- 산업 및 가전제품에 적합한 FOC, 6단계, 첨단 위치 및 토크 제어 전략 지원

 

ST마이크로일렉트로닉스는 고출력 모터 제어 애플리케이션에 맞춰 특수 설계된 초소형 솔루션을 제공하는 EVLSERVO1 서보 드라이버 레퍼런스 디자인을 출시하고, 설계자가 성능 저하 없이 기능을 탐색하고 제품 개발 및 프로토타이핑을 수행할 수 있는 턴키 플랫폼을 지원한다고 밝혔다.

 

소형 폼팩터(50mm x 80mm x 60mm)로 3kW까지 공급하는 EVLSERVO1은 산업 및 홈 자동화, 가전제품, 서보 드라이브, 전기 자전거, 서비스 및 자동화 로봇 등의 애플리케이션에서 서보 모터 제어를 위한 다양한 기능들을 제공한다.

 

또한, 첨단 STSPIN32G4 지능형 모터 드라이버를 탑재한 EVLSERVO1을 사용하여 개발자들이 1개나 2개, 3개의 션트 토폴로지를 적용한 센서리스 또는 센서를 적용한 자속기반 제어(FOC), 진보된 위치 제어 및 토크 제어 알고리즘, 6단계 제어 모드를 실행할 수 있다. 이 레퍼런스 디자인은 STSPIN32G4와 24V~48V의 공칭 버스 전압에 최적화된 전력단이 결합되어 있다.

 

이 시스템은 히트싱크만 사용해 최대 2kW의 3상 브러시리스 모터를 구동하며, 팬을 사용할 경우 최대 3kW까지 구동한다. 차동 모드에서 모터의 권선 전류를 감지하는 트리플-션트(Triple-Shunt) 토폴로지와 모터의 회생 제동을 지원하는 전용 회로 등 시스템 개발에 필요한 유연하고 기능이 풍성한 플랫폼도 제공한다. 또한, 이 플랫폼은 UART 또는 SPI 통신을 통해 홀 센서, 증분형 인코더, 절대형 인코더를 지원하며, CAN 트랜시버가 내장되어 있어 강력한 산업 표준 통신을 지원해 시스템 레벨에서 쉽게 통합할 수 있다.

 

EVLSERVO1의 핵심인 STSPIN32G4는 3상 브러시리스 모터를 제어하는 소형(9mm x 9mm VFQFPN) 사이즈의 유연한 통합 SiP 모듈로, 트리플 하프 브리지 게이트 드라이버, 고성능 STM32G4 MCU, 단일 전원공급장치로 동작하는 전력관리 회로를 갖추고 있다. 외부 MOSFET 회로를 위한 하드웨어 과전압 보호 기능과 온보드 부트스트랩 다이오드를 내장해 외부 부품 수를 크게 줄일 수 있다.

 

EVLSERVO1의 전력단은 STSPIN32G4와 적층돼 전체 전력밀도를 극대화한다. RDS(ON)이 매우 낮은(최대 3.2mΩ) STL160N10F8 MOSFET 6쌍이 병렬로 구성돼 높은 효율, 낮은 발열, 향상된 모터 성능을 통해 전체 전력밀도를 향상시킨다. 또한, 과전압과 과전류, 과열 보호 기능을 통합하고 있어, 안정적인 동작을 보장하고 부품원가(BOM) 최소화한다.

 

EVLSERVO1을 기반으로 STM32 에코시스템의 고급 기능을 사용하면 탐색 및 프로토타이핑을 손쉽게 시작할 수 있으며, 개발자는 다양한 소프트웨어 라이브러리와 예제도 이용할 수 있다. 개발자들은 ST의 X-CUBE-MCSDK GUI 기반 워크벤치를 통해서 모터 제어 펌웨어 파라미터를 빠르고 쉽게 구성할 수 있으며, 일부는 실시간 기능으로 구성해 출시 기간을 획기적으로 단축하고 비용을 절감할 수 있다.

 

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