns，負(fù)載為1 nF

?具有遲滯的3.3 V，5 V TTL / CMOS輸入

?集成自舉二極管

?故障保護(hù)的比較器

?智能關(guān)機(jī)功能

?可調(diào)節(jié)的死區(qū)時(shí)間

?聯(lián)鎖功能

?緊湊和簡(jiǎn)化的布局

?減少物料清單

?有效的故障保護(hù)

?方案規(guī)格

帶有絕緣金屬基板（IMS）的電源板，承載36個(gè)STH310N10F7或STH315N10F7電源 采用H2PAK-6（6x開(kāi)關(guān)）封裝的MOSFET，也適用于汽車(chē)應(yīng)用。

?高側(cè)和低側(cè)，高電流能力（L6491）柵極驅(qū)動(dòng)器，帶集成比較器，可實(shí)現(xiàn)快速保護(hù) 和智能關(guān)機(jī)功能。

?48 V時(shí)最大功率5 kW

?隔離電流檢測(cè)，總線電壓和溫度監(jiān)控。

STEVAL-CTM004V1（電源板）

絕緣金屬基板（IMS）

主機(jī)采用H2PAK-6（6x開(kāi)關(guān)）封裝的36個(gè)STH310N10F7或STH315N10F7功率MOSFET

去耦柵極電阻（2.2Ω）

用于電流檢測(cè)的3分流電阻接地（可選）

3個(gè)NTC用于熱保護(hù)

STEVAL-CTM005V1（大容量電容器板）

22x270μF，100 V通孔鋁電解電容器

STEVAL-CTM006V1（驅(qū)動(dòng)板）

基于3x L6491柵極驅(qū)動(dòng)器，電流能力高達(dá)4 A接收器/源

34針MC連接器

過(guò)流，過(guò)溫和過(guò)壓保護(hù)

1. STEVAL-CTM008V1（電流感應(yīng)板）

2. 準(zhǔn)確的相電流檢測(cè)

3. 直流電流檢測(cè)（未安裝ICS）

4. 使用外部參考電壓過(guò)驅(qū)動(dòng)VREF的可能性