智能制造和高端消費(fèi)電子市場(chǎng)的火爆將機(jī)器人、可穿戴設(shè)備、無(wú)人機(jī)、高性能家電等產(chǎn)品推上風(fēng)口浪尖，在工業(yè)和家電市場(chǎng)原本需求量就很大的電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制產(chǎn)品更是迎來(lái)新的市場(chǎng)爆發(fā)點(diǎn)。意法半導(dǎo)體（ST）是電機(jī)和運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域的先驅(qū)者，旗下的STSPIN 系列主要面向工業(yè)級(jí)應(yīng)用，是其銷(xiāo)售量最大的電機(jī)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品家族，共有超過(guò)125種直流有刷電機(jī)、直流無(wú)刷電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)的產(chǎn)品型號(hào)，從1.8V到80V均有可擴(kuò)展的方案。

圖1  ST亞太區(qū)智能電源、IPAD、保護(hù)器件產(chǎn)品部市場(chǎng)應(yīng)用總監(jiān)DAVID LUCCHETTI先生在介紹STSPIN產(chǎn)品特點(diǎn)及應(yīng)用

據(jù)ST亞太區(qū)智能電源、IPAD、保護(hù)器件產(chǎn)品部市場(chǎng)應(yīng)用總監(jiān)DAVID LUCCHETTI先生介紹，STSPIN電機(jī)驅(qū)動(dòng)器系列有一個(gè)共同的特點(diǎn)，那就是集成了極高精度高效驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需的所有性能，并且包括一個(gè)可降低主微控制器負(fù)荷的運(yùn)動(dòng)曲線生成器，同時(shí)通過(guò)一套全面的保護(hù)和診斷特性確保穩(wěn)固性和可靠性。自始至終，STSPIN電機(jī)控制IC系列產(chǎn)品以模塊化、可擴(kuò)展、健壯性為開(kāi)發(fā)目標(biāo)，為設(shè)計(jì)者提供滿(mǎn)足不同需求和系統(tǒng)架構(gòu)的多種解決方案。其中，ST的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，具有精確的定位和流暢的運(yùn)動(dòng)曲線，每步最多256個(gè)微步。有刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器能夠在很寬的電流和電壓范圍內(nèi)驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)有刷直流電機(jī)。無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器僅需使用很少的外部器件。尤其是，許多STSPIN電機(jī)驅(qū)動(dòng)IC都已采用自適應(yīng)電流衰變控制方案和創(chuàng)新的電壓模式驅(qū)動(dòng)，確保了高轉(zhuǎn)矩的精度和運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)度。

面向電池供電等小功率應(yīng)用
隨著物聯(lián)網(wǎng)和可穿戴設(shè)備的興起，市場(chǎng)上需要電池供電的電子產(chǎn)品越來(lái)越多。電機(jī)是便攜醫(yī)療注射泵和驅(qū)動(dòng)器、個(gè)人健身設(shè)備、便攜POS機(jī)、迷你機(jī)器人、安全監(jiān)控設(shè)備、精密電動(dòng)工具、便攜式打印機(jī)等電子設(shè)備的核心組件，這些產(chǎn)品要求電機(jī)驅(qū)動(dòng)IC要有極低的功耗，同時(shí)尺寸也要做得很小，以便節(jié)省設(shè)備的空間。去年，針對(duì)便攜和電池供電設(shè)備，ST就推出了STSPIN220步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、STSPIN230三相無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、STSPIN240 1.3A有刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器三款單片低壓驅(qū)動(dòng)器。今年4月份，后續(xù)產(chǎn)品STSPIN250面世，它的高輸出電流尤其適用于中低功率設(shè)備，例如便攜打印機(jī)、POS支付終端機(jī)、消費(fèi)電子設(shè)備、電動(dòng)閥門(mén)、電動(dòng)門(mén)鎖、電子玩具，以及注射泵、電動(dòng)牙刷等醫(yī)療保健產(chǎn)品。這款驅(qū)動(dòng)器還內(nèi)置全面的保護(hù)功能，包括欠壓鎖保護(hù)(UVLO)，非耗散過(guò)流保護(hù)、短路保護(hù)和過(guò)熱關(guān)斷。DAVID LUCCHETTI先生表示，現(xiàn)在，STSPIN產(chǎn)品家族完全滿(mǎn)足設(shè)計(jì)人員為便攜設(shè)備最常用的電機(jī)類(lèi)型選擇尺寸緊湊、使用簡(jiǎn)便等需求。

面向?qū)�功率和精�?zhǔn)度有很高要求的應(yīng)用
ST公司的POWERSTEP01系列在功率和精準(zhǔn)度上表現(xiàn)出眾，它由步進(jìn)控制預(yù)驅(qū)動(dòng)加8個(gè)分立MOSFET構(gòu)成，具有可編程、SPI界面和數(shù)字運(yùn)動(dòng)引擎等特點(diǎn)。據(jù)DAVID LUCCHETTI先生介紹，相對(duì)分立器件解決方案，POWERSTEP01可以節(jié)省67%的PCB空間。因此，POWERSTEP01非常適合紡織機(jī)械、機(jī)器人焊接、工業(yè)條碼打印、工業(yè)推土機(jī)和攪拌器、縫紉機(jī)器等大功率應(yīng)用。

面向智能工業(yè)和高端消費(fèi)電子應(yīng)用
如果說(shuō)上文提到的POWERSTEP01產(chǎn)品系列是把預(yù)驅(qū)動(dòng)芯片和功率芯片集成在一起，那么STSPIN32F0模塊就是在一個(gè)7mm x 7mm QFN微型封裝內(nèi)整合了微控制器和模擬芯片，由
STM32 Cortex M0 MCU與三相半橋驅(qū)動(dòng)器組成（圖2），產(chǎn)品充分利用了ST獨(dú)有的功能豐富的STM32生態(tài)系統(tǒng)中功率控制固件庫(kù)和算法，簡(jiǎn)化了智能和功能豐富的電機(jī)精度控制開(kāi)發(fā)任務(wù)。DAVID LUCCHETTI先生認(rèn)為，STSPIN32F0兼具基于微控制器的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的處理性能和靈活性與單顆芯片的易用性和空間利用率。其目標(biāo)應(yīng)用包括智能制造設(shè)備、電動(dòng)工具和散熱風(fēng)扇，以及新興的高端科技產(chǎn)品，例如無(wú)人機(jī)、機(jī)器人，以及內(nèi)置高能效電機(jī)的家電，例如高性能便攜吸塵器或空氣凈化器等。

圖2  STSPIN32F0模塊STM32 Cortex M0 MCU與三相半橋驅(qū)動(dòng)器組成，可充分利用STM32生態(tài)系統(tǒng)中功率控制固件庫(kù)和算法

DAVID LUCCHETTI先生表示：“STSPIN電機(jī)驅(qū)動(dòng)器IC具有杰出的性能、特性和全面的支持，令設(shè)計(jì)電機(jī)控制應(yīng)用變得更加容易，使各種應(yīng)用中的直流有刷、步進(jìn)和無(wú)刷電機(jī)控制設(shè)計(jì)更加高效�！睘榱酥С衷O(shè)計(jì)，縮短產(chǎn)品上市時(shí)間，針對(duì)工業(yè)和消費(fèi)電子應(yīng)用，ST還提供豐富的評(píng)估板以及低成本的即插即用探索套件，采用自助式設(shè)計(jì)，可與軟件接口共同使用，是初學(xué)者有經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)者的理想開(kāi)發(fā)工具。由于配有嵌入式微控制器，還可與定制固件共同使用。此外，原理圖、BOM和Gerber文件更為設(shè)計(jì)人員提供了極大的便利。提供的軟件套件，能夠輕松快速地對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)解決方案進(jìn)行開(kāi)發(fā)。此外，STSPIN電機(jī)驅(qū)動(dòng)器還可以在一個(gè)開(kāi)放、靈活、經(jīng)濟(jì)的開(kāi)發(fā)環(huán)境中結(jié)合STM32 MCU進(jìn)行評(píng)估，從而快速開(kāi)展原型設(shè)計(jì)。憑借完整的生態(tài)系統(tǒng)，STSPIN已經(jīng)成為業(yè)界銷(xiāo)量最大的電機(jī)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品家族。