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2017年10月DocID029806Rev1[EnglishRev2]1/40STSPIN32F0配备嵌入式STM32MCU的高级BLDC控制器数据手册-生产数据特性工作电压范围为8V到45V三相栅极驱动器–600mA灌/拉–集成自举二极管–防交叉传导32位ARMCortex-M0内核:–时钟频率高达48MHz–4K字节SRAM,带硬件奇偶校验–32KBFlash存储器,具有用于写/读保护的选项字节3.
3.
V直流/直流降压稳压器,具有过电流、短路和热保护功能具有热保护功能的12VLDO线性稳压器16个通用I/O端口(GPIO)5个通用定时器12位ADC转换器(多达9个通道)I2C、USART和SPI接口4个用于信号调节的轨到轨运放可编程阈值的过电流保护比较器3FG漏极开路输出,提供3个霍尔传感器输入的解码结果低功耗待机模式每个供电电源上都有UVLO保护:–VM、VDD、VREG和VBOOTx通过SWD进行片上调试支持扩展的温度范围:-40至+125°C应用厨房机器人便携式真空吸尘器干手器和空气净化器无人机和航空模型电动工具工业和教育机器人家电和空调风扇www.
st.
com目录STSPIN32F02/40DocID029806Rev1[EnglishRev2]目录1说明42框图53电气数据73.
1绝对最大额定值73.
2ESD保护83.
3建议工作条件83.
4热数据84电气特性95引脚说明136器件说明196.
1UVLO和热保护196.
1.
1供电电压上的UVLO206.
1.
2热保护206.
2直流/直流降压稳压器20外部可选3.
3V供电电压226.
3线性稳压器226.
4待机模式236.
5栅极驱动器246.
6微控制器单元256.
6.
1存储器和自举模式256.
6.
2电源管理266.
6.
3高速外部时钟源276.
6.
4高级控制定时器(TIM1)286.
7测试模式286.
8运放296.
9比较器296.
103FG_PA7输出功能316.
11ESD保护策略33DocID029806Rev1[EnglishRev2]3/40STSPIN32F0目录407应用程序示例348封装信息368.
1VFQFPN487x7封装信息379订购信息3910版本历史39说明STSPIN32F04/40DocID029806Rev1[EnglishRev2]1说明STSPIN32F0是提供集成解决方案的系统封装,适用于使用不同驱动模式驱动三相BLDC电机.
其嵌入了三半桥栅极驱动器,可以提供600mA电流(灌电流和拉电流),驱动MOSFET或IGBT.
由于集成的互锁功能,同一半桥的高侧和低侧开关不能同时被驱动到高电平.
内部直流/直流降压转换器提供3.
3V电压,适合为MCU和外部元件供电.
内部LDO线性稳压器为栅极驱动器提供供电电压.
集成的运放可用于模拟霍尔效应传感器和分流电阻信号的信号调节.
通过集成具有可编程阈值的比较器来执行过电流保护.
集成的MCU(具有扩展温度范围的STM32F031C6,后缀为7版本)可以执行磁场定向控制、6步无传感器和其他高级驱动算法,包括速度控制环.
其具有写保护和读保护功能,可防止嵌入式Flash存储器不必要的写入和/或读取.
STSPIN32F0器件还具有过温保护和欠压锁定保护功能,可以进入待机模式,降低功耗.
该器件提供16个能耐5V电压的通用I/O端口(GPIO)、一个多达9个通道的12位模数转换器,在单次捕捉或扫描模式下执行转换、5个通用同步定时器并支持易于使用的调试串行接口(SWD).
DocID029806Rev1[EnglishRev2]5/40STSPIN32F0框图402框图图1.
STSPIN32F0系统封装框图AM039972V1STM32PC13PC14PC15PF0PF1NRSTPA2PA3VSSAPA0PA1VDDAPF7PF6PA13PA12PA11PA10PB12PA9PA8PB14PB13PB15VBATVDDVSSPB9PB4PB8BOOT0PB6PB5PA15PA14PB7PB3HSLSHSLSHSLSgatedriverControllogicVREFVREFVREF3FGHalldecodinglogicADJREF63.
3VPF0PF1NRSTPA2PA3VDDAPA0PA1PA5TESTMODEPA4PB1PA63FG_PA7OP4POP4OOP4NOP3POP3OOP3NOP2POP2OOP2NOP1POP1OOP1NOCCompGNDOC_SELOCcompthresholdselectControlDC/DCbuckconv.
3.
3VVM12VVREGVMVREG12VREG12VREG12VREG12VREG12VREG12VREG1223FG_HiZHSUOUTULSUHSVOUTVLSVHSWOUTWLSWVBOOTUVBOOTVVBOOTWPB7PA14_SWD_CLKVDDPB6PA13_SWD_IOVMSWVREG12VCOMPCOMPCOMPCOMPOPAMPOPAMPOPAMPOPAMPPA4PA5PA6PA7PB0PB1PB10PB11PB2VSSVDDConnectedtoEPADtoVDDA框图STSPIN32F06/40DocID029806Rev1[EnglishRev2]图2.
模拟IC框图VDDOC_COMP_INTHS3HS2HS1LS2LS3LS1OC_TH_STBY1OC_TH_STBY23FG_HIZSWDIO_INTOC_SELVDD_3V3TESTMODE3FG_PA7OP4POP4OOP4NOP3POP3OOP3NOP2POP2OOP2NOP1POP1OOP1NOCCompGNDHSUOUTULSUHSVOUTVLSVHSWOUTWLSWVBOOTUVBOOTVVBOOTWPA13_SWD_IOVMSWVREG12HSLS12VHSLS12VHSLS12VgatedriverControllogicVREFVREFVREF3FGHalldecodinglogicADJREF63.
3VOC_SELOCcomp.
thresholdselectControlDC/DCbuckconv.
3.
3VVM12VVREGVM23FG_HiZCOMPCOMPCOMPCOMPOPAMPOPAMPOPAMPOPAMPVREG12VREG12VREG12VREG12AM039973DocID029806Rev1[EnglishRev2]7/40STSPIN32F0电气数据403电气数据3.
1绝对最大额定值如果加在器件上的载荷超过表1中列出的绝对最大额定值,则可能导致器件永久损坏.
长期工作在最大额定值条件下可能会影响器件的可靠性.
表1.
绝对最大额定值符号参数测试条件值单位VM电源供电电压--0.
3至48VVREG12线性稳压器输出和栅极驱动器供电电压VREG12短接至VM15VVOPP运放正输入电压--0.
2至VDD+0.
2VVOPN运放负输入电压--0.
2至VDD+0.
2VVCP比较器输入电压--2至2VV3FG3FG输出电压--0.
3至VDD+0.
3VI3FG3FG输出灌电流-8mAVHS高侧栅极输出电压-VOUT-0.
3至VBOOT+0.
3VVLS低侧栅极输出电压--0.
3至VREG12+0.
3VVBOOT限幅电压-最大值(VOUT-0.
3或-0.
3)至最小值('VOUT+VREG12+0.
3'或60)VVOUT输出电压(OUTU、OUTV、OUTW)--2至VM+2VdVOUT/dt输出转换速率-±10V/nsVIOMCU逻辑输入电压(1)TTa类型-0.
3至4V逻辑输入电压(1)FT、FTf类型-0.
3至VDD+4(2)VIIOMCUI/O输出电流(1)-25至25mASIIOMCUI/O总输出电流(1),(3)-80至80mAVDDMCU数字供电电压(1)-0.
3至4VVDDAMCU模拟供电电压(1)-0.
3至4VTstg存储温度--55至150°CTj工作结温范围--40至150°C1.
若需更多信息,请参见表15STM32F031C6数据手册中的电压特性(后缀为7版本).
2.
只有禁用内部上拉/下拉电阻时才有效.
如果启用了内部上拉或下拉电阻,最大限制为4V.
3.
如果MCU供电电压由集成的直流/直流稳压器提供,则该应用电流消耗受限于IDDA,max值(请参见表5).
电气数据STSPIN32F08/40DocID029806Rev1[EnglishRev2]3.
2ESD保护3.
3建议工作条件3.
4热工数据表2.
ESD保护额定值符号参数测试条件分类值单位HBM人体模型符合ANSI/ESDA/JEDECJS-001-2014H22kVCDM充电设备模型符合ANSI/ESDA/JEDECJS-002-2014C2750V表3.
建议工作条件符号参数测试条件最小值典型值最大值单位VM电源供电电压-8(1)1.
UVLO阈值VMon_max.
-45VdVM/dt电源供电电压斜率VM=45V--0.
75V/sVDDA直流/直流稳压器输出电压--3.
3-VLSW输出电感--22-HCDDA输出能力-47--FESRDDA输出电容ESR---200mΩVREG12线性稳压器输出和栅极驱动器供电电压13tOCdeglitch>tOCreleasetCPDtCPDOC_blk_n(latchedsignal)HS2HS1HS3WhentheOCdisappears,thelatchedOCsignalisreleasedafterthefirstHS_inputrisingedgeAM039992表13.
3FG_PA7引脚函数3FG高Z(PA12)3FG_PA7注释0PA7默认13FGMCU引脚必须配置为上拉器件说明STSPIN32F032/40DocID029806Rev1[EnglishRev2]图17.
3FG电路表14.
3FG输出真值表(参考图17)COMP4输出COMP3输出COMP2输出3FG引脚(PA7)000000110101011010011010110011103FG_HIZ3FG_PA7OP4POP4OOP4NOP3POP3OOP3NOP2POP2OOP2NVREFVREFVREF3FGHalldecodinglogic3FG_HiZCOMP4COMP3COMP2OPAMP4OPAMP3OPAMP2toPA7ofMCUfromPA12ofMCUAM039982DocID029806Rev1[EnglishRev2]33/40STSPIN32F0器件说明406.
11ESD保护策略图18.
ESD保护策略LVU/V/WHVU/V/WVBOOTclampOUTVM(45VMAX.
)clampclampSWPOWERPOWERBOOTSTRAPDIODEPOWERPOWERPOWERBELOWGNDLow-sidedriver(X3)High-sidedriver(X3)REGPOWERLinearreg.
AnalogI/OVDD(3.
3V)GNDGNDDigitalI/OAM039983ESDactiveESDactiveESDactive应用程序示例STSPIN32F034/40DocID029806Rev1[EnglishRev2]7应用程序示例图19显示了使用STSPIN32F0器件驱动具有单分流电阻和模拟霍尔效应传感器反馈的三相电机应用示例.
实现的其他功能为:通过直流/直流稳压器在内部产生VDD(3.
3V)电源通过LDO线性稳压器在内部产生VREG12(12V)电源I2C串行接口(PB6和PB7)串行调试线端口(PA13_SWD_IO、PA14_SWD_CLK)准备就绪和报警线(PF0、PF1)复位专用引脚使用内部比较器进行过电流保护使用内部运放(运放1)和ADC(PA3)进行电流检测使用内部运放、比较器和霍尔解码逻辑电路(运放2、3、4及相对应的比较器)产生3FG使用内部运放和ADC(运放2、3、4及PA0、PA1、PA2)进行霍尔效应传感器反馈管理使用内部ADC(PA4)进行总线电压补偿使用内部ADC(PB1)进行温度监测DocID029806Rev1[EnglishRev2]35/40STSPIN32F0应用程序示例40图19.
应用程序示例PF0PF1NRSTRESETPA2PA3VDDAPA0PA1PA5TESTMODEPA4PB1PA63FG_PA7OP4POP4OOP4NOP3POP3OOP3NOP2POP2OOP2NOP1POP1OOP1NOCCompGNDHSUOUTULSUHSVOUTVLSVHSWOUTWLSWVBOOTUHSOUTLSVBOOTVBOOTVVBOOTWPB7PA14VDDPB6PA13VMSWVREG12VM+RGH_ONRGH_OFFRGL_ONRGL_OFFDHDLRSRLPCLPHSLSCVMCBOOT3xpowerhalf-bridge3xOpAmpnetRTHNTCCTHTHREE-PHASEMOTORMSensorsfeedback(6lines)toopampsinputsFromsensorsfeedbacktoADCinputs(PA0,PA1,PA2)FromopampsoutputsI2CclockSWDCLKI2CdataRH1pRH1mRH1CREGCVDDACVDDA1VMVDDVDDVDDL1CVDDVDDSWDIOCRESCurrentfeedbackfromOP1OReadyalarmFGoutputVMRPU1VDDRPU2VDD+CVDDeRBUS1RBUS2CBUSVDDRCS4RCS5RCS2RCS3RCS1CCS1Ccs2STSPIN32F0toADCinput(PA3)AM039984封装信息STSPIN32F036/40DocID029806Rev1[EnglishRev2]8封装信息为满足环境要求,意法半导体为这些器件提供了不同等级的ECOPACK封装,具体取决于它们的环保合规等级.
ECOPACK的规格、等级定义和产品状态可在www.
st.
com上查询.
ECOPACK是意法半导体的商标.
建议定制VFQFPN487x7封装.
内部连接到接地引脚的较小EPAD需要穿过封装底部的孔.
铅镀层是镍/钯/金(Ni/Pd/Au).
DocID029806Rev1[EnglishRev2]37/40STSPIN32F0封装信息408.
1VFQFPN487x7封装信息图20.
VFQFPN487x7x1.
0-48L,0.
5mm脚间距,封装图封装信息STSPIN32F038/40DocID029806Rev1[EnglishRev2]图21.
VFQFPN487x7x1.
0-48L,0.
5mm脚间距,建议尺寸表15.
VFQFPN487x7x1.
0-48L,0.
5mm脚间距,封装机械数据(1)1.
PIN44与DAP融合.
符号尺寸(毫米)最小值典型值最大值A0.
900.
951.
00A10.
0-0.
05A20.
75A30.
203b0.
200.
250.
30D6.
907.
007.
10E6.
907.
007.
10e0.
50D22.
502.
602.
70E22.
502.
602.
70K1.
80L0.
300.
400.
50AM039985DocID029806Rev1[EnglishRev2]39/40STSPIN32F0订购信息409订购信息10版本历史表16.
订购码订购代码封装封装STSPIN32F0VFQFPN7x7x1.
0-48LTraySTSPIN32F0TRVFQFPN7x7x1.
0-48L卷带和盘装表17.
文档版本历史日期版本变更2016年9月30日1初始版本.
2017年3月30日2在整个文档中用STM32F031C6(具有扩展温度范围,后缀为7版本)替换了STM32F031x6x7.
更新了图1第5页(换成新图).
整篇文档的少量改动.
表18.
中文文档版本历史日期版本变更2017年10月25日1中文初始版本.
版本历史STSPIN32F040/40DocID029806Rev1[EnglishRev2]重要通知-请仔细阅读意法半导体公司及其子公司("ST")保留随时对ST产品和/或本文档进行变更、更正、增强、修改和改进的权利,恕不另行通知.
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