高效能电动工具控制方案：基于STM32G473和STDRIVE

STEVAL-PTOOL4A是一款专为手持式电池供电工具设计的紧凑型系统，能够高效控制无刷直流马达（BLDC）或永磁同步马达（PMSM）。该系统支持高达250W的功率输出，并通过标准输入（如节气门）实现对马达扭矩和速度的精准控制。

广泛的应用场景

该参考设计适用于多种电动工具，包括钻孔机、磨床、圆盘切割机、圆锯、吹叶机和手持式割草机等。此外，由于其小巧的尺寸和强大的运算能力，它还能够满足无人机、轮椅、家用电器、电动自行车和机器人平台等领域的需求。

方案场景应用图

核心技术亮点

1. 高效能MCU与优化设计

STEVAL-PTOOL4A搭载STM32G473CE MCU，这是一款基于Arm Cortex-M4架构的32位微控制器，内置三角函数和算术加速器（CORDIC + FMAC），并配备专为马达控制优化的定时器。通过三半桥式闸极驱动器STDRIVE101，该系统能够高效控制由六个高电流MOSFET组成的三相全桥转换器。

2. 多样化算法支持

系统支持六步算法和高效能矢量磁场定向控制（FOC）算法，用户可通过MCSDK函数库进行配置。此外，还支持意法半导体的零速全扭矩（ZeST）算法，适用于无感测器或有感测器的多种控制需求。

3. 丰富的保护与调节功能

提供全面的保护机制，包括过电流保护、欠压锁定和热保护。用户还可调节驱动动力学参数、开关频率等工作参数，满足不同应用场景的需求。

4. 灵活的硬件扩展

系统支持多种扩展选项，如散热器安装、子卡功能增强、输入电压范围扩展等。还提供丰富的调试接口，包括SWD端口、SPI、UART、CAN/I²C等通讯接口。

展示板照片

方案规格一览

- 输入电压：12–28V直流电压（额定21V，最高可扩展至48V）

- 输出功率：250W

- 输出电流：RMS电流高达20A

- 电池支持：专为5S-6S锂聚合物电池组设计

- 关键组件：

STM32G473CET6：高效能32位MCU

STDRIVE101：三半桥式闸极驱动器

STL220N6F7：高电流MOSFET

L6981NDR：同步降压转换器

LDL112：低静态电流LDO

TSV912IQ2T：双轨对轨运算放大器

方案方块图

适配多种场景的高性能解决方案

STEVAL-PTOOL4A通过其紧凑的设计、强大的性能和灵活的配置，成为电动工具和其他高性能马达控制应用的理想选择。无论是工业工具还是消费级设备，该系统都能提供卓越的控制能力和可靠性。

意法半导体的这一参考设计不仅展示了其在马达控制领域的技术实力，也为开发者提供了一个高效、灵活的开发平台。

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